RU188584U1 - Device for the manufacture of nanometer transparent films - Google Patents
Device for the manufacture of nanometer transparent films Download PDFInfo
- Publication number
- RU188584U1 RU188584U1 RU2018133799U RU2018133799U RU188584U1 RU 188584 U1 RU188584 U1 RU 188584U1 RU 2018133799 U RU2018133799 U RU 2018133799U RU 2018133799 U RU2018133799 U RU 2018133799U RU 188584 U1 RU188584 U1 RU 188584U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- vacuum chamber
- evaporator
- control substrate
- transparent films
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для изготовления нанометровых прозрачных пленок полупроводников, диэлектриков и оксидов металлов и может быть использована при вакуумном нанесении пленок из ZnS, ZnSe, MgF, CaF, SiO, GeO, WO, MoO, SnO. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение способа изготовления нанометровых прозрачных пленок. Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство для изготовления нанометровых прозрачных пленок, содержащее вакуумную камеру, источник излучения, испаритель материала, контрольную подложку, оптическое окно вакуумной камеры, рабочую подложку, при этом источник излучения видимого диапазона длин волн, установлен внутри вакуумной камеры ниже плоскости отверстия испарителя материала, а контрольная подложка, расположена выше плоскости отверстия испарителя материала и доступна как для осаждения испаряемого материала, так и для наблюдения ее поверхности через оптическое окно вакуумной камеры, контрольная подложка закреплена на цилиндрическом кварцевом элементе и выполнена из железной фольги. Для осуществления процесса изготовления нанометровых прозрачных пленок с толщинами в интервале 9,6÷19,5 нм с помощью заявляемого устройства не требуется использования дополнительного сложного оборудования кроме традиционной установки для получения тонких пленок методом термовакуумного напыления типа УВН-2М1, в которой расстояние от испарителя до рабочей подложки составляет 250 мм.The invention relates to devices for the manufacture of nanometer transparent films of semiconductors, dielectrics and metal oxides and can be used for vacuum deposition of films of ZnS, ZnSe, MgF, CaF, SiO, GeO, WO, MoO, SnO. The technical result of the proposed solution is to simplify the method of manufacturing nanometer transparent films. This technical result is achieved by the fact that the proposed device for the manufacture of nanometer transparent films containing a vacuum chamber, a radiation source, an evaporator material, a control substrate, an optical window of the vacuum chamber, a working substrate, while the radiation source of the visible wavelength range is installed inside the vacuum chamber below the plane of the hole of the evaporator material, and the control substrate, is located above the plane of the hole of the evaporator material and is available as for the deposition of evaporated mat rial, and for observing the surface through the optical window of the vacuum chamber, the control substrate is fixed on a cylindrical quartz member and is made of an iron foil. For the implementation of the process of manufacturing nanometer transparent films with thicknesses in the range of 9.6 ÷ 19.5 nm using the proposed device does not require the use of additional sophisticated equipment other than the traditional installation for producing thin films using the method of thermal vacuum deposition UVN-2M1, in which the distance from the evaporator to working substrate is 250 mm.
Description
Полезная модель относится к устройствам для изготовления нанометровых прозрачных пленок полупроводников, диэлектриков и оксидов металлов и может быть использована при вакуумном нанесении пленок из ZnS, ZnSe, MgF2, CaF2, SiO, GeO, WO3, MoO3, SnO2.The invention relates to devices for the manufacture of nanometer transparent films of semiconductors, dielectrics and metal oxides and can be used for vacuum deposition of films of ZnS, ZnSe, MgF2, CaF2, SiO, GeO, WO3, MoO3, SnO2.
Известно устройство для вакуумного нанесения нанометровых прозрачных пленок, например, TiO2 и SiO2, использованное в патенте РФ №2527670, данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели и принято за прототип.Устройство содержит: источник излучения; волоконно-оптические кабели; линзу для заведения излучения в камеру; линзу для вывода излучения из камеры; корпус вакуумной камеры; испарители материалов с различными показателями преломления; входное/выходное оптическое окно камеры напыления; рабочие подложки, на которые наносится целевое многослойное покрытие; контрольную подложку доступную для напыления; скрытые от напыления контрольные подложки; спектрометр.A device for vacuum deposition of nanometer transparent films is known, for example, TiO2 and SiO2, used in the RF patent No. 2527670, this device is the closest in technical essence to the claimed utility model and is taken as a prototype. The device contains: a radiation source; fiber optic cables; lens for placing radiation into the camera; lens for outputting radiation from the camera; vacuum chamber housing; evaporators of materials with different refractive indices; input / output optical window of the deposition chamber; working substrates on which the target multilayer coating is applied; control substrate available for spraying; hidden from the deposition of the control substrate; spectrometer.
Недостатком указанного устройства является сложность его изготовления и функциональная сложность, а также сложность его применения для случая однослойных нанометровых прозрачных пленок.The disadvantage of this device is the complexity of its manufacture and functional complexity, as well as the complexity of its application for the case of single-layer nanometer transparent films.
Технической задачей, заявляемого решения является упрощение конструкции устройства.The technical problem of the proposed solution is to simplify the design of the device.
Техническим результатом заявляемого решения является упрощение способа изготовления нанометровых прозрачных пленок.The technical result of the proposed solution is to simplify the method of manufacturing nanometer transparent films.
Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство для изготовления нанометровых прозрачных пленок, содержащее вакуумную камеру с оптическим окном и расположенные в ней: источник излучения видимого диапазона длин волн, испаритель материала, контрольная подложка и рабочая подложка, согласно решения, источник излучения установлен ниже плоскости отверстия испарителя материала, а контрольная подложка установлена выше плоскости отверстия испарителя материала, с обеспечением осаждения испаряемого материала и наблюдения ее поверхности через оптическое окно вакуумной камеры, при этом контрольная подложка закреплена на цилиндрическом кварцевом элементе и выполнена из железной фольги.This technical result is achieved by the fact that the proposed device for the manufacture of nanometer transparent films containing a vacuum chamber with an optical window and located in it: the radiation source of the visible wavelength range, the material evaporator, the control substrate and the working substrate, according to the decision, the radiation source is installed below the plane holes of the material evaporator, and the control substrate is installed above the plane of the holes of the material evaporator, ensuring deposition of the material to be evaporated and its surface through the optical window of the vacuum chamber, while the control substrate is fixed on a cylindrical quartz element and made of iron foil.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для изготовления нанометровых прозрачных пленок.FIG. 1 shows a general view of the device for the manufacture of nanometer transparent films.
Устройство для изготовления нанометровых прозрачных пленок, содержит вакуумную камеру - 1, источник излучения видимого диапазона длин волн - 2, испаритель материала - 3, контрольную подложку - 4, оптическое окно вакуумной камеры - 5, рабочую подложку - 6, при этом источник излучения видимого диапазона длин волн, установлен внутри вакуумной камеры - 1 ниже плоскости отверстия испарителя материала - 4, а контрольная подложка - 4, расположена выше плоскости отверстия испарителя материала - 3 и доступна как для осаждения испаряемого материала, так и для наблюдения ее поверхности через оптическое окно вакуумной камеры - 5.Device for manufacturing nanometer transparent films, contains a vacuum chamber - 1, a source of radiation of the visible wavelength range - 2, a material evaporator - 3, a control substrate - 4, an optical window of a vacuum chamber - 5, a working substrate - 6, while the radiation source of a visible range wavelengths, installed inside the vacuum chamber - 1 below the plane of the evaporator opening of the material - 4, and the control substrate - 4, is located above the plane of the evaporator opening of the material - 3 and is available both for deposition of the evaporated material and for observation of its surface through the optical window of the vacuum chamber - 5.
На фиг. 2 представлен подробный вид устройства в составе вакуумной установки. Заявляемое устройства работает в составе вакуумной установки, которая содержит также: каркас - 7, на котором смонтированы вакуумная камера - 1 и вакуумная откачная система. В состав вакуумной откачной системы входят: механический форвакуумный насос - 8, высоковакуумный паромасляный насос - 9 с электронагревателем - 10 и переключатель линий откачки - 11, который соединяет с помощью трубопроводов - 12 форвакуумный насос - 8 либо с паромасляным насосом - 9, либо с вакуумной камерой - 1. Между базовой плитой - 13 и верхним фланцем паромасляного насоса - 9 установлена ловушка паров масла - 14, содержащая систему охлаждения. Вакуумная камера - 1 состоит из базовой плиты - 13 и цилиндрического колпака. Колпак снабжен оптическим окном - 5. Напуск воздуха в рабочую камеру выполняют вакуумным клапаном - 15. В опущенном состоянии колпака вакуумная камера герметизируется на базовой плите - 13 уплотняющей кольцевой прокладкой - 16 из вакуумной резины. Датчики давления - 17 остаточных газов подключены к отверстиям в базовой плите и в вакуумных трубопроводах. Кроме того в вакуумной камере - 1 установлены: подвижная заслонка - 18, которая в одном из двух положений перекрывает поток испаряемых частиц в направлениях к поверхности рабочей подложки 6; держатель подложек - 19, установленный над заслонкой - 18; электрический нагреватель - 20 подложек, расположенный над подложкой - 6; термопара - 21, расположенная между электронагревателем и подложкой; высоковольтный катодный электрод - 22, используемый при ионной очистке поверхности подложки - 6 в плазме самостоятельного газового разряда; металлический экран - 23, для удобства крепления контрольная подложка установлена на цилиндрическом кварцевомподложка установлена на цилиндрическом кварцевом элементе - 24 в виде отрезка кварцевой трубы, который установлен в вакуумной камере так, что его нижнее основание находится в плоскости отверстия испарителя материала - 3, при этом контрольная подложка - 4, выполненная из железной фольги, расположена внутри кварцевого элемента - 24 выше плоскости отверстия испарителя материала и доступна как для осаждения испаряемого материала, так и для наблюдения ее поверхности через оптическое окно - 5 вакуумной камеры, а источник излучения видимого диапазона длин волн - 2 установлен внутри вакуумной камеры ниже плоскости отверстия испарителя материала - 3 и состоит из вольфрамовой лампы накаливания - 25 и металлического отражателя излучения - 26; металлический экран - 27 перекрывает потоки света и молекул испаряемого материала в направлениях от испарителя - 3 к окну - 5.FIG. 2 is a detailed view of the device in the composition of the vacuum unit. The inventive device operates as part of a vacuum unit, which also contains: the frame - 7, on which the vacuum chamber - 1 and the vacuum pumping system are mounted. The vacuum pumping system consists of: a mechanical foreline pump - 8, a high-vacuum steam-oil pump - 9 with an electric heater - 10 and a switch of pumping lines - 11, which connects with pipelines - 12 a fore vacuum pump - 8 or with a steam-oil pump - 9, or with a vacuum chamber - 1. Between the base plate - 13 and the upper flange of the steam-oil pump - 9 an oil vapor trap - 14 is installed, containing a cooling system. The vacuum chamber - 1 consists of a base plate - 13 and a cylindrical cap. The cap is equipped with an optical window - 5. Air inlet into the working chamber is performed with a vacuum valve - 15. In the lowered state of the cap, the vacuum chamber is sealed on the base plate - 13 with a sealing ring - 16 made of vacuum rubber. Pressure sensors - 17 residual gases are connected to the holes in the base plate and in the vacuum pipelines. In addition, in the vacuum chamber - 1 installed: movable damper - 18, which in one of two positions blocks the flow of evaporated particles in the directions towards the surface of the working
ПримерExample
Устройства для изготовления нанометровых прозрачных пленок испаритель - 3, закрепленный в массивных контактных зажимах, имеет форму трубки с диаметром 6÷6,5 мм и длиной 4,5÷5 мм с отверстием диаметром 4÷4,5 мм на поверхности трубки на одинаковых расстояниях от ее концов и выполнен из танталовой фольги толщиной 0,1 мм. Испаряемым материалом является монооксид кремния (SiO) в виде гранул с диаметром 3÷4 мм. Расстояние между отверстием испарителя - 3 и центром рабочей подложки - 16 равно 200÷250 мм, при этом отверстие испарителя - 3 расположено на перпендикуляре к центру подложки - 6. Цилиндрический кварцевый элемент - 24 выполнен в виде отрезка кварцевой трубы длиной 35÷36 мм с внутренним диаметром 66÷67 мм и внешним диаметром 71÷72 мм. Контрольная подложка - 4 выполнена из железной фольги с толщиной 0,2÷0,25 мм, полученной из покрытой слоями олова железной фольги (используемой в пищевой промышленности) путем удаления слоев олова в 40% водном растворе гидрооксида калия (КОН) при температуре (80÷90)°С, в который (в процессе удаления олова) добавляется 30% перекись водорода (Н2О2). Поверхность контрольной подложки - 4, обращенная к испарителю - 3, является цилиндрической поверхностью с радиусом, равным радиусу внутренней цилиндрической поверхности кварцевого элемента - 24. Высота контрольной подложки - 4 равна 50÷52 мм, а расстояние между ее линейными границами равно 60÷62 мм. Контрольная подложка - 4 снабжена, по крайней мере, двумя элементами для ее крепления внутри кварцевого элемента - 24, которые выполнены путем резки контрольной подложки - 4 параллельно ее линейных границ на расстоянии 5÷6 мм от границ на глубину 15÷16 мм и последующей гибки подрезанных участков подложки - 4 относительно верхнего края кварцевого элемента - 24.Devices for the manufacture of nanometer transparent films of the evaporator - 3, fixed in massive contact clamps, has the shape of a tube with a diameter of 6 ÷ 6.5 mm and a length of 4.5 ÷ 5 mm with a hole with a diameter of 4 ÷ 4.5 mm on the surface of the tube at equal distances from its ends and is made of tantalum foil with a thickness of 0.1 mm. The evaporated material is silicon monoxide (SiO) in the form of granules with a diameter of 3 ÷ 4 mm. The distance between the evaporator hole - 3 and the center of the working substrate - 16 is 200 ÷ 250 mm, while the evaporator hole - 3 is located perpendicular to the center of the substrate - 6. The cylindrical quartz element - 24 is made in the form of a piece of quartz pipe 35 ÷ 36 mm long inner diameter 66 ÷ 67 mm and outer diameter 71 ÷ 72 mm. The control substrate - 4 is made of iron foil with a thickness of 0.2 ÷ 0.25 mm, obtained from tin-coated iron foil (used in the food industry) by removing tin layers in a 40% aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) at a temperature (80 ÷ 90) ° С to which (in the process of tin removal) 30% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is added. The surface of the control substrate - 4, facing the evaporator - 3, is a cylindrical surface with a radius equal to the radius of the inner cylindrical surface of the quartz element - 24. The height of the control substrate - 4 is 50 ÷ 52 mm, and the distance between its linear borders is 60 ÷ 62 mm . The control substrate - 4 is equipped with at least two elements for its fastening inside the quartz element - 24, which are made by cutting the control substrate - 4 parallel to its linear borders at a distance of 5 ÷ 6 mm from the borders to a depth of 15 ÷ 16 mm and subsequent bending undercut areas of the substrate - 4 relative to the upper edge of the quartz element - 24.
Устройство для изготовления нанометровых прозрачных пленок работает следующим образом. Перед началом работы закрепляют испаритель - 3 в массивных контактных зажимах, обеспечивающих пропускание по испарителю - 3 электрического тока с измеряемой величиной 50÷200 А, и заполняют испаритель - 3 гранулами испаряемого материала (SiO). Подготовленные рабочие подложки - 6 помещают в держатель подложек - 19. Цилиндрический кварцевый элемент - 24 с закрепленной внутри его контрольной подложкой - 4 устанавливают в вакуумной камере так, чтобы основания кварцевого элемента - 24 и подложки - 6 находились в плоскости отверстия испарителя материала - 3, а контрольная подложка - 4 была доступна как для осаждения испаряемого материала, так и для наблюдения ее поверхности через оптическое окно - 5 вакуумной камеры. После этого откачивают воздух из вакуумной камеры до давления (10-3÷10-4) Па, включают источник излучения видимого диапазона длин волн, установленный внутри вакуумной камеры ниже плоскости отверстия испарителя материала - 3, открывают заслонку - 18 и производят нагрев испаряемого материала до температуры его испарения: в случае SiO - (1050÷1100)°С. При этом испаренные молекулы испаряемого материала конденсируются как на поверхности контрольной подложки - 4, обращенной к испарителю - 3, так и на рабочих подложках - 6, образуя на них нанометровые прозрачные пленки.A device for the manufacture of nanometer transparent films works as follows. Before starting work, fix the evaporator - 3 in massive contact clamps providing transmission through the evaporator - 3 electric currents with a measured value of 50 ÷ 200 A, and fill the evaporator with 3 granules of evaporated material (SiO). The prepared working substrates - 6 are placed in the substrate holder - 19. A cylindrical quartz element - 24 with its control substrate fixed inside - 4 is installed in a vacuum chamber so that the bases of the quartz element - 24 and the substrate - 6 are in the plane of the material evaporator opening - 3, and the control substrate - 4 was available both for deposition of the evaporated material, and for observing its surface through the optical window - 5 of the vacuum chamber. After that, the air from the vacuum chamber is pumped to a pressure of (10 -3 ÷ 10 -4 ) Pa, the radiation source of the visible wavelength range is installed inside the vacuum chamber below the plane of the material evaporator opening - 3, the flap - 18 is opened and the evaporated material is heated to its evaporation temperature: in the case of SiO - (1050 ÷ 1100) ° C. In this case, the evaporated molecules of the evaporated material are condensed both on the surface of the control substrate - 4 facing the evaporator - 3, and on the working substrates - 6, forming nanometer transparent films on them.
Процесс осаждения нанометровых пленок контролируют путем наблюдения за появляющимся цветом окраски поверхности контрольной подложки - 4, обращенной к испарителю - 3, через оптическое окно - 5 вакуумной камеры. Начало осаждения нанометровой пленки испаряемого материала фиксируют по возникновению интерференционной окраски (рыжевато-коричневого цвета) пленки на участке поверхности (в виде полосы) в нижней области контрольной подложки - 4. По мере осаждения и увеличения толщины осаждаемой прозрачной пленки на поверхности контрольной подложки - 4 происходит изменение цветов интерференционной окраски прозрачной пленки в последовательности: коричневый-фиолетовый-синий-зеленый-желтый-оранжевый-красный. В качестве реперной точки измерения толщины выбирают толщину пленки, которой соответствует зеленый цвет окраски пленки, так как этому цвету соответствует максимум кривой видности среднего нормального человеческого глаза, который имеет место на длине волны излучения λ=0,55 мкм. Для расчета толщины прозрачной пленки в области окраски зеленого цвета можно использовать формулу для максимума интенсивности излучения, отраженного от среды оптически более плотной:The process of deposition of nanometer films is controlled by observing the emerging color of the surface of the control substrate - 4, facing the evaporator - 3, through the optical window - 5 of the vacuum chamber. The beginning of the deposition of a nanometer film of evaporated material is fixed by the occurrence of interference color (reddish-brown color) of the film on the surface area (in the form of a strip) in the lower region of the control substrate - 4. As the deposition and thickness of the deposited transparent film increases, 4 change the colors of the interference color of the transparent film in the sequence: brown-violet-blue-green-yellow-orange-red. As a reference point for measuring the thickness, choose the film thickness, which corresponds to the green color of the film, since this color corresponds to the maximum of the visibility curve of the average normal human eye, which takes place at the radiation wavelength λ = 0.55 μm. To calculate the thickness of the transparent film in the green color area, you can use the formula for the maximum intensity of the radiation reflected from the medium optically more dense:
где h - толщина прозрачной пленки,where h is the thickness of the transparent film,
n - показатель преломления материала прозрачной пленки, i1 - угол падения излучения на пленку,n is the refractive index of the material of the transparent film, i 1 is the angle of radiation incidence on the film,
λ0 - длина волны излучения,λ 0 - radiation wavelength,
m - целое число, которое называется порядком интерференционного максимума.m is an integer, which is called the order of the interference maximum.
Для конкретного примера выполнения предлагаемого устройства для изготовления нанометровых прозрачных пленок эта формула приводит к значению толщины пленки h=147 нм при значениях остальных параметров в этой формуле: λ0=0,55 мкм, m=1, nSiO=1,996, i1=45°. В случае использования малого плоского испарителя толщину h осажденной пленки рассчитывают по формуле:For a specific example of the implementation of the proposed device for the manufacture of nanometer transparent films, this formula leads to a film thickness h = 147 nm with the values of the remaining parameters in this formula: λ 0 = 0.55 μm, m = 1, n SiO = 1.996, i 1 = 45 °. In the case of using a small flat evaporator, the thickness h of the deposited film is calculated by the formula:
гдеWhere
Ме - масса испаренного материала, ρ - плотность испаренного материала,M e - the mass of the evaporated material, ρ is the density of the evaporated material,
r - расстояние от отверстия испарителя до рассматриваемой точки на подложке,r is the distance from the hole of the evaporator to the considered point on the substrate,
α - угол испарения (между нормалью к плоскости отверстия испарителя и направлением на рассматриваемую точку на подложке),α is the evaporation angle (between the normal to the plane of the evaporator opening and the direction to the point on the substrate under consideration),
β - угол падения испаряемых молекул на подложку в рассматриваемой точке (отсчитываемый от нормали к подложке в этой точке).β is the angle of incidence of evaporating molecules on the substrate at the point under consideration (measured from the normal to the substrate at this point).
Используя формулу (2) для заявляемого устройства, можно получить формулу для отношения толщины h2 пленки в центре рабочей подложки - 6 к толщине h1 пленки в рассматриваемой точке на контрольной подложке - 4:Using formula (2) for the claimed device, it is possible to obtain a formula for the ratio of the thickness h 2 of the film in the center of the working substrate - 6 to the thickness h 1 of the film at the considered point on the control substrate - 4:
где r2 - расстояние между отверстием испарителя - 3 и центром рабочей подложки - 6, r1 - расстояние от отверстия испарителя - 3 до рассматриваемой точки на контрольной подложке - 4,where r 2 is the distance between the evaporator opening 3 and the center of the working
α1 и β1 - углы испарения и падения (соответственно) для контрольной подложки - 4.α 1 and β 1 - the angles of evaporation and incidence (respectively) for the control substrate - 4.
При получении формулы (3) учтено, что для рабочей подложки - 6 угол испарения α2=0 и угол падения β2=0, и поэтому имеют место равенства: cosα2=1 и cosβ2=1.When obtaining the formula (3), it was taken into account that for the working substrate - 6 the evaporation angle α 2 = 0 and the angle of incidence β 2 = 0, and therefore there are equalities: cosα 2 = 1 and cosβ 2 = 1.
Если для оценки толщины h2 пленки в центре рабочей подложки 6 использовать зеленую полосу интерференционной окраски, соответствующую первому порядку интерференции (m=1), на поверхности контрольной подложки - 4 в ее нижней области, то в этой области толщина пленки h1=147 нм. Если b - расстояние от середины зеленой полосы до нижнего основания подложки - 4, a r - радиус подложки - 4, то расстояние r1 от отверстия испарителя - 3 до середины зеленой полосы на подложке - 4 можно определить по формуле: If to estimate the thickness h 2 of the film in the center of the working
Формула (3) приводит к значению толщины пленки h2=19,5 нм в центре рабочей подложки - 6 при следующих значениях остальных параметров в этой формуле: r1=33,84 мм (если b=7,5 мм, r=33 мм), cosα=0,2216, cosβ=0,9751, r2=200 мм, h1=147 нм. Если в этом примере расчета толщины h2 пленки в центре рабочей подложки - 6 увеличить величину r2 до значения r2=250 мм, не изменяя значения остальных параметров, то величина h2 будет уменьшена до значения h2=12,5 нм.Formula (3) leads to the value of the film thickness h 2 = 19.5 nm in the center of the working substrate - 6 with the following values of the other parameters in this formula: r 1 = 33.84 mm (if b = 7.5 mm, r = 33 mm), cosα = 0.2216, cosβ = 0.9751, r 2 = 200 mm, h 1 = 147 nm. If in this example of calculating the thickness h 2 of the film in the center of the working substrate - 6, increase the value of r 2 to the value of r 2 = 250 mm, without changing the values of the other parameters, then the value of h 2 will be reduced to the value of h 2 = 12.5 nm.
При уменьшении внутреннего радиуса контрольной подложки - 4 до 30 мм расчет по формуле (3) дает значение толщины пленки h2=14,9 нм в центре рабочей подложки - 6 при следующих значениях остальных параметров в этой формуле: r1=30,92 мм (если b=7,5 мм, r=30 мм), cosα=0,2425, cosβ=0,9701, r2=200 мм, h1=147 нм. Такое уменьшение внутреннего радиуса r контрольной подложки - 4 можно выполнить либо путем замены кварцевого элемента - 24 с контрольной подложкой - 4 с внутренним радиусом 33 мм другим кварцевым элементом - 24 с контрольной подложкой - 4, имеющих внутренний радиус 30 мм, либо путем смещения кварцевого элемента - 24 с контрольной подложкой - 4, имеющих r=33 мм, по горизонтальной поверхности металлического экрана - 27 в сторону уменьшения расстояния от отверстия испарителя - 3 до контрольной подложки - 4 на величину, равную 3 мм. Если во втором примере расчета толщины h2 пленки в центре рабочей подложки - 6 увеличить величину r2 до значения r2=250 мм, не изменяя значения остальных параметров, то величина h2 будет уменьшена до значения h2=9,6 нм.When reducing the inner radius of the reference substrate - 4 to 30 mm, the calculation by the formula (3) gives the value of the film thickness h 2 = 14.9 nm in the center of the working substrate - 6 with the following values of the other parameters in this formula: r 1 = 30.92 mm (if b = 7.5 mm, r = 30 mm), cosα = 0.2425, cosβ = 0.9701, r 2 = 200 mm, h 1 = 147 nm. This reduction of the inner radius r of the control substrate - 4 can be performed either by replacing the quartz element - 24 with the control substrate - 4 with an inner radius of 33 mm with another quartz element - 24 with the control substrate - 4 having an inner radius of 30 mm, or by shifting the quartz element - 24 with the control substrate - 4, having r = 33 mm, on the horizontal surface of the metal screen - 27 in the direction of decreasing the distance from the evaporator opening - 3 to the control substrate - 4 by an amount equal to 3 mm. If in the second example of calculating the thickness h 2 of the film in the center of the working substrate - 6, increase the value of r 2 to the value of r 2 = 250 mm without changing the values of the other parameters, then the value of h 2 will be reduced to the value of h 2 = 9.6 nm.
Таким образом, из приведенных примеров оценки толщины h2 пленки в центре рабочей подложки - 6 следует, что заявляемое устройство для изготовления нанометровых прозрачных пленок позволяет осаждать на рабочей подложке - 6 нанометровые пленки с толщинами в интервале 9,6÷19,5 нм, если для контроля толщины пленки на рабочей подложке - 6 использовать зеленую полосу интерференционной окраски, соответствующую первому порядку интерференции (m=1), на поверхности контрольной подложки - 4 в ее нижней области. Для получения более толстых нанометровых прозрачных пленок на рабочей подложке - 6 следует продолжить осаждение испаряемого материала, контролируя процесс осаждения и увеличения толщины пленок путем наблюдения изменения цветов интерференционной окраски прозрачной пленки на поверхности контрольной подложки - 4. При этом зеленая полоса интерференционной окраски будет периодически появляться на поверхности контрольной подложки - 4 в ее нижней области, соответствуя второму, третьему и четвертому порядку интерференционного максимума (m=2, m=3, m=4)в формуле (1).Thus, from the given examples of estimating the thickness h 2 of the film in the center of the working
Следует отметить, что для осуществления описанного выше процесса изготовления нанометровых прозрачных пленок не требуется использования дополнительного сложного оборудования кроме традиционной установки для получения тонких пленок методом термовакуумного напыления типа УВН-2М1, в которой расстояние от испарителя до рабочей подложки составляет 250 мм.It should be noted that the implementation of the above-described process of manufacturing nanometer transparent films does not require the use of additional complex equipment other than the traditional installation for producing thin films using the UVN-2M1 type thermal vacuum deposition method, in which the distance from the evaporator to the working substrate is 250 mm.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133799U RU188584U1 (en) | 2018-09-24 | 2018-09-24 | Device for the manufacture of nanometer transparent films |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133799U RU188584U1 (en) | 2018-09-24 | 2018-09-24 | Device for the manufacture of nanometer transparent films |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188584U1 true RU188584U1 (en) | 2019-04-17 |
Family
ID=66168799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133799U RU188584U1 (en) | 2018-09-24 | 2018-09-24 | Device for the manufacture of nanometer transparent films |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188584U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761594C1 (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПК-РУСАР" | Method for producing thin films of refractory or medium-melting metals or their compounds by thermal energy of self-propagating high-temperature synthesis |
RU2775978C1 (en) * | 2022-04-06 | 2022-07-12 | Сарик Жорикович Есаян | Device for production of thin metal films with thermal energy of self-distributing high-temperature synthesis in ground conditions and in weightlessness conditions |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990014682A1 (en) * | 1989-05-22 | 1990-11-29 | Hanks Charles W | Magnetic structure for electron-beam heated evaporation source |
EP0928977A1 (en) * | 1997-05-16 | 1999-07-14 | Hoya Kabushiki Kaisha | Plastic optical component having a reflection prevention film and mechanism for making reflection prevention film thickness uniform |
RU2457277C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-07-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Vacuum plasma installation for application of multipurpose coatings |
RU2471883C1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Vacuum material application device |
RU2527670C2 (en) * | 2012-01-10 | 2014-09-10 | Владимир Александрович Лабусов | Determination of sandwiched coat nanometer ply depth at coat spraying |
-
2018
- 2018-09-24 RU RU2018133799U patent/RU188584U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990014682A1 (en) * | 1989-05-22 | 1990-11-29 | Hanks Charles W | Magnetic structure for electron-beam heated evaporation source |
EP0928977A1 (en) * | 1997-05-16 | 1999-07-14 | Hoya Kabushiki Kaisha | Plastic optical component having a reflection prevention film and mechanism for making reflection prevention film thickness uniform |
RU2457277C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-07-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Vacuum plasma installation for application of multipurpose coatings |
RU2471883C1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Vacuum material application device |
RU2527670C2 (en) * | 2012-01-10 | 2014-09-10 | Владимир Александрович Лабусов | Determination of sandwiched coat nanometer ply depth at coat spraying |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761594C1 (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПК-РУСАР" | Method for producing thin films of refractory or medium-melting metals or their compounds by thermal energy of self-propagating high-temperature synthesis |
RU2775978C1 (en) * | 2022-04-06 | 2022-07-12 | Сарик Жорикович Есаян | Device for production of thin metal films with thermal energy of self-distributing high-temperature synthesis in ground conditions and in weightlessness conditions |
RU2818099C1 (en) * | 2023-07-10 | 2024-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Movable gate of substrate for formation of thin stepped films |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2204153C2 (en) | Coatings, methods, and devices for reducing reflection from optical substrates | |
CN108627889B (en) | Germanium substrate wide-spectrum infrared anti-reflection optical window | |
Zoeller et al. | Plasma-ion-assisted-deposition: a novel technique for the production of optical coatings | |
CN206741013U (en) | A kind of middle LONG WAVE INFRARED anti-reflection film using germanium as substrate | |
US11365471B2 (en) | Method of fabricating anisotropic optical interference filter | |
RU188584U1 (en) | Device for the manufacture of nanometer transparent films | |
Pawlewicz et al. | Recent developments in reactively sputtered optical thin films | |
CN104035146B (en) | The suprabasil a kind of medium short wave infrared anti-reflection film of tellurium dioxide | |
JP4713461B2 (en) | Titanium oxide transparent film having at least one of aluminum and aluminum oxide and having a rutile structure | |
JPS5860701A (en) | Reflection preventing film | |
JP2006519926A (en) | Method for producing transparent titanium oxide film having rutile structure | |
JP2006515827A5 (en) | ||
Boudaden et al. | Multilayered Al2O3/SiO2 and TiO2/SiO2 coatings for glazed colored solar thermal collectors | |
CN203965648U (en) | A kind of medium short wave infrared anti-reflection film taking tellurium dioxide as substrate | |
CN219625736U (en) | Tunable middle infrared high-reflection film system | |
Scobey et al. | Stable ultranarrow bandpass filters | |
CN112501557A (en) | Sapphire substrate 1-5 mu m ultra-wideband antireflection film and preparation method thereof | |
US3421811A (en) | Coated optical devices | |
JP4235997B2 (en) | Optical film thickness measuring method and apparatus | |
Gibson et al. | High performance optical coatings deposited using closed field magnetron sputtering | |
US3421810A (en) | Coated optical devices | |
TR201801333A2 (en) | A HIGH TEMPERATURE CONTROLLED LOW-E COATED GLASS | |
WO2010047894A1 (en) | High refractive index materials for energy efficient lamps | |
JP2000171630A (en) | Formation of multilayered optical thin film | |
Kozyrev et al. | Effect of the amount of argon in an oxygen ion beam on the optical characteristics of titanium dioxide films obtained via ion-assisted electron beam evaporation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200925 |