真空鍍膜機(jī)鍍制薄膜不均勻的解決方法

隨著鍍膜技術(shù)的快速增長(zhǎng)，各種類(lèi)型的真空鍍膜機(jī)也開(kāi)始逐漸出現(xiàn)。但是論起薄膜的均勻性，恐怕所有的真空設(shè)備鍍制的薄膜的均勻性都會(huì)受到某種因素影響。

對(duì)此，真空鍍膜機(jī)廠家指出，它的運(yùn)作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。就是通過(guò)真空狀態(tài)下正交磁場(chǎng)使電子轟擊Ar氣形成的Ar離子再轟擊靶材，靶材離子沉積于工件表面成膜。如此車(chē)燈鍍膜機(jī)廠家就該考慮與膜層厚度的均勻性有關(guān)的有真空狀態(tài)、磁場(chǎng)、Ar氣這三個(gè)方面。

真空狀態(tài)就需要抽氣系統(tǒng)來(lái)控制的，每個(gè)抽氣口都要同時(shí)開(kāi)動(dòng)并力度一致，這樣就可以控制好抽氣的均勻性，如果抽氣不均勻，在真空室內(nèi)的壓強(qiáng)就不能均勻了，壓強(qiáng)對(duì)離子的運(yùn)動(dòng)是存在一定的影響的。另外抽氣的時(shí)間也要控制，太短會(huì)造成真空度不夠，但太長(zhǎng)又浪費(fèi)資源，不過(guò)有真空計(jì)的存在，要控制好還是不成問(wèn)題的。

真空鍍膜過(guò)程的均勻性到底多重要？

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(lèi)，僅僅因?yàn)槎夹枰哒婵斩榷鴵碛薪y(tǒng)一名稱(chēng)。所以對(duì)于不同原理的真空鍍膜，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(jiàn)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(méi)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(wèn)題，具體見(jiàn)下。

主要分類(lèi)有兩個(gè)大種類(lèi)：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。

晶向均勻性：1、晶格匹配度;2、基片溫度;3、蒸發(fā)速率.

真空鍍膜機(jī)設(shè)計(jì)安全

安全保護(hù)系統(tǒng)對(duì)任何儀器設(shè)備都是很重要的。為保證整機(jī)設(shè)備和人身安全，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，我們?cè)O(shè)計(jì)分配了2級(jí)的安全級(jí)別，即管理者和操作者。管理者可以修改工藝和參數(shù)，而操作者只能執(zhí)行程序，查閱程序參數(shù)。

不論是工作在自動(dòng)工作方式，還是手動(dòng)維護(hù)方式，輸出量的互鎖保護(hù)都是非常重要的。為防止誤操作，我們?cè)O(shè)計(jì)了互鎖電路和程序互鎖的2級(jí)互鎖。條件不充分按錯(cuò)鍵時(shí)，系統(tǒng)給予提示不執(zhí)行錯(cuò)誤命令。系統(tǒng)中還增添了某些重要參數(shù)的安全區(qū)域報(bào)警或警告。通過(guò)紅黃綠三色警示燈和訊響器的控制動(dòng)作，分別實(shí)現(xiàn)各種情況的警示。如工藝過(guò)程中工藝氣體充氣流量稍低于設(shè)定流量時(shí)，給予黃燈訊響警告仍然繼續(xù)工作，壓力恢復(fù)后流量轉(zhuǎn)為正常，綠色指示燈亮。但當(dāng)流量低于設(shè)定的下限時(shí)，紅燈點(diǎn)亮報(bào)警，停止工藝進(jìn)程

鍍膜機(jī)通過(guò)用戶(hù)的使用和生產(chǎn)，證明整個(gè)程序化自動(dòng)控制系統(tǒng)滿(mǎn)足了用戶(hù)的使用要求。

控制系統(tǒng)界面清晰友善、編程簡(jiǎn)單、操作方便、數(shù)據(jù)查閱迅速、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、工藝重復(fù)性好，光學(xué)減反射膜層的透射率等性能指標(biāo)完全符合航天GaAs太陽(yáng)電池的要求，并為今后提高GaAs太陽(yáng)電池的減反射膜層性能提供了良好的平臺(tái)。

盡管如此，電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)的發(fā)展在國(guó)內(nèi)已有幾十年，技術(shù)雖不斷提高，但比較國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有一定差距。本文對(duì)電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)所應(yīng)用的控制技術(shù)國(guó)際上雖然不是很新的技術(shù)，但此方面控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的真空應(yīng)用設(shè)備上還很少，且要能長(zhǎng)期工作穩(wěn)定可靠，還有很大的發(fā)展空間，這是和國(guó)內(nèi)真空行業(yè)在真空應(yīng)用設(shè)備上的整體發(fā)展水平相關(guān)的。