Елементи процесу та механізми дії, що впливають на якість тонкоплівкових пристроїв (Частина 2)

3. Вплив температури основи

Температура підкладки є однією з важливих умов для росту мембрани. Вона забезпечує додаткову енергію для атомів або молекул мембрани та головним чином впливає на структуру мембрани, коефіцієнт аглютинації, коефіцієнт розширення та щільність агрегації. Макроскопічне відбиття в плівці, показник заломлення, розсіювання, напруження, адгезія, твердість та нерозчинність будуть суттєво відрізнятися через різну температуру підкладки.

(1) Холодний субстрат: зазвичай використовується для випаровування металевої плівки.

(2) Переваги високої температури:

① Залишкові молекули газу, адсорбовані на поверхні підкладки, видаляються для збільшення сили зв'язку між підкладкою та осадженими молекулами;

(2) Сприяти перетворенню фізичної адсорбції на хемосорбцію плівкового шару, посилювати взаємодію між молекулами, робити плівку щільною, збільшувати адгезію та покращувати механічну міцність;

③ Зменшити різницю між температурою молекулярної рекристалізації пари та температурою підкладки, покращити щільність плівкового шару, збільшити твердість плівкового шару для усунення внутрішніх напружень.

(3) Недолік занадто високої температури: змінюється структура плівкового шару або плівковий матеріал розкладається.

4. Вплив іонного бомбардування

Бомбардування після покриття: покращення щільності агрегації плівки, посилення хімічної реакції, збільшення показника заломлення оксидної плівки, механічної міцності та стійкості, а також адгезії. Збільшення порогу світлового пошкодження.
5. Вплив матеріалу підкладки

(1) Різний коефіцієнт розширення матеріалу підкладки призведе до різного термічного напруження плівки;

(2) Різна хімічна спорідненість впливатиме на адгезію та міцність плівки;

(3) Шорсткість та дефекти підкладки є основними джерелами розсіювання на тонких плівках.
6. Вплив очищення основи

Залишки бруду та миючого засобу на поверхні підкладки призведуть до: (1) поганої адгезії плівки до підкладки; 2) збільшення поглинання розсіювання, що призводить до зниження антилазерної здатності; 3) поганої світлопропускання.

Хімічний склад (чистота та типи домішок), фізичний стан (порошок або блок) та попередня обробка (вакуумне спікання або кування) плівкового матеріалу впливатимуть на структуру та характеристики плівки.

8. Вплив методу випаровування

Початкова кінетична енергія, що забезпечується різними методами випаровування для випаровування молекул та атомів, дуже різна, що призводить до великої різниці в структурі плівки, яка проявляється як різниця в показнику заломлення, розсіюванні та адгезії.

9. Вплив кута падіння пари

Кут падіння пари – це кут між напрямком молекулярного випромінювання пари та нормаллю до поверхні покритої підкладки, що впливає на характеристики росту та щільність агрегації плівки, а також має великий вплив на показник заломлення та характеристики розсіювання плівки. Для отримання високоякісних плівок необхідно контролювати кут випромінювання молекул пари плівкового матеріалу, який зазвичай має бути обмежений 30°.

10. Вплив випікання

Термічна обробка плівки в атмосфері сприяє зняттю напруги та тепловій міграції молекул навколишнього газу та молекул плівки, що може призвести до рекомбінації структури плівки, тому вона має великий вплив на показник заломлення, напругу та твердість плівки.