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1、第36卷第6期红外与激光工程2007年10月Vol.36No.6InfraredandLaserEngineeringDec.2007离子束辅助沉积薄膜工艺11122王利,程鑫彬,王占山,唐骐,范滨(1.同济大学物理系精密光学工程技术研究所,上海200092;2.光驰株式会社,日本琦玉350-0801)摘要:阐述了离子源在离子束清洗和离子束辅助薄膜沉积(IAD)中的应用;根据热力学原理及离子碰撞过程分析,研究了离子束辅助沉积过程中的能量传递过程,建立了薄膜折射率与离子辅助沉积过程中各物理量之间的关系模型;探讨了各种工艺条件对离子束辅助沉积薄膜特性的影响,给出了薄膜材料无结晶条件下离子束辅助
2、沉积薄膜工艺选择的相应准则。关键词:离子束清洗;离子束辅助沉积;离子能量传递中图分类号:TB43文献标识码:A文章编号:1007-2276(2007)06-0896-03IADprocessforopticalcoatingapplication11122WANGLi,CHENGXin!bin,WANGZhan!shan,TANGQi,FANBin(1.InstituteofPrecisionOpticalEngineering,DepartmentofPhysics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.OptorunCo,Ltd,Saitama
3、350!0801,Japan)Abstract:Theapplicationsofionsourceinionbeamcleaningandionassisteddepositionaredescribed.Theenergytransferduringtheionassistedbombardmentisstudiedbasedonthethermodynamicsandtheanalysisoftheioncollisionprocess.Atheoreticalmodelfortherelationbetweenrefractiveindexandcoatingparameterso
4、fionassisteddepositionisfounded.Accordingtothediscussionoftheaffectionofvariouscoatingprocessconditions,somepreceptsforchoicethecoatingparametersofionassisteddepositionmaterialwithoutcrystallizationareproposed.Keywords:Ionbeamcleaning;Ionassisteddeposition;Ionenergytransfer0引言上镀制光学薄膜,RF离子源可分别控制离子能
5、量、离子束流密度、离子入射角、反应气体等。因此,在镀制玻离子束辅助沉积作为一种荷能辅助沉积技术,在璃基板上的可见光薄膜时,RF离子源有着独特的优薄膜沉积的过程中,通过荷能离子对薄膜材料的轰势。而对于塑胶基板或红外光学基板,离子辅助的能量击,给予所沉积薄膜材料额外的能量,使所沉积的薄过高会对基板和镀膜材料产生不良的影响,因此低能、膜在光学、机械和耐环境稳定性上得到显著的改善,[5]大电流密度的DC离子源或等离子体源更为合适。[1-4]因此广泛应用于现代精密薄膜的制备过程中。如何合理地选择离子源和离子辅助参数,对薄膜离子辅助沉积因所用离子源的不同,其离子荷能的性能有着非常重要的影响。恰当的离子
6、辅助参数可的过程也有所不同。目前广泛采用的有DCEndHall以大大改善薄膜的性能;反之会对薄膜造成不良的影型离子源、RF离子源、等离子源3种。根据具体应用响,甚至不如普通蒸发镀制的薄膜。文中首先列举了的不同,对离子源的选择也有所不同。对于玻璃基板各种工艺条件下离子束的应用,不同的应用领域需要收稿日期:2007-03-10;修订日期:2007-04-14基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB613206)作者简介:王利(1975-),男,山东泰安人,副教授,博士生,主要研究方向为光学薄膜的设计与制备。Email:wangyleee@hotmail.com导师简介:范滨(1
7、972-),男,安徽芜湖人,博士,主要研究方向为薄膜理论及制备工艺研究。Email:bin_fan@optorun.co.jp第6期王利等:离子束辅助沉积薄膜工艺897不同的工艺参数。其次,为了得到离子辅助沉积的最到所要修正的膜厚精度,而利用离子溅射的方式,则佳效果,通过对离子能量传递过程的分析,系统阐述可在内径为70mm左右的基板面内,达到0.01%以了离子能量、离子束流密度、基板温度、真空度、离子下的波长分布。运行距
