蘇州真空鍍膜告訴你真空鍍膜過程非常復雜,由于鍍膜原理的不同分為很多種類,僅僅因為都需要高真空度而擁有統一名稱。所以對于不同原理的真空鍍膜,影響均勻性的因素也不盡相同。并且均勻性這個概念本身也會隨著鍍膜尺度和薄膜成分而有著不同的意義。
薄膜均勻性的概念(nian):
1.厚度(du)上的均勻性,也可以理(li)解為粗糙(cao)度(du),在光(guang)學(xue)薄膜(mo)(mo)的尺(chi)度(du)上看(kan)(也就是1/10波長(chang)作(zuo)為單(dan)位,約為100A),真空鍍(du)膜(mo)(mo)的均勻性已(yi)經相當(dang)好,可以輕松(song)將粗糙(cao)度(du)控制在可見光(guang)波長(chang)的1/10范圍內,也就是說對于(yu)薄膜(mo)(mo)的光(guang)學(xue)特性來(lai)說,真空鍍(du)膜(mo)(mo)沒(mei)有任何障礙。
但是如(ru)果是指原子層尺度(du)上(shang)的均勻度(du),也就(jiu)是說要實現10A甚至1A的表(biao)面(mian)(mian)平(ping)整(zheng),是現在(zai)真空鍍膜中主要的技術(shu)含量與技術(shu)瓶(ping)頸(jing)所(suo)在(zai),具體控(kong)制因素下面(mian)(mian)會根據不同鍍膜給(gei)出詳細解(jie)釋。
2.化學組分上(shang)的均勻性(xing):
就是說在薄(bo)(bo)膜(mo)中,化合物的(de)原子組分(fen)會由于(yu)尺度過(guo)小而很容易的(de)產生不(bu)均(jun)勻特性,SiTiO3薄(bo)(bo)膜(mo),如果(guo)鍍(du)膜(mo)過(guo)程不(bu)科(ke)學,那(nei)么實(shi)際表面的(de)組分(fen)并不(bu)是SiTiO3,而可能是其他的(de)比例,鍍(du)的(de)膜(mo)并非是想(xiang)要(yao)的(de)膜(mo)的(de)化學成分(fen),這也是真空鍍(du)膜(mo)的(de)技術含量(liang)所在。
3.晶格(ge)有序度的均勻性:
這決定了薄膜是單(dan)晶(jing),多晶(jing),非晶(jing),是真空(kong)鍍膜技術(shu)中的(de)熱點問題,具(ju)體(ti)見下。
主要分類有(you)兩個大種類:
蒸(zheng)發沉積(ji)鍍膜(mo)和(he)濺射(she)沉積(ji)鍍膜(mo),具體則包括(kuo)很多種類,包括(kuo)真空離子(zi)蒸(zheng)發,磁控(kong)濺射(she),MBE分子(zi)束外延,溶膠(jiao)凝(ning)膠(jiao)法等(deng)(deng)等(deng)(deng)
一、對于蒸發鍍膜:
一般是加熱靶材使表(biao)面(mian)組分(fen)以原子團或離(li)子形式被蒸發(fa)出(chu)來,并且沉降在基片(pian)表(biao)面(mian),通(tong)過(guo)成膜(mo)(mo)過(guo)程(cheng)(散(san)點-島狀結構-迷(mi)走結構-層狀生長)形成薄膜(mo)(mo)。
厚度均(jun)勻性主要取決(jue)于:
1、基片材料與靶材的晶格匹配(pei)程度(du)
2、基片表面溫度
3、蒸發(fa)功(gong)率(lv),速率(lv)
4、真空(kong)度
5、鍍膜時間(jian),厚度大小。
組分均勻性:
蒸(zheng)(zheng)發鍍膜(mo)組(zu)分均(jun)勻性(xing)不是很容易(yi)保(bao)證,具體可以調控的因素同上,但是由于(yu)原(yuan)理所(suo)限,對于(yu)非單一組(zu)分鍍膜(mo),蒸(zheng)(zheng)發鍍膜(mo)的組(zu)分均(jun)勻性(xing)不好。
晶向(xiang)均勻(yun)性:
1、晶格匹配度(du)
2、基片溫度
3、蒸發(fa)速(su)率
二、.對于濺(jian)射(she)類鍍膜,可以(yi)簡單理解為利用電子或高能激(ji)光轟擊(ji)靶(ba)材,并使表面組分以(yi)原(yuan)子團或離(li)子形(xing)式(shi)被濺(jian)射(she)出來,并且最終沉(chen)積在基(ji)片表面,經歷成膜過程(cheng),最終形(xing)成薄膜。
濺(jian)射鍍膜又分為很多種,總(zong)體(ti)看,與蒸發鍍膜的(de)不同點在于濺(jian)射速率(lv)將成為主要參數之一。
濺(jian)(jian)(jian)射(she)鍍(du)(du)膜(mo)中的(de)(de)(de)激(ji)光濺(jian)(jian)(jian)射(she)鍍(du)(du)膜(mo)pld,組分均勻性(xing)容易(yi)保持,而原子尺度的(de)(de)(de)厚度均勻性(xing)相(xiang)對較差(因為是脈沖濺(jian)(jian)(jian)射(she)),晶向(外沿)生長(chang)的(de)(de)(de)控制(zhi)也比較一(yi)般。以(yi)pld 為例,因素主要有(you):靶材與基(ji)(ji)(ji)片的(de)(de)(de)晶格匹配程度、鍍(du)(du)膜(mo)氛圍(低(di)壓氣體氛圍)、基(ji)(ji)(ji)片溫度 、激(ji)光器(qi)功率、脈沖頻率、濺(jian)(jian)(jian)射(she)時間。對于不(bu)同的(de)(de)(de)濺(jian)(jian)(jian)射(she)材料和(he)基(ji)(ji)(ji)片,最(zui)佳 參數需要實(shi)(shi)驗確定,是各不(bu)相(xiang)同的(de)(de)(de),鍍(du)(du)膜(mo)設備的(de)(de)(de)好壞主要在于能否精確控溫,能否保證好的(de)(de)(de)真空(kong)度,能否保證好的(de)(de)(de)真空(kong)腔清(qing)潔度。MBE分子束外沿鍍(du)(du)膜(mo)技術(shu),已(yi)經 比較好的(de)(de)(de)解(jie)決(jue)了如上所(suo)屬的(de)(de)(de)問題,但(dan)是基(ji)(ji)(ji)本用(yong)于實(shi)(shi)驗研究(jiu),工業生產(chan)上比較常用(yong)的(de)(de)(de)一(yi)體式鍍(du)(du)膜(mo)機主要以(yi)離子蒸發鍍(du)(du)膜(mo)和(he)磁控濺(jian)(jian)(jian)射(she)鍍(du)(du)膜(mo)為主。
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