Produkcja optycznych urządzeń cienkowarstwowych odbywa się w komorze próżniowej, a wzrost warstwy folii jest procesem mikroskopowym. Jednak obecnie procesy makroskopowe, które można bezpośrednio kontrolować, to pewne czynniki makroskopowe, które mają pośredni związek z jakością warstwy folii. Mimo to, dzięki długotrwałym, wytrwałym badaniom eksperymentalnym, odkryto regularną zależność między jakością folii a tymi czynnikami makroskopowymi, która stała się specyfikacją procesu produkcji urządzeń przesuwających folię i odgrywa ważną rolę w produkcji wysokiej jakości optycznych urządzeń cienkowarstwowych.
1. Efekt galwanizacji próżniowej
Wpływ stopnia próżni na właściwości folii wynika ze strat energii i reakcji chemicznej wywołanej przez zderzenie fazy gazowej między gazem resztkowym a atomami i cząsteczkami folii. Jeśli stopień próżni jest niski, prawdopodobieństwo fuzji między cząsteczkami pary materiału folii a pozostałymi cząsteczkami gazu wzrasta, a energia kinetyczna cząsteczek pary ulega znacznemu zmniejszeniu, co uniemożliwia cząsteczkom pary dotarcie do podłoża, przebicie się przez warstwę adsorpcyjną gazu na podłożu lub ledwo przebicie się przez warstwę adsorpcyjną gazu, ale energia adsorpcji z podłożem jest bardzo mała. W rezultacie folia osadzana za pomocą optycznych urządzeń cienkowarstwowych jest luźna, gęstość akumulacji jest niska, wytrzymałość mechaniczna jest słaba, skład chemiczny nie jest czysty, a współczynnik załamania światła i twardość warstwy folii są niskie.
Generalnie, wraz ze wzrostem próżni, struktura warstwy ulega poprawie, skład chemiczny staje się czystszy, ale wzrasta naprężenie. Im wyższa czystość warstwy metalicznej i półprzewodnikowej, tym lepiej, co zależy od stopnia próżni, który wymaga większej przestrzeni bezpośredniej. Głównymi właściwościami warstw, na które wpływa stopień próżni, są współczynnik załamania światła, rozpraszanie, wytrzymałość mechaniczna i nierozpuszczalność.
2. Wpływ tempa depozycji
Szybkość osadzania to parametr procesu opisujący prędkość osadzania warstwy, wyrażony jako grubość warstwy utworzonej na powierzchni powłoki w jednostce czasu; jednostką jest nm·s-1.
Szybkość osadzania ma oczywisty wpływ na współczynnik załamania światła, twardość, wytrzymałość mechaniczną, przyczepność i naprężenie powłoki. Przy niskiej szybkości osadzania większość cząsteczek pary powraca z podłoża, tworzenie się zarodków krystalizacji przebiega powoli, a kondensacja może zachodzić tylko na dużych agregatach, co powoduje rozluźnienie struktury powłoki. Wraz ze wzrostem szybkości osadzania powstaje cienka i gęsta powłoka, rozpraszanie światła maleje, a twardość wzrasta. Dlatego właściwy dobór szybkości osadzania powłoki jest istotną kwestią w procesie parowania, a konkretny wybór powinien być uzależniony od materiału powłoki.
Istnieją dwie metody zwiększenia szybkości osadzania: (1) metoda zwiększenia temperatury źródła parowania (2) metoda zwiększenia powierzchni źródła parowania.
Czas publikacji: 29 marca 2024 r.