核心技术
由于工艺简单 、价格低廉 ,传统的电子束和热蒸发被广泛地应用于光学薄膜的生产 。热蒸发通常适用于熔点低于1500Deg的膜料
了解更多>>由于工艺简单、价格低廉 ,传统的电子束和热蒸发被广泛地应用于光学薄膜的生产 。热蒸发通常适用于熔点低于1500Deg的膜料 ,采用W \Ta\Mo\Nb\Fe\Ni\Pt\Cu等材料做为蒸发源材料 ,将膜料放置于蒸发源材料之上 ,加热 ,使其原子或分子从表面气化溢出 ,形成蒸汽流 ,入射到基片表面 ,凝结成固态薄膜 。电子束蒸发的原理为热电子由灯丝发射后 ,被加速阳极加速 ,获得动能轰击到处于阳极的蒸发材料上 ,使蒸发材料加热气化 ,而实现蒸发镀膜 。
电子束蒸发能获得远比电阻加热源更大的能量密度 ,从而蒸发高熔点的材料 ;膜料置于水冷铜坩埚内 ,可避免容器材料的蒸发 ,以及容器材料与镀料之间的反应 ,提高镀膜的纯度 ;热量直接作用在蒸发材料表面 ,热效率高 ,热传导和热辐射的损失小 。
相对其它类型的镀膜方式 ,电子束和热蒸发加工过程的蒸发膜料动能相对较低 ,生成的介质膜层会呈现多孔 ,密度较低 ,呈柱状结构 。一方面 ,由于膜层呈现多孔 ,从而带来吸收水汽 ,改变膜层的折射率 ;由于储存环境或使用环境的温湿度会带来膜层光谱曲线的变化 。另一方面 ,低密度的结构在某种程度降低了膜层的机械性能 。往往通过加热基板至几百度的高温来消除这个不良影响 ,但并不能完全消除 。通过加热的工艺也限制了基板的种类并且在膜层中引入了热应力 。
当对成本有所考量并对膜层可靠性要求不高时 ,往往会考虑电子束和热蒸发工艺 。热蒸发工艺的另一个优点在于可选择的蒸发材料范围广 ,从金属材料到半导体材料 ,到介质材料 ;从氟化物到氧化物等都可以使用 。
在真空条件下 ,利用气体放电使气体离化 ,在气体离子轰击作用的同时 ,把蒸发物或其反应物蒸发在基片上 。离子辅助沉积实际上是在电子束蒸发的基础上 ,引入离子轰击 ,达到增加蒸发膜料动能的效果 ,相比电子束和热蒸发 ,膜层具有更高的密度 。此外 ,气体离子...
了解更多>>在真空条件下 ,利用气体放电使气体离化 ,在气体离子轰击作用的同时 ,把蒸发物或其反应物蒸发在基片上 。离子辅助沉积实际上是在电子束蒸发的基础上 ,引入离子轰击 ,达到增加蒸发膜料动能的效果 ,相比电子束和热蒸发 ,膜层具有更高的密度 。此外 ,气体离子束可以用于清洁和刻蚀基底表面 ,从而增强膜层的牢固度 。
通过引入离子辅助 ,膜层具有更高的牢固度 ,并带来更好的膜层机械性能 ,更好的环境可靠性以及更低的膜层散射 。
但离子辅助沉积并不适用于所有的材料 ,例如MgF2等在沉积过程可能会被分解 。
相比EB工艺 ,综合考虑了成本 ,光谱稳定性和可靠性等因素 。
相比IBS工艺 ,具有更高的散射和吸收损耗 。
靶面发出的二次电子 ,在相互垂直的电场力和磁场力的联合作用下 ,沿着跑道跨越磁力线做旋轮线形的跳动 ,并以这种形式沿着跑道转圈 ,增加与气体原子碰撞的机会 。克服了二极 、三极溅射的缺点 。
了解更多>>靶面发出的二次电子 ,在相互垂直的电场力和磁场力的联合作用下 ,沿着跑道跨越磁力线做旋轮线形的跳动 ,并以这种形式沿着跑道转圈 ,增加与气体原子碰撞的机会 。克服了二极 、三极溅射的缺点 。
能量较低的二次电子循环运动 ,每个电子使原子电离的机会增加 ,只有在电子的能量耗尽以后才能脱离靶表面 ,且落在阳极 。基片温升小 ,损伤小的原因 。
高密度的等离子体被电磁场束缚在靶面附近 ,不与基片接触 。
提高电离效率 ,工作压力可降低到10-1~10-2Pa数量级 ;从而减少工作气体对被溅射原子的散射作用 ,提高沉积速率 ,增加膜层牢固度 。
进行磁控溅射时 ,电子与气体原子的碰撞几率高 ,因此气体离化率大大增加 。
低温溅射:对被溅射的靶材料进行直接冷却 ;利用磁场在减少电子能量的同时 ,再辅以电子捕集器以排除电子对基板的轰击 。
高速溅射 :尽量加大投入到靶上的功率 ;提高溅射沉积的功率效率 ;减少溅射原子或分子向靶的逆扩散 。
用离子源发出离子 ,经引出 、加速 、取焦 ,使其成为束状 ,用此离子束轰击置于高真空室中的靶 ,将溅射出的原子进行镀膜 。氧气被引入腔体内 ,与金属气体重新氧化 ,从而实现氧化物薄膜 。由于离子束溅射沉积过程所引入的高能过程生成一致性好 ,高密度 ,非晶结构 ,具...
了解更多>>用离子源发出离子 ,经引出 、加速 、取焦 ,使其成为束状 ,用此离子束轰击置于高真空室中的靶 ,将溅射出的原子进行镀膜 。氧气被引入腔体内 ,与金属气体重新氧化 ,从而实现氧化物薄膜 。由于离子束溅射沉积过程所引入的高能过程生成一致性好 ,高密度 ,非晶结构 ,具有优良牢固度的膜层 ,从而带来了优良的环境稳定性和机械耐久性 。IBS所生成的膜层粗糙度好 ,所带来的膜层散射损耗小 。
相比于其他类型的沉积方式 ,由于沉积速率慢 ,控制精度高等特点 ,往往被用于生成高精度光谱要求的产品 ,例如GFF等 。
但IBS的缺点在于其对蒸发材料有所限制 ,往往只能用于加工金属氧化物 ;以及加工成本较高 。