PVD鍍膜加工過程的均勻性分析

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光波長的1/10范圍內(nèi)，也就是說對(duì)于薄膜的光學(xué)特性來說，真空鍍膜沒有任何障礙。

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：

就是說在薄膜中，化合物的原子組分會(huì)由于尺度過小而很容易的產(chǎn)生不均勻特性，SiTiO3薄膜，如果鍍膜過程不科學(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)問題，具體見下。

主要分類有兩個(gè)大種類：

蒸發(fā)沉積鍍膜和濺射沉積鍍膜，具體則包括很多種類，包括真空離子蒸發(fā)，磁控濺射，MBE分子束外延，溶膠凝膠法等等

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，并且沉降在基片表面，通過成膜過程(散點(diǎn)-島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長)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