第二十讲 真空离子镀膜

正(接2018年第5期第88页)6.3蒸发源功率蒸发源功率提高,则膜材蒸发率增加,一般而言,膜的沉积速度也相应增加。蒸发源功率对蒸发速率的影响比较直接,但蒸发粒子达到基片之前需飞越放电空间,要受到空间气体粒子的碰     

真空蒸镀氟化镁增透膜的厚度与均匀性控制

基于光学增透膜与真空蒸发镀膜的基本原理,从MgF2原料状态、原料蒸镀质量、蒸发源与基片间距等方面,研究了热电阻和电子束蒸镀的MgF2薄膜厚度与其均匀性的控制工艺,以制备出高效的MgF2增透膜。结果表明:对于颗粒度较小或熔点较低的原料,热电阻比电子束蒸镀更易控制,并可避免原料污染;原料实际蒸镀质量与膜厚呈较好的线性关系;实际蒸镀质量相同的多晶颗粒与粉末状原料相比,前者蒸镀膜更厚;基片置于旋转工转盘中心比其侧部区域蒸镀膜更厚、均匀性更好。最后利用旋转球面夹具的小平面源蒸发模型很好地解释了上述实验结果。     

倒圆锥面基底蒸发镀膜均匀性理论分析

通过计算得出了蒸发源位于倒圆锥面正下方外部镀膜时锥面上各点的膜厚方程,并对整个锥面上膜厚均匀性进行了理论分析。结果表明：当圆锥面形状固定时,蒸发源与圆锥底圆圆心距离增大使锥面上膜厚均匀性变好;当蒸发源固定时,增大底圆半径导致锥面上膜厚均匀性变差。在同样的配置下,蒸发源为点源或小平面源时锥面上膜厚均匀性的变化趋势一致,小平面源蒸镀比点源蒸镀时圆锥面上膜厚均匀性差。     

LAMOST子镜真空镀铝系统中的多点蒸发源建模分析

选取多个钨丝均匀的分布在一个圆周上,形成一个环状蒸发源.把每个钨丝看成一个标准的点蒸发源,与LAMOST子镜建立模型形成一个蒸发沉积系统.把镜面离散成一个致密的具有特定坐标点的阵列,把每个点蒸发源对镜面上特定点的膜层厚度的贡献相加,从而得出膜层厚度的采样值.文章分析了点源的个数、圆环的半径、源基距、以及蒸发源的发射特性对膜层均匀性的影响,最终确定选取了12个钨丝,把源基距定为0.8 m,把圆环半径定为0.55 m.设计了相应的挡板实现了膜层不均匀性低于5%的要求.     

3.6m大口径镀膜机膜厚均匀性分析

分别建立了旋转平面与球面夹具配置下的薄膜膜厚均匀性理论计算模型,对3.6 m大口径镀膜机下直径为2.6 m基板的膜厚均匀性进行了研究.为了改善膜厚均匀性,分别采用两个蒸发源和三个蒸发源进行蒸镀.薄膜的膜厚不均匀性通过理论计算模型进行优化计算得到.对于两个蒸发源,分别得到了两旋转夹具配置下的最优几何配置,对应的膜厚不均匀...     

第十八讲真空蒸发镀膜

另一个问题,就是镀膜材料对蒸发源材料的湿润性问题,它关系到蒸发源形状的选择.多数蒸发材料在蒸发温度时呈熔融状态,它们和蒸发源支持体表面会形成三种不同的接触状态,即湿润、半湿润和不湿润.这是由两种材料间的表面张力的大小决定的.在湿润的情况下,高温熔化的薄膜材料容易在蒸发源材料上展开,蒸发会从较大面积上发生,其蒸发状态稳定,且蒸发材料与支持体间粘着良好,可认为是面蒸发源的蒸发;在湿润小的时候,可认为是点蒸发源的蒸发,这种情况下蒸发材料就容易从蒸发源上掉下来.半湿润情况则介于上述两种情况之间,在高温表面上不呈点状,虽沿表面有扩展倾向、但仅限于较小区域内,薄膜材料熔化后呈凸形分布.润湿状态的几种情况如图8所示.     

硅蒸镀法制备低密度C/C复合材料表面SiC涂层

采用浆料法在低密度C/C复合材料表面制备了石墨涂层,然后利用硅蒸镀法使硅蒸气与石墨涂层反应生成SiC涂层.借助X射线衍射、扫描电子显微镜等研究了蒸镀温度、蒸镀时间、石墨涂层表面粗糙度、硅蒸发源及气氛条件对涂层微观结构、相组成、致密度、平整度以及涂层厚度的影响.结果表明:随着蒸镀温度的升高,涂层的表面平整度增加,当蒸镀温度为1550℃和1650℃时,涂层表面仅存在SiC;硅块为硅蒸发源,氩气为保护气氛均可提高涂层表面平整度;降低石墨涂层的表面粗糙度,涂层的致密度和连续性增大;随着蒸镀时间的增加,SiC涂层厚度和致密度逐渐增加.     

挖坑效应对球形夹具下电子束蒸发沉积薄膜厚度均匀性的影响

厚度均匀性是薄膜制备过程中不可忽视的薄膜特性,厚度不均匀会导致薄膜成品率降低.熔融性比较差的镀膜材料在蒸发过程中以直接气化为主,挖坑效应比较明显.此时,在分析薄膜厚度均匀性时,蒸发源发射特性不随时间变化的假设不再合理.细分蒸发源为无数个小的薄板蒸发源,建立了镀膜材料出现挖坑效应时薄膜厚度均匀性的分析模型.结果表明,在所选镀膜机结构参数下,挖坑效应对薄膜厚度均匀性影响明显;但挖坑效应并不总导致薄膜厚度均匀性变差,设计合适的镀膜室结构以及薄膜制备工艺参数,可借助挖坑效应在一定程度上改善薄膜厚度均匀性.采用易于出现挖坑效应的材料作为镀膜材料时,该研究对设计薄膜沉积工艺参数具有指导性意义.     

基于平板夹具的电子束蒸发沉积薄膜中的挖坑效应分析

电阻加热具有比较好的加热均匀性,可以认为对于非升华性材料,具有比较理想的平面源发射特性n=1.而电子束加热时,通常n=2～3,甚至可以为6,发射特性参数的范围大,没有取值指导理论或规律,具有很大的小确定性,这对分析薄膜均匀性非常不利于采用细分蒸发源为无数个小的面蒸发源的思想,建立了镀膜材料出现挖坑效应时薄膜厚度均匀性的分析模型.分析结果表明电子束蒸发方法很难获得理想的平而蒸发源,不同程度的挖坑效应将使得n值不同程度地偏离n=1,挖坑效应越明显,n值越大.可以从镀膜机结构设计及薄膜沉积工艺选取两方而着手,降低挖坑效应带来的影响.该研究对认识燕发源材料发射特性的物理含义具有重要意义,对实验工作同样具有指导性意义.     

汽相沉积薄膜结构均匀性的理论分析

正切规则已经给出了蒸发角和蒸镀膜的微柱体结构的生长方向的关系。根据正切规 则和蒸发源与基片的相对几何三角关系，本文针对四种通用类型的夹具，给出了薄膜微 柱体结构均匀性的理论分布公式，计算了不同情况下结构均匀性的理论分布曲线。同 时，分析和讨论了薄膜的结构模型，并且得到并证实了在旋转球面夹具下获得的薄膜的 结构是最佳的结论。