光学薄膜技术.docx

光学薄膜技术1、薄膜应力研究的重要性光学多层膜系统已经广泛的应用于微电子系统，光学系 统等，而由于薄膜应力的存在，对系统的功能与可靠性产生 很大的影响，它不仅会直接导致薄膜的龟裂、脱落，使薄膜 损坏，而且会作用基体，使基体发生形变，从而使通过薄膜 元件的光波前发生畸变，影响传输特性。更重要的是，薄膜 在激光辐照下，由于应力的存在，加速了薄膜内热力耦 用，是其破坏的敏感因素，因此很有必要研究光学多层膜系 统中的剩余应力，并设法控制其开展。2、薄膜应力的成因薄膜应力主要包括热应力与生长应力：热应力是当薄膜 从沉积温度冷却到室温的过程中，由于薄膜与基底的热膨胀 系数不同引起的；生长应力存在于所有镀膜方法（如真空蒸 发、阴极溅射或气相沉积）制作的薄膜中，其最大值可达 109N/m2.它的大小与由薄膜和基底材料以及制备工艺条件 有关。3、光学薄膜缺陷的特点薄膜缺陷的研究大约从1970开始，刚开始薄膜缺陷被 表征为薄膜外表特征，认为是一种典型的粗糙度，在一些文 献中薄膜缺陷被描述为节瘤。Guenther首先对光学薄膜缺 陷开展研究，他指出节瘤是在镀膜过程中对外部干扰颗粒形 状相似复制而形成的；现在薄膜缺陷越来越引起人们的重视, 很多文献建立了薄膜节瘤缺陷模型，其中Lettsl第一次提 出了节瘤缺陷形成的经验模型，另外，Kardar提出了 一种薄 膜生长的非线性连续模型，Tren通过对HfO2/SiO2多层膜缺 陷一系列的研究，认为当节瘤颗粒非常小时，节瘤生长模型 是无效的，但是同时认为当节瘤颗粒非常大时，由于屏蔽效 应会产生更加复杂的缺陷构造。薄膜缺陷类型很多，按照缺陷的性质，可以分为杂质缺 陷、电致缺陷、构造缺陷、化学缺陷、力学缺陷以及热缺陷 等等；按照缺陷的形貌来分，大致有结瘤缺陷、陷穴缺陷、 条状缺陷及其它形状不规那么的复杂缺陷。一般来说，缺陷的 类型、密度、大小随膜层材料，沉积工艺以及外表清洁度的 不同而不同。对激光薄膜来说，根据实验观察，主要有节瘤 与陷穴缺陷。