Виробництво оптичних тонкоплівкових пристроїв здійснюється у вакуумній камері, а ріст плівкового шару є мікроскопічним процесом. Однак наразі макроскопічними процесами, які можна безпосередньо контролювати, є деякі макроскопічні фактори, що мають опосередкований зв'язок з якістю плівкового шару. Незважаючи на це, завдяки тривалим наполегливим експериментальним дослідженням було виявлено закономірний зв'язок між якістю плівки та цими макрофакторами, що стало технологічною специфікацією для керівництва виробництвом плівкових пристроїв та відіграє важливу роль у виробництві високоякісних оптичних тонкоплівкових пристроїв.
1. Ефект вакуумного покриття
Вплив ступеня вакууму на властивості плівки зумовлений втратами енергії та хімічною реакцією, спричиненою зіткненням залишкового газу з атомами та молекулами плівки в газовій фазі. Якщо ступінь вакууму низький, ймовірність злиття молекул пари плівкового матеріалу з рештою молекул газу зростає, а кінетична енергія молекул пари значно зменшується, через що молекули пари не можуть досягти підкладки або не можуть пробити шар адсорбції газу на підкладці, або ледве можуть пробити шар адсорбції газу, але енергія адсорбції на підкладці дуже мала. В результаті плівка, осаджена оптичними тонкоплівковими пристроями, є пухкою, щільність накопичення низька, механічна міцність низька, хімічний склад нечистий, а показник заломлення та твердість шару плівки низькі.
Зазвичай, зі збільшенням вакууму структура плівки покращується, хімічний склад стає чистішим, але зростає напруга. Чим вища чистота металевої та напівпровідникової плівки, тим краще, оскільки вони залежать від ступеня вакууму, що вимагає більшої прямої пустоти. Основними властивостями плівок, на які впливає ступінь вакууму, є показник заломлення, розсіювання, механічна міцність та нерозчинність.
2. Вплив швидкості осадження
Швидкість осадження – це параметр процесу, що описує швидкість осадження плівки, виражену товщиною плівки, що утворюється на поверхні покриття за одиницю часу, одиницею вимірювання є нм·с-1.
Швидкість осадження має очевидний вплив на показник заломлення, твердість, механічну міцність, адгезію та напруження плівки. Якщо швидкість осадження низька, більшість молекул пари повертаються з підкладки, утворення кристалічних ядер відбувається повільно, і конденсація може здійснюватися лише на великих агрегатах, що робить структуру плівки пухкою. Зі збільшенням швидкості осадження утворюється тонка та щільна плівка, розсіювання світла зменшується, а твердість збільшується. Тому правильний вибір швидкості осадження плівки є важливим питанням у процесі випаровування, і конкретний вибір слід визначати відповідно до матеріалу плівки.
Існує два методи покращення швидкості осадження: (1) метод збільшення температури джерела випаровування (2) метод збільшення площі джерела випаровування.
Час публікації: 29 березня 2024 р.