真空镀膜工艺参数对于薄膜性能的影响

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1、真空镀膜工艺参数对于薄膜性能的影响山东北方光学电子有限公司孔建军膜镀制是固态的膜层材文主要介绍利用国产ZZS900箱360C膜厚控制仪，6MHz石英晶薄料在真空条件下蒸发或式真空镀膜机制备薄膜的过程，体实时监控薄膜几何厚度、沉积者溅射，经过气相传输，中可测控的几种工艺参数对薄膜速率。在基片表面沉积成薄膜。相同的性质的影响。真空设备：现代南光ZZS900薄膜设计，因操作人员、时间、型箱式真空镀膜机。设备、工艺参数等的不同，结果1影响薄膜制备的工艺参数离子源：中科九章H10型霍相差甚大。影响薄膜特性的工艺影响真

2、空镀制薄膜的工艺参尔离子源。参数非常多，但对于这些工艺参数主要有：真空度、基片温度、测量设备：岛津UV2450紫数的测控却非常有限。举例来说，沉积速率、离子轰击、基片材料、外可见分光光度计。虽然可以比较准确的测控真空度，膜层材料、蒸发方法、膜料蒸气但是目前的设备几乎都无法测控分子入射角、后期的烘烤处理等。1.1真空度的影响残余气体的成分，如水气等。本笔者通过镀制TiO2单层膜，真空度对薄膜性能的影响是对主要工艺参数进由于气相碰撞后的能量损失和化行定量分析。学反应而造成的。膜料选取:膜首先，真空室中真空度必须

3、料为纯度为99.99%保证剩余气体分子的平均自由程的TiO2，颗粒度为与蒸发源到基片之间的距离足够1mm～2mm，熔大，以使蒸气分子在从蒸发源到点1850℃，蒸发基片的过程中几乎不被剩余气体温度2000℃。密分子所碰撞，从而稳定的在基片图1不同真空度下TiO2薄膜的透射率曲线3度:3.8～4.3g/cm。表面形成薄膜。若真空度低，则反应气体:纯度蒸气分子碰撞几率增加，蒸气分表1反应蒸镀时不同真空度下TiO2的折射为99.995%的高纯氧。子的动能大大减小，致使达不到率（550nm）基片材料:K9玻基片，或无

4、力冲破基片上的气体真空度PaTiO2折射率（550nm）璃，折射率1.51637。吸附层，于是便不能形成薄膜，-21.0×102.38压强控制:或是虽能勉强冲破气体吸附层但-21.3×102.32NYZKG-ⅢKA型压与基片的吸附能力却很小，沉积-21.8×102.27强控制仪控制。的膜层疏松，牢固度差。-22.0×102.25膜厚监控:笔者通过在250℃的K9基底-22.66×102.22INFICONMDC-上面，以TiO为初始膜料，改352011.10第5期

5、DefenseManufacturingT

6、echnology51技术交流TECH.DISCUSSION膜层出现纵1.2沉积速率的影响向生长水印。沉积速率是用来描述薄膜沉从气体积快慢的工艺参量，以单位时间动力学知道，内被镀制在表面上形成的膜层厚聚合在高真度表示，单位为nm/s或Å/s。空下，剩余沉积速率对薄膜反射率产生气体分子仍一定的影响，在同一真空度条件是以一定速下，沉积速率的不同，薄膜的折度作无规则射率不同。的运动，并笔者分别选用电子束蒸发TiO图2不同沉积速率下TiO2薄膜的反射率曲线-2以一定的几和Ti3O5，在氧压为1.8×10Pa率与基片

7、相和300℃基片的条件下镀制得到表2沉积速率对TiO2薄膜折射率的影响碰撞，而剩TiO2膜，反射率曲线如图2所示，速率nm/s初始膜料TiO初始膜料Ti3O5余气体分子计算TiO2的折射率（550nm）与0.152.262.18中又有各种沉积速率的关系见表2。0.402.312.21气体成分。由表2可以看出，随着沉积0.602.352.23这样，剩余速率的升高，TiO2薄膜的折射率也1.002.392.26气体不但会增加，这是由于沉积速率的升高，被基片吸附TiO2薄膜填充密度增加的原因。变不同真空条件镀制光

8、学厚度为而影响膜层结构，而且会和蒸气一般情况下，提高沉积速率5λ/4的单层薄膜，利用分光光分子发生复杂的化学反应，引起对改善薄膜的光学性能和增强膜度计测得透射率曲线如图1所示，分子各种变化，导致膜层的化学层的牢固度都有一定的意义。如计算TiO2单层膜的折射率以及色成分和应力的改变。通常随着真果沉积速率较低，大多数蒸气分散系数，见表1。空度的提高，膜层的结构改善，子从基板返回，晶核生成缓慢，由表1中数据可以看出，在化学成分变纯，但应力增大。另凝结只能在大的聚集体上进行，-2从而沉积出结构疏松、大颗粒的充氧压强

9、为1.8×10Pa左右的一方面，反应蒸镀则需要改变真真空条件下获得的TiO2薄膜的折空室里的气体成分或者某种气体膜层；沉积速率的提高会形成颗射率最佳，在低真空状态下获得成分和压力，促进它们与蒸气分粒细而致密的膜层，光散射较小，的TiO2折射率虽然较高，但是膜子产生化学反，应从而得到所需牢固度增加。例如，高沉积速率料在蒸发的过程中失氧严重，存化学成分的光学薄膜。的Al膜具有较高的反射比和较在一定的吸收。同时充氧压强