【新制程发表】二阶段式反应溅镀法

大永真空全新开发「二阶段式反应溅镀法」技术,透过分离溅镀与反应性气体间交互作用,可有效改善反应性溅镀制程的缺点,除了可保有溅镀制程之高薄膜品质与大面积均匀性等优点外,制程具有更高的稳定性及足以媲美于溅射靶材金属的高沉积速率!




技术介绍

将溅射与反应分为二阶段[1]:阴极靶材溅射出靶材粒子,附着于基板表面形成超薄金属膜,其厚度约1~4Å,并于一封闭区域产生反应性气体电浆,使反应性气体如氧气、氮气之气体自由基与基板表面超薄金属反应,并透过混和气体比例形成多种反应物,如SiOx、NbxOy或SixNy等化合物,此时属于薄膜成长之成核阶段,重复以上过程使靶材粒子不断反应并凝聚,以形成介电质薄膜,透过分离溅镀与反应性气体间交互作用,借此消除电荷累积、arcing与制程不稳定,并达到高沉积速率之效果,此制程法称二阶段式反应溅镀法[2],如图一所示。


图一、二阶段式反应溅镀法式意图



如今,大永真空除蒸镀光学领域外,更开发出自有的二阶段式反应溅镀法设备,以此将溅镀制程之特性导入光学领域。传统反应性溅镀之薄膜特性如表一:


特性

蒸镀

反应性溅镀

离子动能

膜质

松散

致密

镀率

不稳

稳定

阶梯覆盖力

表一、蒸镀与反应性溅镀特性比较



但因反應性濺鍍易造成靶材毒化而但因反应性溅镀易造成靶材毒化而降低镀率,且因累积电荷后易发生Arcing,而造成薄膜缺陷,如图二所示:


图二、Arcing造成薄膜缺陷示意图



大永真空藉由大永真空藉由二阶段式反应溅镀法,妥善解决了反应性溅镀低镀率且容易因靶材毒化而Arcing的缺点,进一步让光学薄膜,提升成「高镀率」、「高膜质」、「高稳定性」,并一定程度克服了非平面的基材限制,让具有曲面的基材也可制备出均匀的光学薄膜,此特性极适合运用于自驾车产业之车载镜头。图三为大永真空使用二阶段式反应溅镀法制备出之高低折射率单层膜穿透率曲线图:


图三、SiO2、Nb2O5穿透率曲线图



以此鍍製之抗反射膜,如圖四所示:以此镀制之抗反射膜,如图四所示:


图四、以二阶段式反应溅镀镀制之抗反射膜反射率曲线



未来,大永真空将继续深耕溅镀光学领域,进行更前端之制程研发,并跨足自驾车产业,带着最佳性能的溅镀技术,提供客户高品质的光学薄膜镀制选择。


2021-03-09