真空鍍膜過程非常複雜,由于鍍膜原理的不同分爲(wèi)很多種類,僅僅因爲(wèi)都需要高真空度而擁有統(tǒng)名稱。因此對于不同原理的真空鍍膜,影響均勻性的因素也不盡雷同。並且均勻性這個概念自己也會隨著鍍膜規(guī)格和薄膜身分而有著不同的意義。
薄膜均勻性的概念:
1.厚度上的均勻性,也可以明白爲(wèi)毛糙度,在光學(xué)薄膜的規(guī)格上看(也就是1/10波長作爲(wèi)單位,約爲(wèi)100A),真空鍍膜的均勻性已經(jīng)相當(dāng)好,可以輕松將毛糙度控制在可見光波長的1/10範(fàn)圍內(nèi),也就是說對于薄膜的光學(xué)性來說,真空鍍膜沒有任何障礙。
但是如果是指原子層規(guī)格上的均勻度,也就是說要實(shí)現(xiàn)10A甚至1A的外表平整,是現(xiàn)在真空鍍膜中要緊的技術(shù)含量與技術(shù)瓶頸所在,具體控制因素下面會根據(jù)不同鍍膜給出詳細(xì)解釋。
2.化學(xué)組分上的均勻性:
就是說在薄膜中,化合物的原子組分會由于規(guī)格過小而很容易的産生不均勻性,SiTiO3薄膜,如果鍍膜過程不科學(xué),那麼實(shí)際外表的組分並不是SiTiO3,而也許是其他的比例,鍍的膜並非是想要的膜的化學(xué)身分,這也是真空鍍膜的技術(shù)含量所在。
3.晶格有序度的均勻性:
這決定了薄膜是單晶,多晶,非晶,是真空鍍膜技術(shù)中的熱點(diǎn)問題,具體見下。
要緊分類有兩個大種類:
一、對于蒸發(fā)鍍膜:
般是加熱靶材使外表組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來,並且沈降在基片外表,通過成膜過程(散點(diǎn)-島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長)形成薄膜。
厚度均勻性要緊取決于:
1、基片材料與靶材的晶格匹配程度
2、基片外表溫度
3、蒸發(fā)功率,速率
4、真空度
5、鍍膜時間,厚度大小。
組分均勻性:
蒸發(fā)鍍膜組分均勻性不是很容易保證,具體可以調(diào)控的因素同上,但是由于原理所限,對于非單組分鍍膜,蒸發(fā)鍍膜的組分均勻性不行。
晶向均勻性:
1、晶格匹配度
2、基片溫度
3、蒸發(fā)速率
二、對于濺射類鍍膜:
可以簡單明白爲(wèi)使用電子或高能激光轟擊靶材,並使外表組分以原子團(tuán)或離子形式被濺射出來,並且終沈積在基片外表,經(jīng)曆成膜過程,終形成薄膜。
濺射鍍膜又分爲(wèi)很多種,總體看,與蒸發(fā)鍍膜的不同點(diǎn)在于濺射速率將成爲(wèi)要緊參數(shù)之。
濺射鍍膜中的激光濺射鍍膜pld,組分均勻性容易保全,而原子規(guī)格的厚度均勻性相對較差(因爲(wèi)是脈沖濺射),晶向(外沿)生長的控制也比較般。以pld爲(wèi)例,因素要緊有:靶材與基片的晶格匹配程度、鍍膜氛圍(低壓氣體氛圍)、基片溫度、激光器功率、脈沖頻率、濺射時間。
對于不同的濺射材料和基片,佳參數(shù)需要實(shí)驗(yàn)確定,是各不雷同的,鍍膜設(shè)備的好壞要緊在于能否*確控溫,能否保證好的真空度,能否保證好的真空腔清潔度。MBE分子束外沿鍍膜技術(shù),已經(jīng)比較好的解決了如上所屬的問題,但是基本用于實(shí)驗(yàn)研究,工業(yè)生産上比較常用的體式鍍膜機(jī)要緊以離子蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜爲(wèi)主。
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