提高膜层机械强度的工艺途径

文章作者：广东尊龙凯时

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发布时间：2024-04-30

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膜层的机械性能受附着力、应力、聚集密度等的影响，由膜层材料和工艺因素之间的关系可知，如果要提高膜层的机械强度就应该着重考虑以下几个工艺参数：

(1)真空度。真空度对薄膜的性能影响是很明显的。膜层绝大部分性能指标的好坏对真空度的依赖性很大。通常，随着真空度的提高，膜层聚集密度增大，牢固度增加，膜层结构得到改善，化学成分变纯，但同时应力也增大。

(2)沉积速率。提高沉积速率不仅可以用提高蒸发速率，即提高蒸发源温度的办法，还可以用增大蒸发源面积的办法来达到，但是采用提高蒸发源温度的办法有其缺点:使得膜层应力太大;成膜气体易分解。所以有时增大蒸发源面积比提高蒸发源温度更为有利。

(3)基片温度。提高基片温度有利于将吸附在基片表面的剩余气体分子排除，增加基片与沉积分子之间的结合力:同时会促使物理吸附向化学吸附转换，增强分子之间相互作用，使膜层结构紧密。例如，Mg，膜，基片加热到 250~300℃可减小内应力，提高聚集密度，增加膜层硬度:基片加热到 120~150℃制备的 Zr03-Si02，多层膜，其机械强度提高了许多，但基片温度过高会造成膜层变质。

(4)离子轰击。离子轰击对高凝聚力表面的形成、表面粗糙度、氧化作用和聚集密度有影响。镀膜前的轰击可以清洁表面，增加附着力；镀膜后轰击可以提高膜层聚集密度等，从而使机械强度和硬度增大。

(5)基片清洁。基片清洗方法不适当或不洁净，在基片上残留有杂质或清洁剂，则引起新的污染，在镀膜时产生不同的凝聚条件和附着力，影响到第一膜层的结构特性和光学厚度，也使膜层容易从基片脱落，从而改变膜层特性。