光學薄膜的應用十分廣泛，從精密的光學儀器到光纖通訊、顯示器、數(shù)碼相機，乃至鈔票上的防偽技術，均不乏其身影。一般而言，光學薄膜是指在光學玻璃、光纖、晶體等各種材料的表面上鍍制一層或多層薄膜，并利用薄膜內(nèi)光的干涉效應來改變透射光或反射光的強度、偏振狀態(tài)和相位變化的光學元件;而制備的過程則稱為“光學鍍膜”，且工藝眾多，例如物理氣相沉積法(PVD)、離子束輔助沉積法、溶膠-凝膠法等。不過，隨著光電系統(tǒng)微縮化、基底材料多元化以及各類行業(yè)應用的創(chuàng)新迭代，以PVD為代表的傳統(tǒng)薄膜制備方法在膜層厚度控制、致密性、保形性等方面逐漸顯現(xiàn)其不足，而原子層沉積技術(ALD)無論對于納米結構的微觀層面或任意形態(tài)光學器件的宏觀層面，均可以原子級精度調(diào)整光學材料的特性，成為了當下光學鍍膜解決方案的“香餑餑”。
近日，業(yè)界領先的ALD設備制造商和服務商——思銳智能攜旗下Beneq品牌重磅亮相第23屆中國國際光電博覽會(以下簡稱CIOE2021)，并分享ALD設備的主流產(chǎn)品以及在光學領域的眾多創(chuàng)新解決方案。談及ALD技術在該領域的應用前景時，思銳智能總經(jīng)理聶翔表示：“無論從前端模組到后端器件的光學鍍膜應用，思銳智能以先進的ALD技術提供了一站式的解決方案，能夠滿足客戶從研發(fā)、中試線到工業(yè)化量產(chǎn)的全方位鍍膜需求。”
圖1：SRII旗下品牌BENEQ亮相光博會，展示光學領域的ALD創(chuàng)新應用
圖2：思銳智能總經(jīng)理聶翔在展會現(xiàn)場接受央視媒體采訪
加速“ALD光學鍍膜”擴產(chǎn)步伐，SRII產(chǎn)學研布局促進行業(yè)發(fā)展
眾所周知，穩(wěn)定的光學性能要求高度均勻性的薄膜材料。根據(jù)光學性能的要求，典型光學薄膜的膜層厚度均勻性要求在1%左右。以大直徑球型光學透鏡的鍍膜為例，思銳智能副總經(jīng)理陳祥龍指出：“通過使用Beneq P400A ALD設備在球型透鏡表面鍍膜的測試，在批量生產(chǎn)中，經(jīng)過全方位角度測量，所有鍍膜樣品的薄膜不均勻性僅為1.2%，這在業(yè)界屬于非常領先的一項基準。”與此同時，SRII面向光學領域持續(xù)拓展生態(tài)合作版圖——SRII攜手浙江大學光學與光電子薄膜研究所正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，基于公司P400A系列設備共建聯(lián)合實驗室，用于技術開發(fā)和應用創(chuàng)新，促進產(chǎn)學研合作、助力國內(nèi)半導體和先進光學等相關行業(yè)的高速發(fā)展。
圖3：思銳智能 ALD光學鍍膜解決方案引起業(yè)界人士圍觀
實際上，Beneq P系列設備是專為工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)設計的原子層沉積系統(tǒng)，包括P400A、P800以及最新的P1500等多個型號，均搭載高容量反應器，克服了同類ALD設備的沉積速率慢、不兼容大尺寸產(chǎn)品、難以大規(guī)模生產(chǎn)等局限，是從研發(fā)階段到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的理想工具，可用于光學鍍膜、半導體設備零部件鍍膜、以及OLED和電子器件的防潮鍍膜等當下前沿的應用市場。此外，P系列設備還支持定制反應腔的配置選項，適用于各種基底;而且反應腔易于更換，從而最大限度減少了因維護造成的停機時間。
圖4：SRII展示旗下Beneq品牌P800 ALD設備模型
除了P系列工業(yè)量產(chǎn)型ALD設備，新一代空間ALD設備同樣獲得了業(yè)界人士的廣泛關注。據(jù)悉，Beneq C2R設備屬于“第一個吃螃蟹者”，首次將旋轉(zhuǎn)等離子體增強型ALD(PEALD)工藝應用于大批量生產(chǎn)并獲得成功，是超快速提升產(chǎn)能的ALD鍍膜解決方案。由于Beneq C2R設備采用了旋轉(zhuǎn)PEALD工藝，其沉積的薄膜厚度可達到每小時幾微米。因此，在選擇高沉積速率、低成本、低工藝溫度及最佳薄膜質(zhì)量的ALD設備時，Beneq C2R是理想之選。
拓展ALD創(chuàng)新邊界，Transform系列接棒激光雷達等微納光學系統(tǒng)鍍膜應用
為了應對光電系統(tǒng)微縮化以及結構復雜化的發(fā)展趨勢，ALD鍍膜技術也在持續(xù)改進與優(yōu)化，從而適應市場要求。以當下熱門的激光雷達(Lidar)為例，盡管Lidar系統(tǒng)有不同類型的結構，但是關鍵的組成部件如激光器和二極管、光學元件、基于固態(tài)Lidar的波控、光電探測器以及信號處理單元等在其制備過程中都不可避免地需要ALD鍍膜工藝。
圖5：Lidar系統(tǒng)的VCSEL器件需要復雜的鍍膜工藝以實現(xiàn)功能完整性
對此，陳祥龍表示：“先進的ALD鍍膜技術能夠最大程度地提高器件的光電性能和可靠性指標。Beneq Transform系列十分適用于Lidar等微納級別的光電系統(tǒng)，其優(yōu)異的ALD鍍膜工藝在微觀層面上仍可維持超高保形性、薄膜致密性、膜厚精確控制等眾多優(yōu)點。我們致力于把ALD技術推向一個新高度，打破對ALD生長速度慢的固定思維，通過開發(fā)P系列、C2R系列、Transform系列以及即將推出的GENESIS系列等豐富的產(chǎn)品線，進一步推動ALD技術進入更多產(chǎn)業(yè)化的應用場景!”
