理想的光學(xué)薄膜應(yīng)該具有光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, 無散射和吸收, 機(jī)械性能強(qiáng)等特征, 而離子束濺射技術(shù)適用于這些要求.
離子束濺射鍍膜設(shè)備包含兩個(gè)重要核心, 一.用于提供離子束的離子源, 二.一定的真空環(huán)境.
某國(guó)內(nèi)鍍膜制造商的鍍膜設(shè)備中采用雙射頻離子源, 其簡(jiǎn)單構(gòu)造圖如下:
該設(shè)備的工作原理是:
在一定真空條件下, 利用濺射的射頻離子源引出高速、高能量的離子束, 經(jīng)中和器產(chǎn)生的負(fù)電子中和變成中性離子束后轟擊靶材, 將靶材以原子、分子或者原子團(tuán)的狀態(tài)濺射出來, 再沉積到基片上形成薄膜.
在鍍膜設(shè)備中輔助離子源主要作用是成膜前對(duì)基片進(jìn)行預(yù)濺射清洗并使襯底表面活化, 改善膜基過渡層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì), 使制備的薄膜更加致密, 附著力更強(qiáng).
經(jīng)過深入了解制造商的工藝要求, 伯東工程師為其推薦美國(guó)考夫曼博士的考夫曼公司 KRI 射頻離子源 RFICP 380和射頻離子源 RFICP 100, 其中用于濺射的離子源為KRI 聚焦型射頻離子源 RICP380, 用于清洗輔助的離子源為 KRI 發(fā)散型離子源 RICP 100.
推薦理由：
1、在氧化物薄膜沉積工藝中需要引入氧氣, 對(duì)熱燈絲離子源而言, 燈絲因被氧化導(dǎo)致使用壽命很短；同時(shí), 由于氧化物進(jìn)入離子源內(nèi)部, 使內(nèi)部電極絕緣, 產(chǎn)生點(diǎn)擊穿打火, 導(dǎo)致工作周期短. 而射頻離子源采用電磁感應(yīng)產(chǎn)生離子束, 由于內(nèi)部無燈絲, 放電室為石英材料, 可解決離子束濺射制備氧化物薄膜的問題.
2、聚焦型濺射離子源一方面可以增加束流密度, 提高濺射率, 另一方面減小離子束的散射面積, 減少散射的離子濺射在靶材以外的地方引起的污染.
美國(guó) KRI 射頻離子源 RFICP 380 特性:
1. 大面積射頻離子源
2. 提供高密度離子束, 滿足高工藝需求
3. 采用射頻技術(shù)產(chǎn)生離子, 無需電離燈絲, 工藝時(shí)間更長(zhǎng), 更適合時(shí)間長(zhǎng)的工藝要求
4. 離子束流: >1500 mA
5. 離子動(dòng)能: 100-1200 V
6. 中和器: LFN 2000
7. 采用自動(dòng)控制器, 一鍵自動(dòng)匹配
8. RF Generator 可根據(jù)工藝自行選擇離子濃度, EX: 1kW or 2kW
9. 離子源采用模塊化設(shè)計(jì), 方便清潔/ 保養(yǎng)/ 維修/ 安裝
10. 柵極材質(zhì)鉬和石墨, 堅(jiān)固耐用
11. 通入氣體可選 Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, others
3、用于清洗輔助的離子源使用發(fā)散離子源可以增大清洗面積, 提高工作效率.
同時(shí)根據(jù)制造商的要求, 伯東工程師為其真空系統(tǒng)采用大抽速分子泵組 Hicube 700 Pro, 采用金屬密封, 極限真空度可達(dá)1x10-7hpa, 抽速可達(dá) 685 L/s, 很好保證成膜質(zhì)量.
運(yùn)行結(jié)果：
1、與之前鍍膜工藝相比, 薄膜質(zhì)量得到了較大提高, 致密性高, 附著力更強(qiáng), 更加穩(wěn)定, 薄膜機(jī)械性能更強(qiáng)
2、成膜可以精確控制
3、鍍膜設(shè)備能支持更長(zhǎng)的工藝時(shí)間, 而且運(yùn)行穩(wěn)定, 維護(hù)周期更長(zhǎng)
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