陈 超

（北京滨松光子技术股份有限公司，廊坊 065000）

真空蒸发镀膜已经具有几十年的使用历史，其在制造等行业的应用范围十分广泛，对真空蒸发镀膜膜厚的影响因素进行分析，对于镀膜质量具有重要的意义。真空蒸发镀膜是利用真空条件，在真空室当中通过加热蒸发容器，对形成薄膜的原材料进行加热，使原材料分子或是原子从表面逸出，形成蒸汽流，并入射到基片的表面，凝结成为固态薄膜，达到薄膜制造的目的。在这一过程当中，很多因素会对薄膜厚度产生影响，进而影响镀膜的质量，研究分析影响因素及其影响规律对薄膜具有重要的意义。

1 真空蒸发镀膜膜厚的理论分析

简单说来，要实现真空蒸镀，必须有“热”的蒸发源、“冷”的基片、周围的真空环境。为了明确真空蒸发镀膜影响因素以及规律，需要对真空蒸发的条件进行一定程度的假设：其一，蒸发中的分子或是原子未与残余的气体分子发生任何碰撞；其二，位于蒸发源附近范围的蒸发分子或是原子之间未发生任何碰撞；其三，真空蒸发并入射到基片表面的原子不会再次发生蒸发现象。以上条件假设，是保证真空蒸发镀膜中任一分子或是原子，从蒸发过程到入射到基片表面均未发生碰撞，并且入射到基片表面后全部凝结成为固态薄膜[1]。这种假设条件与实际真空蒸发镀膜过程存在一定的差异性，但当蒸发环境的压强处于10-3帕以及更低范围时，这一假设是能够与实际情况相符合的。蒸发源的理想状态是极小的点状蒸发源，其大小与蒸发源到基片的距离相比是极小的，基本可以忽略不计，同时在蒸发过程中蒸发源不同方向的物理性质是相同的[2]。

2 实验分析不同因素对真空蒸发镀膜膜厚的影响

实验中我们采用熔点较高的钨丝圈作为蒸发原材料；基片使用的是表面平整的医用载玻片；镀膜原材料使用纯锑块。

2.1 镀膜原材料密度的影响

在实验环境中将镀膜原材料质量设定在20mg，基片中心到蒸发源的距离设定为10cm，其他实验条件不变的前提下，分别使用密度不同的铝、锑、锰、银作为镀膜原材料，在此基础上通过真空蒸发镀膜制取厚度不同的薄膜，使用X荧光分析仪对薄膜的厚度进行测量。相对应地制取的薄膜厚度分别为59.3nm、24.1nm、23.2nm、15.2nm。通过分析可以发现，在同等实验条件下，随着镀膜原材料密度的增加，膜层厚度呈下降趋势。

2.2 基片到蒸发源距离的影响

在实验中，保证镀膜原材料质量以及基片表面相对于蒸发源角度不变，消除基片表面对蒸发源角度因素的影响，保证实验的准确性与严谨性，实验中设定的镀料原材料质量为100mg。上述实验条件下，分别将基片中心到蒸发源的距离设定在5cm、7cm、10cm，在此基础上进行真空蒸发镀膜，获得的镀膜厚度分别为252.7nm、236.3nm、202.5nm。通过分析可以发现，在镀膜原材料质量不变的条件下，真空蒸发镀膜膜层的厚度随着基片中心到蒸发源距离的增加而逐渐降低，即距离越大，膜层的厚度越薄[3]。

2.3 镀膜原材料质量的影响

在真空蒸发镀膜开始之前将基片中心点到蒸发源的距离设定在10cm，分别将镀膜原材料锑块的质量设定在40mg、60mg、80mg、100mg、120mg、150mg、200mg、400mg几 个 数 值上，通过真空蒸发镀膜相对应地制取的薄膜厚度分别为81.2nm、128.6nm、172.1nm、202.5nm、241.3nm、312.6nm、423.1nm、925.7nm。通过分析可以发现，在基片与蒸发源距离保持不变的实验条件下，随着镀膜原材料质量的增加，膜层厚度呈直线上升的趋势，原材料质量越大膜层的厚度越厚[4]。

3 结束语

通过实验分析能够发现，在其他实验条件不变的前提下，随着镀膜原材料密度的增加，膜层厚度呈下降趋势，即原材料密度越大，真空蒸发镀膜膜层厚度越薄；真空蒸发镀膜膜层的厚度随着基片中心到蒸发源距离的增加而逐渐降低，即距离越大，膜层的厚度越薄；镀膜原材料质量增加，膜层厚度呈直线上升的趋势，原材料质量越大膜层的厚度越厚。