LPCVD设备的设备构造可以根据不同的反应室形状和衬底放置方式进行分类。常见的分类有以下几种:(1)水平式LPCVD设备,是指反应室呈水平圆筒形,衬底水平放置在反应室内部或外部的托盘上,气体从一端进入,从另一端排出;(2)垂直式LPCVD设备,是指反应室呈垂直圆筒形,衬底垂直放置在反应室内部或外部的架子上,气体从下方进入,从上方排出;(3)旋转式LPCVD设备,是指反应室呈水平或垂直圆筒形,衬底放置在反应室内部或外部可以旋转的盘子上,气体从一端进入,从另一端排出;(4)行星式LPCVD设备,是指反应室呈水平或垂直圆筒形,衬底放置在反应室内部或外部可以旋转并围绕中心轴转动的盘子上,气体从一端进入,从另一端排出。真空镀膜能有效提升表面硬度。广东光电器件真空镀膜
在真空状态下,加热蒸发容器中的靶材,使其原子或分子逸出,沉积在目标物体表面,形成固态薄膜。依蒸镀材料、基板的种类可分为:抵抗加热、电子束、高周波诱导、雷射等加热方式。蒸镀材料有铝、亚铅、金、银、白金、镍等金属材料与可产生光学特性薄膜的材料,主要有使用SiO2、TiO2、ZrO2、MgF2等氧化物与氟化物。电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子。氩离子在电场作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶原子,靶原子沉积在基片表面形成膜。二次电子受到磁场影响,被束缚在靶面的等离子体区域,二次电子在磁场作用下绕靶面做圆周运动,在运动过程中不断和氩原子发生撞击,电离出大量氩离子轰击靶材。广东光电器件真空镀膜沉积工艺也可分为化学气相沉积和物理的气相沉积。CVD的优点是速率快,PVD的优点是纯度高。
涂敷在透明光学元件表面、用来消除或减弱反射光以达增透目的的光学薄膜。又称增透膜。简单的减反射膜是单层介质膜,其折射率一般介于空气折射率和光学元件折射率之间,使用普遍的介质膜材料为氟化镁。减反射膜的工作原理是基于薄膜干涉原理。入射光在介质膜两表面反射后得两束相干光,选择折射率适当的介质膜材料,可使两束相干光的振幅接近相等,再控制薄膜厚度,使两相干光的光程差满足干涉极小条件,此时反射光能量将完全消除或减弱。反射能量的大小是由光波在介质膜表面的边界条件确定,适当条件下可完全没有反射光或只有很弱的反射光。
蒸发物质的分子被电子撞击后沉积在固体表面称为离子镀。蒸发源接阳极,工件接阴极,当通以三至五千伏高压直流电以后,蒸发源与工件之间产生辉光放电。由于真空罩内充有惰性氩气,在放电电场作用下部分氩气被电离,从而在阴极工件周围形成一等离子暗区。带正电荷的氩离子受阴极负高压的吸引,猛烈地轰击工件表面,致使工件表层粒子和脏物被轰溅抛出,从而使工件待镀表面得到了充分的离子轰击清洗。随后,接通蒸发源交流电源,蒸发料粒子熔化蒸发,进入辉光放电区并被电离。带正电荷的蒸发料离子,在阴极吸引下,随同氩离子一同冲向工件,当抛镀于工件表面上的蒸发料离子超过溅失离子的数量时,则逐渐堆积形成一层牢固粘附于工件表面的镀层。真空镀膜技术一般分为两大类,即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。
LPCVD设备中的工艺参数之间是相互影响和相互制约的,不能单独考虑或调节。例如,反应温度、压力、流量、种类和比例都会影响反应速率和沉积速率,而沉积速率又会影响薄膜的厚度和时间。因此,为了得到理想的薄膜材料,需要综合考虑各个工艺参数之间的关系和平衡,通过实验或模拟来确定比较好的工艺参数组合。一般来说,LPCVD设备中有以下几种常用的工艺参数优化方法:(1)正交试验法,是指通过设计正交表来安排实验次数和水平,通过分析实验结果来确定各个工艺参数对薄膜性能的影响程度和比较好水平;(2)响应面法,是指通过建立数学模型来描述各个工艺参数与薄膜性能之间的关系,通过求解模型来确定比较好的工艺参数组合;(3)遗传算法法,是指通过模拟自然选择和遗传变异等过程来搜索比较好的工艺参数组合。真空镀膜过程中需确保镀膜均匀性。广东光电器件真空镀膜
真空镀膜过程中需精确控制气体流量。广东光电器件真空镀膜
LPCVD设备中重要的工艺参数之一是反应温度,因为它直接影响了反应速率、反应机理、反应产物、反应选择性等方面。一般来说,反应温度越高,反应速率越快,沉积速率越高;反应温度越低,反应速率越慢,沉积速率越低。但是,并不是反应温度越高越好,因为过高的反应温度也会带来一些不利的影响。例如,过高的反应温度会导致气体前驱体过早分解或聚合,从而降低沉积效率或增加副产物;过高的反应温度会导致衬底材料发生热损伤或热扩散,从而降低衬底质量或改变衬底特性;过高的反应温度会导致薄膜材料发生结晶或相变,从而改变薄膜结构或性能。广东光电器件真空镀膜