Өндөр технологийн оптик бүрээсийг боловсруулахад ALD-ийн гол хэрэглээ

Одоогоор оптик үйлдвэрлэл асар их эргэлтийн цэгтэй тулгарч байна. Орчин үеийн төхөөрөмжүүд улам бүр төвөгтэй 3D геометрийг шаарддаг. Үүнийг бид AR/VR чихэвч, автомашины LiDAR, сансар огторгуйн оптик дээр маш сайн харж байна. Уламжлалт хуримтлуулах аргууд энд маш хурдан физикийн хязгаарт хүрдэг. Бид цаашид зөвхөн хуучин харааны техникт найдах боломжгүй болсон. Тэд өндөр муруй линз эсвэл гүн сувагны торыг жигд бүрж чадахгүй.

Атомын давхаргын хуримтлалыг (ALD) оруулна уу. Нэгэн цагт энэ салбар үүнийг зөвхөн R&D хэрэгсэл гэж үздэг байсан. Одоо энэ нь бат бөх, үйлдвэрлэхэд бэлэн шийдэл болж байна. Энэ нь өндөр нарийвчлалыг өгдөг оптик бүрээстэй . өөгүй Энэ нь нарийн төвөгтэй гадаргуугийн топографид хосгүй жигд байдлыг санал болгодог.

Энэ нийтлэл нь үнэлгээний гарын авлага болно. Бид үүнийг оптикийн инженерүүд болон байгууламжийн менежерүүдэд зориулж бичсэн. Бид тодорхой гүйцэтгэлийн олзыг жинлэх болно оптик бүрээсийн хувьд ald . Түүхэн нэвтрүүлэх чадварын эсрэг Орчин үеийн орон зайн систем, плазмын тусламж нь хуучин гацааг хэрхэн шийдэж байгааг та мэдэх болно. Энэхүү мэдлэг нь өргөтгөх боломжтой, өөгүй оптик интеграцийг баталгаажуулдаг.

Гол арга хэмжээ

• Гүйцэтгэлийн давуу тал: ALD нь PVD болон PECVD нь алхамын хамрах хүрээ муутай байдаг нарийн төвөгтэй 3D топографи (жишээ нь, сараалж, хавтгай гүдгэр линз) дээр нүхгүй, нийцтэй оптик бүрээсийг өгдөг.

• Нарийвчилсан оптик тааруулах: Нано-ламинжуулах, нано сүвэрхэг тунадасжуулах зэрэг техникүүд нь хугарлын илтгэгчийн хэт өндөр инженерчлэл (1.15 хүртэл) болон механик стрессийг нарийн хянах боломжийг олгодог.

• Үйлдвэрлэлийн цар хүрээ: Плазмын сайжруулсан орон зайн ALD (PE-sALD) болон том хэмжээний боловсруулалтын шинэчлэлтүүд нь нэвтрүүлэх чадварын зөрүүг үр дүнтэй арилгаж, PVD-тэй харьцуулахуйц хуримтлалын хурдад хүрсэн.

• Үнэлгээний шалгуур: Худалдагчийг сонгохдоо субстратын дулааны хязгаар, шаардлагатай харьцаа, мөн өмнөх түүхий эдийг дахин боловсруулах зэрэг өмчлөлийн нийт өртөг (TCO) бууруулах зэрэгт ач холбогдол өгөх ёстой.

Бизнесийн тохиолдол: Яагаад уламжлалт хуримтлал нь нарийн төвөгтэй 3D оптик дээр бүтэлгүйтдэг вэ?

Хуучин системүүд нь дараагийн үеийн оптик эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд тэмцэж байна. Дэвшилтэт линзийг бүрэх үед бид энэ эвдрэлийг тодорхой ажигладаг. Физик уурын хуримтлал (PVD) нь физик цацах буюу ууршилтыг ашигладаг. Энэ нь үндсэндээ хавтгай субстрат дээр илүү сайн байдаг. Энэ нь маш өндөр хуримтлалыг өгдөг. Гэсэн хэдий ч PVD нь харааны шугамын физикт бүрэн тулгуурладаг. Энэ нь өндөр харьцаатай бүрэх үед үндсэндээ бүтэлгүйтдэг. Энэ нь өндөр муруй гадаргуу дээр нийцтэй хамрах хүрээг хангаж чадахгүй. Та гүн суваг дээр сүүдэрлэх нөлөөг ихэвчлэн хардаг. Материал нь ердөө л доод буланд үр дүнтэй хүрч чадахгүй.

Plasma-Enhanced CVD (PECVD) нь гайхалтай хурдыг санал болгодог. Плазм нь субстрат дээр хурдан химийн урвал үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь атомын түвшний зузааныг хянах чадваргүй байдаг. Энэ дутагдал нь нарийн төвөгтэй геометрийн жигд байдлын ноцтой асуудал үүсгэдэг. Молекулууд нягт булангийн эргэн тойронд жигд бус бөөгнөрсөн байдаг. Та орчин үеийн фотоникт шаардлагатай оптик хүлцэлээ алддаг.

ALD нь тодорхой, үндсэн давуу талыг авчирдаг. Энэ нь өөрөө хязгаарлагдмал, химисорбцод суурилсан урвалын циклийг ашигладаг. Та танхимд урьдал хий нэвтрүүлдэг. Энэ нь зөвхөн боломжтой гадаргуугийн хэсгүүдэд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Гадаргууг бүхэлд нь ханасан үед урвал автоматаар зогсдог. Дараа нь та камерыг инертийн хийгээр цэвэрлэнэ. Дараа нь та хоёр дахь урвалжийг танилцуулна. Энэ нь эхний давхаргатай жигд урвалд ордог. Та танхимыг дахин цэвэрлэ.

Нарийн мөчлөг бүрт яг 1 Å материал хуримтлагддаг. Энэхүү найдвартай механизм нь 100 хувь нийцсэн хамрах хүрээг баталгаажуулдаг. Энэ нь бичил нүхийг бүрэн арилгадаг. Та хамгийн нарийн төвөгтэй оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд төгс жигд хальс зузаантай болно.

Шилдэг туршлага: Орлуулах аргыг сонгохын өмнө субстратын харьцааг үргэлж зур. Нарийвчлалтай зураглал нь доод урсгалын согогоос сэргийлдэг.

Түгээмэл алдаа: Гүн шуудууны торыг PVD-д найдах нь захын ноцтой үр дагавар, их хэмжээний ургац алдахад хүргэдэг.

Оптик бүрхүүлд ALD-ийн өндөр үнэ цэнэтэй хэрэглээ

Дараагийн үеийн техник хангамж нь тусгай давхаргын хуримтлалыг шаарддаг. Инженерүүд эдгээр нарийн аргуудыг хэд хэдэн эрэлт хэрэгцээтэй салбарт ашигладаг. AR/VR чихэвчний хувьд цацруулагчийн эсрэг бүрхүүл (ARC) нь маш чухал юм. Тэд мөн дэвшилтэт автомашины LiDAR системийг жолооддог. Та өндөр ба бага хугарлын илтгэгч материалын давхаргыг сайтар солих хэрэгтэй. Эдгээр давхаргууд нь бичил бүтэцтэй бүрэн нийцдэг. Тэд нарийн төвөгтэй нано бүтэцтэй элементүүдийг жигд бүрхдэг. Энэхүү нарийн давхарга нь интерфэйсийн тусгалыг эвдэх хөндлөнгийн нөлөөгөөр үр дүнтэй саармагжуулдаг. Энэ нь хэрэглэгч рүү шууд гэрлийн дамжуулалтыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.

Сансрын дуран болон хэт ягаан туяаны гүнд ашиглах төхөөрөмжүүд нь бүр ч хатуу стандарт шаарддаг. Тэд хэт цэвэр, согоггүй байхыг шаарддаг оптик бүрээс . Эдгээр цэвэр хальснууд нь мэдрэмтгий хэрэгсэлд гэрлийн тархалтаас сэргийлдэг. Тэд мөн тойрог замд байдаг байгаль орчны эрс тэс нөхцлийг тэсвэрлэдэг. Орон зай дахь температурын огцом хэлбэлзэл нь сул хальсыг хурдан устгадаг. Химисорбцийн үед үүссэн атомын холбоо нь эдгээр харгис шилжилтийг ямар ч хүчин чармайлтгүйгээр даван туулдаг.

Өндөр үр ашигтай спектрометрийн тор нь гүйцэтгэлийн гайхалтай өсөлтийг харуулж байна. Салбарын жишиг үзүүлэлтүүд нь тодорхой наноматериал ашиглан маш сайн үр дүнг харуулдаг. Орчин үеийн фотоникийн лабораторид бид эдгээр сайжруулалтыг байнга ажигладаг.

1. Инженерүүд TiO2 ба Al2O3 нано-ламинатыг гүн сувагт дамжуулах торонд шууд хэрэглэдэг.

2. Энэхүү нарийн материалын хослол нь 90-ээс дээш хувийн дифракцийн үр ашгийг найдвартай хангадаг.

3. Тохиромжтой давхарга нь янз бүрийн оптик ачааллын дор бүтцийн маш сайн тогтвортой байдлыг хадгалж байдаг.

Лазер оптик ч гэсэн энэ технологиос асар их ашиг тустай. Энд үйлдвэрлэгчид HfO2 болон SiO2-ийн нарийвчлалтай давхаргыг ашигладаг. Эдгээр тусгай ислийн стекүүд нь лазерын гэмтлийн маш өндөр босго (LIDT) хүрдэг. Өндөр LIDT нь үйлдвэрлэлийн огтлох хэрэгсэлд туйлын чухал юм. Эмнэлгийн лазерын найдвартай байдал нь эдгээр бат бөх, нүхгүй хальснаас шууд хамаардаг.

Нарийвчилсан инженерчлэл: Хугарлын индексийг тохируулах ба стрессийн менежмент

Орчин үеийн ALD нь хүчирхэг оптик тааруулах чадварыг нээж өгдөг. Та хэт бага хугарлын индексийг бий болгохын тулд нано сүвэрхэг хальсыг зохион бүтээх боломжтой. Эхлээд та SiO2 ба Al2O3 зэрэг эрлийз давхаргыг байрлуулна. Та эдгээр мөчлөгийг мөчлөгөөр бий болгодог. Дараа нь та өндөр сонгомол нойтон сийлбэрийг хэрэглэнэ. Энэхүү химийн процесс нь тодорхой хөнгөн цагаан ислийн материалыг стратегийн хувьд устгадаг. Энэ нь цахиурын давхар ислийн матриц дотор микроскопийн нано сүвэрхэг бүтцийг үлдээдэг.

Энэхүү гайхалтай техник нь өндөр тохируулгатай сүвэрхэг чанарыг нээдэг. Энэ нь хугарлын илтгэгчийг гайхалтай бага хэмжээгээр доошлуулдаг. Та 1.15 индекст хүрч чадна. Стандарт физик бүрэх аргууд нь энэ хэмжигдэхүүнд бараг хэзээ ч хүрч чадахгүй. Тэд ихэвчлэн 1.38 орчим хатуу хязгаарт хүрдэг. Энэхүү асар их сайжруулалт нь инженерүүдэд цацруулагчийн эсрэг өргөн зурвасын төгс стекийг зохион бүтээхэд тусалдаг.

Механик стрессийн хяналт нь инженерийн өөр нэг том сорилт юм. Зузаан оптик хальсыг хэрэгжүүлэх нь бүтцийн эвдрэлд хүргэдэг. Мэдрэмтгий оптик субстрат дээр хагарал, давхаргыг ихэвчлэн хардаг. Уртасгасан хальс ургах үед хурцадмал байдал аяндаа үүсдэг. Бид энэ тулгамдсан асуудлыг Plasma-Assisted ALD (PEALD) ашиглан шийддэг.

PEALD үед зорилтот хэвийсэн хүчдэлийг ашиглах нь хальсны стрессийг идэвхтэй зохицуулдаг. Плазмын ионууд өсөн нэмэгдэж буй гадаргууг зөөлөн бөмбөгддөг. Энэхүү ионы бөмбөгдөлт нь атомын давхаргыг нягтруулдаг. Энэ нь асуудалтай суналтын стрессийг өндөр тогтвортой шахалтын стресс болгон амжилттай хувиргадаг. Шахалтын стресс нь хальсыг субстратын эсрэг хүчтэй шахдаг. Энэ нь дулааны эргэлтийн дор микроскопийн ан цав үүсэхээс сэргийлдэг.

Шилдэг туршлага: Нүхжилтийн түвшинг нарийн хянахын тулд болгоомжтой нойтон сийлбэр тохируулга ашиглана уу.

Нийтлэг алдаа: Үлдэгдэл хальсны стрессийг үл тоомсорлох нь ихэвчлэн цаг хугацааны явцад аяндаа цоорхойд хүргэдэг бөгөөд үнэтэй линзийг устгадаг.

Дамжуулалтын саад бэрхшээлийг даван туулах нь: Орон зайн болон том багц ALD

Түүхийн хувьд үйлдвэрлэгчид технологийн талаар ноцтой эргэлзэж байсан. Үндсэн хими нь цаг хугацааны эрчимтэй өсөлтийн хурдад тулгуурладаг. Уламжлалт машин нь нэг мөчлөгийг дараалан боловсруулдаг. Энэхүү мөчлөгийн мөчлөгийн хандлага нь маргаангүй удаашралтай байдаг. Орчин үеийн тоног төхөөрөмжийн шинэчлэл нь энэхүү чухал нэвтрүүлэх чадамжийг шууд шийддэг.

Шийдэл 1: Плазмын сайжруулсан орон зайн ALD (PE-sALD). Энэхүү хувьсгалт арга нь үндсэн парадигмыг бүрэн өөрчилдөг. Энэ нь цаг хугацаагаар тусгаарлагдсан прекурсор импульсээс холддог. Үүний оронд орон зайн хувьд тусгаарлагдсан химийн бүсүүдийг ашигладаг. Эдгээр тасралтгүй хийн бүсүүдийн хооронд субстрат хурдан хөдөлдөг. Инерцийн хийн хөшиг нь химийн урвалжийг найдвартай тусгаарладаг. Орчин үеийн SALD системүүд нь тасралтгүй, өндөр хурдны дамжуулалтыг хангадаг. Тэд уламжлалт PVD хурдтай амархан өрсөлддөг. Та атомын түвшний нарийвчлалыг алдалгүйгээр асар их хурдыг олж авдаг.

Шийдэл 2: Өндөр хүчин чадалтай багц боловсруулах. Та мянга мянган оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг ачаалж болно. Орчин үеийн том вакуум камерууд нь асар их хэмжээний багцыг өндөр үр ашигтайгаар зохицуулдаг. Энэхүү бөөн арга нь бие даасан мөчлөгийн удаан хугацааг тэнцвэржүүлдэг. Энэ нь нэг хэсгийн гаралтын маш сайн үзүүлэлтүүдийг өгдөг. Энэ нь жижиг хэмжээтэй, их хэмжээний линз үйлдвэрлэхэд төгс тохирно.

Шийдэл 3: Бага температурт ажиллах чадвар. Стандарт дулааны боловсруулалт нь химийн урвалыг явуулахын тулд өндөр дулаан шаарддаг. Плазмын тусламж нь энэ динамикийг бүхэлд нь өөрчилдөг. Плазм нь прекурсорын молекулуудыг маш үр дүнтэй задалдаг. Энэ нь шаардлагатай идэвхжүүлэх энергийг өгдөг. Энэ нь температурт мэдрэмтгий полимер оптик дээр хурдан хуримтлуулах боломжийг олгодог. Та дулааны хатуу төсвийг хэтрүүлэхгүйгээр өндөр чанартай кино бүтээх боломжтой. Полимер линз нь хайлах, эвдрэхээс бүрэн аюулгүй хэвээр байна.

ALD тоног төхөөрөмжийг үнэлэх: Өргөтгөх чадвар, интеграцчилал, прекурсорын менежмент

Байгууламжийн менежерүүд тоног төхөөрөмжийн өргөтгөх чадварыг маш болгоомжтой үнэлэх ёстой. Идэвхтэй үйлдвэрлэлийн шугамыг шинэчлэх үед та интеграцийн чухал бодит байдалтай тулгардаг. Та үйлдвэрийнхээ хамгийн сайн физик төлөвлөлтийг шийдэх ёстой. Зарим байгууламжууд бие даасан том багцын танхимуудыг худалдан авдаг. Эдгээр нэгжүүд нь өндөр эзэлхүүнтэй, нэг бүтээгдэхүүнтэй ажиллахад хамгийн сайн ажилладаг. Эсвэл та жижиг модулиудыг одоо байгаа кластерын системд нэгтгэж болно. Орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь 100 мм-ээс 300 мм-ийн хавтанцар хавтанг хялбархан байрлуулдаг. Энэхүү модульчлагдсан байдал нь ажлын урсгалыг жигд нэгтгэх боломжийг олгодог.

Өргөтгөх нь үйл ажиллагааны үр ашгийн тодорхой эрсдэлүүдийг бий болгодог. Том вакуум камерууд нь ихэвчлэн их хэмжээний прекурсорын хог хаягдлыг үүсгэдэг. Хийн молекулууд хоосон орон зайн эргэн тойронд ямар ч хэрэггүй үсэрч байдаг. Та тоног төхөөрөмж борлуулагчдыг урьдчилсан менежментийн шийдэлд үндэслэн үнэлэх ёстой. Ухаалаг битүү хүрд дахин боловсруулах системийг хайж олох. Эдгээр системүүд нь ашиглагдаагүй химийн бодисыг түрэмгий байдлаар барьж авдаг. Тэд тэдгээрийг ариусгаж, урвалын мөчлөгт буцааж өгдөг. Автоматжуулсан харьцах систем нь химийн хог хаягдлыг бууруулдаг. Тэд субстратыг хурдан хөдөлгөж, үйлдвэрийн аюулгүй байдлыг сайжруулдаг.

Бид жагсаалтын хатуу логикийг дагаж мөрдөхийг зөвлөж байна. Шийдвэр гаргагчдаас эхлээд дээжийн бүрэх хүсэлт гаргахыг хүс. Зөвхөн хавтгай хавтан дээр найдах хэрэггүй. Эдгээр дээжийг өөрийн нарийн төвөгтэй геометр дээр туршиж үзээрэй. Худалдагчдыг өндөр муруй линзээр хангах. Тэдэнд өндөр харьцаатай сараалжаа илгээгээрэй. Та алхамын хамрах хүрээ, жигд байдлыг сайтар шалгах ёстой. Микроскопийн хөндлөн огтлолын шинжилгээ нь жинхэнэ бүрхүүлийн чанарыг харуулах болно.

Дүгнэлт

Орон зайн болон плазмын сайжруулсан ALD-ийн хурдацтай хувьсал нь оптикийн салбарыг бүрмөсөн өөрчилдөг. Энэ нь сүүлийн арван жилийн хугацаанд бүрэн өөрчлөгдсөн. Энэ нь удаан R&D тансаг хэрэглээнээс их хэмжээний үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд шилжсэн. Орчин үеийн үйлдвэрлэл нь ийм нарийн түвшний хяналт, өргөтгөх чадварыг шаарддаг. Уламжлалт аргууд нь нарийн төвөгтэй 3D шаардлагуудыг дагаж чадахгүй.

Байгууллагадаа хэрэгжүүлэх өндөр үр дүнтэй дараагийн алхмуудыг авч үзье.

• PVD захын нөлөөлөлтэй холбоотой одоогийн үйлдвэрлэлийн гарцын алдагдлыг хянана уу.

• Одоо байгаа бүрэх үйл явц дахь тодорхой үе шат дамжлагын алдааг олж тогтоо.

• Зориулалтын нотлох баримтыг ажиллуулахын тулд тусгай тоног төхөөрөмж борлуулагчдыг татан оролцуул.

• Дээжийн 3D геометрийг ашиглан дулааны болон нэвтрүүлэх чадварын нарийн хязгаарлалтыг баталгаажуулна уу.

Эдгээр санаатай алхмуудыг хийснээр та хамгийн үр дүнтэй хуримтлуулах стратегийг хэрэгжүүлэх боломжтой болно.

Түгээмэл асуултууд

Асуулт: ALD-ийн хуримтлалын хурдыг оптик бүрхүүлийн PVD-тэй харьцуулбал ямар вэ?

Хариулт: Уламжлалт дулааны ALD нь маш удаан бөгөөд нэг мөчлөгт ойролцоогоор 0.1 нм хуримтлуулдаг. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн орон зайн ALD (sALD) болон том багц боловсруулалт нь энэхүү нэвтрүүлэх чадварын зөрүүг үр дүнтэй хаасан. Эдгээр хурдацтай шинэчлэлүүд нь процессыг PVD хурдтай өрсөлдөхүйц их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд ашигтай болгодог.

А: ALD-ийг температурт мэдрэмтгий оптик полимер дээр ашиглаж болох уу?

Х: Тийм ээ. Плазмын тусламжтай ALD (PEALD) нь эрс бага температурт өндөр чанартай хальсыг буулгах боломжийг олгодог. Энэ нь орчны өндөр дулааныг шаардахгүйгээр прекурсоруудыг үр дүнтэй задалдаг. Энэхүү дэвшилтэт арга нь хэврэг полимерийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахын зэрэгцээ уламжлалт дулааны процессын бүрэх чанарт бүрэн нийцдэг.

Асуулт: ALD-ийн хамгийн дээд харьцаа хэд байх вэ?

Хариулт: Энэ процесс нь эрс тэс газарзүйн хувьд жигд бүрэх боломжтой. Энэ нь 30:1 ба түүнээс дээш харьцааг найдвартай хамарна. Энэхүү өвөрмөц конформын чадвар нь түүнийг гүн траншейны оптик сараалж, сүвэрхэг материал, өндөр муруй бяцхан линзийг бүрэх хамгийн тохиромжтой сонголт болгодог.