Tá teicneolaíocht sputtering léas ian (IBS) tar éis dul chun cinn láidir a dhéanamh ar optaic léasair UV le 25 bliain anuas mar gheall ar a cumas scannáin optúla ardcháilíochta a thaisceadh d’fheidhmchláir léasair ultraivialait (UV) (féach Fíor 1). Déanann optaic ardchaighdeáin an léas léasair a ionramháil agus a threorú agus tá siad ríthábhachtach maidir le feidhmíocht léasair agus saolré. Leanann próiseáil bithleighis, leathsheoltóra, micromachining agus iarratais léasair UV eile ag fás a bhuíochas le teicneolaíocht IBS.
Cé go bhfuil go leor dúshlán roimh scannáin optúla UV, tá teicneolaíocht IBS in ann scannáin optúla UV ardchaighdeáin a thaisceadh.
Ag Freastal ar na Dúshláin a bhaineann le Optaic Léasair UV
Tá dhá dhúshlán ag baint leis na dúshláin a bhíonn le sárú ag optaic léasair UV: feabhas a chur ar ionsú, rud a laghdaíonn an chumhacht léasair, agus feabhsú scaipthe, rud a laghdaíonn déine an léasair. Is féidir tuilleadh damáiste a dhéanamh do scannáin optúla mura n-uasmhéadaítear strus scannáin, stoichiometry nó dlús scannáin. Is é an sciath an nasc is laige, agus déanfar bratuithe optúla a bharrfheabhsú má dhéantar feabhsuithe ar phríomhchéimeanna próiseála, mar shampla dearadh sciath optúil, glanadh an tsubstráit, taisceadh agus próiseáil iar-taisce.
Díríonn ár dtaighde ar ghnéithe táirgthe éagsúla de chumhdach optúil, lena n-áirítear roghnú sprice, brú ocsaigine, fuinneamh sputtering agus am annealing, agus é mar sprioc feabhas a chur ar cháilíocht bratuithe optúla do chórais IBS (féach Fíor 2) [1]. Rinneadh imscrúdú le blianta beaga anuas ar éifeachtaí coinníollacha próisis éagsúla agus annealing iar-thaisce ar scannáin tanaí optúla HfO2 agus SiO2. Áirítear ar na paraiméadair a ndearnadh anailís orthu:
-Éifeacht spriocanna sputtering miotalacha agus tréleictreach ar airíonna UV;
-Éifeacht ocsaigine (O2) brú páirteach ar stoichiometry agus airíonna scannáin;
-An éifeacht atá ag foinsí ianchuidithe agus fuinneamh bhíoma ar airíonna scannáin agus sil-leagan;
-An éifeacht atá ag anáil ar stoichiometry, strus agus airíonna scannáin.
Díríonn an tionscadal seo ag Veeco ar bhratuithe optúla i léasair Nd:YAG. Is féidir scannáin ocsaíd a sputtered ó spriocanna ocsaíd nó miotail. [2] Tá ionsú níos ísle ag spriocanna miotail ach tá rátaí sputtering níos airde. Feabhsóidh ráta sputtering níos airde an éifeachtúlacht sciath chomh fada agus a bheidh paraiméadair scannáin eile sásta. Nuair a bhíonn scannáin tanaí HfO2 á dtaisceadh, is paraiméadar próisis ríthábhachtach é an brú páirteach O2, agus mura gcomhlíonann an brú páirteach O2 na ceanglais, tá na scannáin seans maith ar lochtanna struchtúracha. Go háirithe, táirgeann easnamh ocsaigine stáit leictreonacha fo-bhearnacha a chothaíonn damáiste léasair do chomhpháirteanna optúla. Tá scannáin neamhchothromaíochta HfO2 a bhfuil cion íseal ocsaigine iontu an-ionsúiteach agus teimhneach, agus ní féidir leo ceanglais optaic léasair UV a chomhlíonadh.
Fuinneamh bhíoma ian agus annealing
Gné ríthábhachtach eile den phróiseas é fuinneamh léas iain. Nuair a bhíonn scannáin SiO2 á bplátáil, laghdaítear ionsú scannán SiO2 trí fhuinneamh an bhíoma ian a ísliú, rud a fheabhsóidh feidhmíocht an chórais léasair. Mar sin féin, tagann sé seo ar chostas. Cé go bhfeabhsaíonn ísliú an fhuinnimh bhíoma ian cáilíocht an scannáin, laghdaítear an ráta taisce freisin, rud a chuireann isteach ar tháirgiúlacht. Sa phróiseas SiO2, cabhraíonn úsáid beam cúnta leis an ráta aistrithe a mhéadú.
I gcás scannáin HfO2, laghdaítear an fhriotaíocht do dhamáiste léasair de réir mar a mhéadaíonn fuinneamh léas cúnta. Ar ndóigh, tá ról ríthábhachtach ag an leas iomlán a bhaint as fuinneamh sputtering i gcáilíocht an scannáin.
Tá ról lárnach ag Annealing freisin i gcáilíocht an scannáin, toisc gur céim ríthábhachtach é an caillteanas is ísle agus an fhriotaíocht is airde ar damáiste léasair a fháil. Le linn an phróisis sputtering, tá na scannáin taiscthe faoi réir strusanna agus lochtanna comhbhrúiteacha mar gheall ar thaisceadh ardfhuinnimh. Cuidíonn Annealing leis an teannas a scaoileadh agus deireadh a chur le bannaí dangling a cruthaíodh le linn an phróisis sputtering.
Athraíonn an próiseas análaithe freisin an cóimheas stoichiometric den scannán. Go hidéalach, ba cheart go laghdódh anáil an strus scannáin agus go n-eascródh airíonna optúla is fearr. Nuair nach bhfuil na coinníollacha annealing cuí, méadaíonn an roughness comhéadan agus is féidir an scannán criostalú. Féadfaidh líon na sraitheanna agus comhdhéanamh na scannán optúla a bheith éagsúil le haghaidh feidhmeanna léasair UV éagsúla, mar sin ba cheart an t-am annealing a uasmhéadú do gach ciseal.
