Optinių plonasluoksnių įtaisų gamyba atliekama vakuuminėje kameroje, o plėvelės sluoksnio augimas yra mikroskopinis procesas. Tačiau šiuo metu tiesiogiai kontroliuojami makroskopiniai procesai yra kai kurie makroskopiniai veiksniai, kurie netiesiogiai susiję su plėvelės sluoksnio kokybe. Nepaisant to, ilgalaikių ir nuolatinių eksperimentinių tyrimų metu buvo nustatytas reguliarus ryšys tarp plėvelės kokybės ir šių makroveiksnių, kuris tapo proceso specifikacija, kuria vadovaujamasi gaminant plėvelės kelioninius įtaisus, ir vaidina svarbų vaidmenį gaminant aukštos kokybės optinius plonasluoksnius įtaisus.
1. Vakuuminio dengimo poveikis
Vakuumo laipsnio įtaka plėvelės savybėms atsiranda dėl energijos nuostolių ir cheminės reakcijos, kurią sukelia likusių dujų ir plėvelės atomų bei molekulių susidūrimas dujų fazėje. Jei vakuumo laipsnis yra mažas, padidėja plėvelės medžiagos garų molekulių ir likusių dujų molekulių susiliejimo tikimybė, o garų molekulių kinetinė energija labai sumažėja, todėl garų molekulės negali pasiekti pagrindo arba negali prasiveržti pro dujų adsorbcijos sluoksnį ant pagrindo, arba vos gali prasiveržti pro dujų adsorbcijos sluoksnį, o adsorbcijos energija su pagrindu yra labai maža. Dėl to optinių plonų plėvelių įtaisų nusodinta plėvelė yra laisva, kaupimosi tankis mažas, mechaninis stiprumas prastas, cheminė sudėtis negryna, o plėvelės sluoksnio lūžio rodiklis ir kietumas prasti.
Paprastai, didėjant vakuumui, plėvelės struktūra pagerėja, cheminė sudėtis tampa gryna, tačiau padidėja įtempis. Kuo didesnis metalinės plėvelės ir puslaidininkinės plėvelės grynumas, tuo geriau, jos priklauso nuo vakuumo laipsnio, kuriam reikia didesnio tiesioginio tuštumo. Pagrindinės plėvelių savybės, kurioms įtakos turi vakuumo laipsnis, yra lūžio rodiklis, sklaida, mechaninis stiprumas ir netirpumas.
2. Nusodinimo greičio įtaka
Nusodinimo greitis yra proceso parametras, apibūdinantis plėvelės nusodinimo greitį, išreiškiamą dangos paviršiuje susidariusios plėvelės storiu per laiko vienetą, o vienetas yra nm·s-1.
Nusodinimo greitis akivaizdžiai veikia plėvelės lūžio rodiklį, tvirtumą, mechaninį stiprumą, sukibimą ir įtempį. Jei nusodinimo greitis mažas, dauguma garų molekulių grįžta iš pagrindo, kristalų branduolių susidarymas vyksta lėtai, o kondensacija gali vykti tik ant didelių agregatų, todėl plėvelės struktūra tampa puri. Didėjant nusodinimo greičiui, susidaro plona ir tanki plėvelė, sumažėja šviesos sklaida, padidėja tvirtumas. Todėl tinkamas plėvelės nusodinimo greičio pasirinkimas yra svarbus garinimo proceso klausimas, o konkretus pasirinkimas turėtų būti atliekamas atsižvelgiant į plėvelės medžiagą.
Yra du būdai, kaip padidinti nusodinimo greitį: (1) didinant garavimo šaltinio temperatūrą (2) didinant garavimo šaltinio plotą.
Įrašo laikas: 2024 m. kovo 29 d.