核心技術
由於工藝簡單 、價格低廉 ,傳統的電子束和熱蒸發被廣泛地應用於光學薄膜的生產 。熱蒸發通常適用於熔點低於1500Deg的膜料
了解更多>>由於工藝簡單 、價格低廉 ,傳統的電子束和熱蒸發被廣泛地應用於光學薄膜的生產 。熱蒸發通常適用於熔點低於1500Deg的膜料 ,采用W \Ta\Mo\Nb\Fe\Ni\Pt\Cu等材料做為蒸發源材料 ,將膜料放置於蒸發源材料之上 ,加熱 ,使其原子或分子從表麵氣化溢出 ,形成蒸汽流 ,入射到基片表麵 ,凝結成固態薄膜 。電子束蒸發的原理為熱電子由燈絲發射後 ,被加速陽極加速 ,獲得動能轟擊到處於陽極的蒸發材料上 ,使蒸發材料加熱氣化 ,而實現蒸發鍍膜 。
電子束蒸發能獲得遠比電阻加熱源更大的能量密度 ,從而蒸發高熔點的材料 ;膜料置於水冷銅坩堝內 ,可避免容器材料的蒸發 ,以及容器材料與鍍料之間的反應 ,提高鍍膜的純度 ;熱量直接作用在蒸發材料表麵 ,熱效率高 ,熱傳導和熱輻射的損失小 。
相對其它類型的鍍膜方式 ,電子束和熱蒸發加工過程的蒸發膜料動能相對較低 ,生成的介質膜層會呈現多孔 ,密度較低 ,呈柱狀結構 。一方麵 ,由於膜層呈現多孔 ,從而帶來吸收水汽 ,改變膜層的折射率 ;由於儲存環境或使用環境的溫濕度會帶來膜層光譜曲線的變化 。另一方麵 ,低密度的結構在某種程度降低了膜層的機械性能 。往往通過加熱基板至幾百度的高溫來消除這個不良影響 ,但並不能完全消除 。通過加熱的工藝也限製了基板的種類並且在膜層中引入了熱應力 。
當對成本有所考量並對膜層可靠性要求不高時 ,往往會考慮電子束和熱蒸發工藝 。熱蒸發工藝的另一個優點在於可選擇的蒸發材料範圍廣 ,從金屬材料到半導體材料 ,到介質材料 ;從氟化物到氧化物等都可以使用 。
在真空條件下 ,利用氣體放電使氣體離化 ,在氣體離子轟擊作用的同時 ,把蒸發物或其反應物蒸發在基片上。離子輔助沉積實際上是在電子束蒸發的基礎上 ,引入離子轟擊 ,達到增加蒸發膜料動能的效果 ,相比電子束和熱蒸發 ,膜層具有更高的密度 。此外 ,氣體離子...
了解更多>>在真空條件下 ,利用氣體放電使氣體離化 ,在氣體離子轟擊作用的同時 ,把蒸發物或其反應物蒸發在基片上 。離子輔助沉積實際上是在電子束蒸發的基礎上 ,引入離子轟擊 ,達到增加蒸發膜料動能的效果 ,相比電子束和熱蒸發 ,膜層具有更高的密度 。此外 ,氣體離子束可以用於清潔和刻蝕基底表麵 ,從而增強膜層的牢固度 。
通過引入離子輔助 ,膜層具有更高的牢固度 ,並帶來更好的膜層機械性能 ,更好的環境可靠性以及更低的膜層散射 。
但離子輔助沉積並不適用於所有的材料 ,例如MgF2等在沉積過程可能會被分解 。
相比EB工藝,綜合考慮了成本 ,光譜穩定性和可靠性等因素 。
相比IBS工藝 ,具有更高的散射和吸收損耗 。
靶麵發出的二次電子 ,在相互垂直的電場力和磁場力的聯合作用下 ,沿著跑道跨越磁力線做旋輪線形的跳動 ,並以這種形式沿著跑道轉圈 ,增加與氣體原子碰撞的機會 。克服了二極 、三極濺射的缺點 。
了解更多>>靶麵發出的二次電子 ,在相互垂直的電場力和磁場力的聯合作用下 ,沿著跑道跨越磁力線做旋輪線形的跳動 ,並以這種形式沿著跑道轉圈 ,增加與氣體原子碰撞的機會 。克服了二極 、三極濺射的缺點 。
能量較低的二次電子循環運動 ,每個電子使原子電離的機會增加 ,隻有在電子的能量耗盡以後才能脫離靶表麵 ,且落在陽極 。基片溫升小 ,損傷小的原因 。
高密度的等離子體被電磁場束縛在靶麵附近 ,不與基片接觸 。
提高電離效率 ,工作壓力可降低到10-1~10-2Pa數量級 ;從而減少工作氣體對被濺射原子的散射作用 ,提高沉積速率 ,增加膜層牢固度 。
進行磁控濺射時 ,電子與氣體原子的碰撞幾率高 ,因此氣體離化率大大增加 。
低溫濺射 :對被濺射的靶材料進行直接冷卻 ;利用磁場在減少電子能量的同時 ,再輔以電子捕集器以排除電子對基板的轟擊 。
高速濺射 :盡量加大投入到靶上的功率 ;提高濺射沉積的功率效率 ;減少濺射原子或分子向靶的逆擴散 。
用離子源發出離子 ,經引出 、加速 、取焦 ,使其成為束狀 ,用此離子束轟擊置於高真空室中的靶 ,將濺射出的原子進行鍍膜 。氧氣被引入腔體內 ,與金屬氣體重新氧化 ,從而實現氧化物薄膜。由於離子束濺射沉積過程所引入的高能過程生成一致性好 ,高密度 ,非晶結構,具...
了解更多>>用離子源發出離子 ,經引出 、加速 、取焦 ,使其成為束狀,用此離子束轟擊置於高真空室中的靶 ,將濺射出的原子進行鍍膜 。氧氣被引入腔體內 ,與金屬氣體重新氧化 ,從而實現氧化物薄膜 。由於離子束濺射沉積過程所引入的高能過程生成一致性好 ,高密度 ,非晶結構 ,具有優良牢固度的膜層 ,從而帶來了優良的環境穩定性和機械耐久性 。IBS所生成的膜層粗糙度好 ,所帶來的膜層散射損耗小 。
相比於其他類型的沉積方式 ,由於沉積速率慢 ,控製精度高等特點 ,往往被用於生成高精度光譜要求的產品 ,例如GFF等 。
但IBS的缺點在於其對蒸發材料有所限製 ,往往隻能用於加工金屬氧化物 ;以及加工成本較高 。