夾具的影響
夾具指的得是基片的夾具,是用來放置基片的工具.其是鍍膜裝置中必不可少的器件.由於蒸汽分子最終要澱積在基片上所以夾具對薄膜均勻性有影響.
1、平面夾具
最簡單的情況時將夾具直接平行放置在蒸發源的上方,此時對於蒸發源厚度公式為:
做過薄膜的人都知道,此種夾具雖然簡單,但是是十分不適用的,除非基底很小,且位於基底中心.
2、球面夾具
球面夾具是將基底放在球體表面,將點源置於中心,可在球體內側沉積厚度均勻的薄膜,對於方向性較強的面源當面源作為球面的一部分時同樣可以得到相似均勻厚度的分布,這種方法常常用來鍍製均勻性不高的元件(如:透鏡鍍膜),通常均勻性約為中心厚度的10%.
但是對於精度要求較高的場合,其是不容易實現的,因此,發展了旋轉夾具,即可以使基底旋轉起來.
3、旋轉夾具
這種情況與平面夾具有很大相似之處,被鍍表面沿與蒸發源距離為r的垂直軸旋轉.由於被鍍面旋轉,在任意一點沉積的膜層,等於靜態時以旋轉軸為中心的圓環周圍厚度的平均厚度,通過調節旋轉速度和蒸發源與旋轉軸之間的距離,可以獲得均勻性較優的薄膜.
4、球形旋轉夾具
在薄膜的製備過程中,要獲得良好的均勻性,可以採用球面夾具並加以旋轉.圓頂形工作夾具繞其中心軸旋轉並將蒸發源防於其下,使得源和鍍件近似位於同一球面上,這樣做的好處是薄膜厚度的均勻性面積比簡單的平面形旋轉夾具大的多.
5、行星式旋轉夾具
若要進一步提高膜厚的均勻性,可以選擇採用"行星式"夾具來實現,將基底放置在數個小型夾具上,其不僅圍繞機器的中心軸公轉,而且以更大的速度繞著自己的中心軸自轉,這樣薄膜厚度的可以獲得更高的均勻性.
掩膜的影響
恰當的使用掩膜可以修正薄膜厚度的分布.將靜態的掩膜放置在沿單一旋轉軸旋轉的基底前面,通過切割掩膜來修正膜厚的徑向分布.通過理論計算可以近似給出形狀正確的掩膜尺寸的大小,然後根據實驗結果進行修正以確定其最後的形式.
基底的影響
基底在鍍膜前必須清洗,短程的原子間和分子間的力可以使薄膜和基底結合在一起,這種力非常強,因此在基底與薄膜的粘結過程中,基底表面的條件非常重要,即使是在基底表面的汙染物非常細小的單分子層,也會以幾個大小的量級改變粘結力,蒸發物的粘結對表面的條件也非常敏感,而且表面條件能夠完全改變後續膜層的性質,基底清洗可以使蒸發材料粘結在基底表面,而不是汙染物的中間層.
最好的清洗方法是根據汙染物自身的性質去清除.在實驗室中,通常是將基底在溶劑和溫水中徹底清洗,然後在流動的溫水中漂洗,之後用清潔的毛巾或柔軟的棉紙徹底的擦乾,或者更好的辦法是用乾燥的氮氣流將其吹乾.絕對不能讓基底自行晾乾,否則會留下不易去除的汙點,清洗後盡量不要接觸基底,因為其不能長時間保持清潔.蠟或油脂用醇類如異丙醇清洗,可用蘸有乙醇的清潔球擦拭,然後用液體沖洗表面.但是必須要保證乙醇的清潔.
當大量的基底需要清潔時,可以用超聲波在洗劑溶液或乙醇中清洗,但是要避免長時間暴露於超聲波中,避免劃傷基底表面,之後再用蒸汽清洗.
基底清洗乾淨後,應盡快放入鍍膜室,再用輝光放電做鍍膜前的最後一次清洗,一般是5~10分鐘,放電裝置採用乙個高壓的直流電源(當然也有交流),在適當的氣壓下便產生輝光放電,輝光放電時,基底表面受到正離子轟擊,有效的去除了所有輕薄的殘留物.多數鍍膜機已將其作為標準裝置.另外應當注意,從停止放電到開始鍍第一層膜的時間間隔不應超過3分鐘.否則會嚴重影響薄膜的效能,特別是薄膜與基底的粘結性將會惡化.
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