PVD真空鍍膜在使用時(shí)的過(guò)程有著什么意義
PVD真空鍍膜過(guò)程非常復(fù)雜,由于鍍膜原理的不同分為很多種類,僅僅因?yàn)槎夹枰哒婵斩榷鴵碛薪y(tǒng)一名稱。所以對(duì)于不同原理的PVD真空鍍膜,影響均勻性的因素也不盡相同。并且均勻性這個(gè)概念本身也會(huì)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:
1.厚度上的均勻性,也可以理解為粗糙度,在光學(xué)薄膜的尺度上看(也就是1/10波長(zhǎng)作為單位,約為100A),真空鍍膜的均勻性已經(jīng)相當(dāng)好,可以輕松將粗糙度控制在可見光波長(zhǎng)的1/10范圍內(nèi),也就是說(shuō)對(duì)于薄膜的光學(xué)特性來(lái)說(shuō),真空鍍膜沒有任何障礙。
但是如果是指原子層尺度上的均勻度,也就是說(shuō)要實(shí)現(xiàn)10A甚至1A的表面平整,是現(xiàn)在真空鍍膜中主要的技術(shù)含量與技術(shù)瓶頸所在,具體控制因素下面會(huì)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(shuō)在薄膜中,化合物的原子組分會(huì)由于尺度過(guò)小而很容易的產(chǎn)生不均勻特性,SiTiO3薄膜,如果鍍膜過(guò)程不科學(xué),那么實(shí)際表面的組分并不是SiTiO3,而可能是其他的比例,鍍的膜并非是想要的膜的化學(xué)成分,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。
主要分類有兩個(gè)大種類:
蒸發(fā)沉積鍍膜和濺射沉積鍍膜,具體則包括很多種類,包括真空離子蒸發(fā),磁控濺射,MBE分子束外延,溶膠凝膠法等等
一、對(duì)于蒸發(fā)鍍膜:
一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來(lái),并且沉降在基片表面,通過(guò)成膜過(guò)程(散點(diǎn)-島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長(zhǎng))形成薄膜。
厚度均勻性主要取決于:
1、基片材料與靶材的晶格匹配程度
2、基片表面溫度
3、蒸發(fā)功率,速率
4、真空度
5、鍍膜時(shí)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(duì)于非單一組分鍍膜,蒸發(fā)鍍膜的組分均勻性不好。