3-1 真空鍍膜機
薄膜蒸發為發展最早，應用最廣的一種技術，其原理為利用升高 薄膜材料之溫度使之熔解然後氣化（或直接由固體昇華為氣體），氣 態薄膜材料之原子或分子同時因具有加溫後之動能而飛向基板沉積 而成為固體薄膜。
本研究採用之鍍膜機(型號：DMC-1100-EB)為大永真空技術股份 有限公司製造，如圖 3-1，結構分為真空系統、電子槍蒸鍍系統、監 控系統等三大系統，茲簡述如下：
圖3-1 真空鍍膜機
1.真空系統
本實驗架設之真空系統，如圖 3-2，採用機械幫浦配合魯氏幫浦
的輔助做粗抽，當真空度抽至 8×10-48Pa左右，轉換成冷凝幫浦做高 真空的抽取。當真空度抽到8×10-4Pa才開始進行實驗。當真空度介於 1.33×102~1.33×10-1Pa範圍以熱導式真空計監控真空度，在 1~1×10-6Pa 範圍內則以Ion Gauge真空計監控之。
圖3-2 真空系統
2.電子槍蒸鍍系統
光學薄膜的製造是以真空蒸鍍方式製作，大體可分為三種方式：
熱電阻式、電子槍式和濺射方式。最普通的方式為熱電阻式，是將蒸 鍍材料在真空蒸鍍機內置於電阻絲或盛片上，在高真空的情況下，加 熱使材料成為蒸氣，直接鍍於鏡片上。由於有許多高熔點的材料，使 用此種方式不易使之熔化、蒸鍍，而以電子槍改進此缺點即所謂電子 束蒸鍍法（Electron Bean Evaporation，簡稱 EBE），如圖 3-3 所示。
圖 3-3 為一電子槍運作機制示意圖，通常系統是處於不鏽鋼或玻璃所
成的載缽（boat）或坩堝中，藉由加熱的方式使蒸鍍材料熔化並且蒸
主，但因薄膜材料之原子或分子變成氣態飛向基板時的動能不大，以 致原子或分子間會互相堆積遮擋，形成柱狀細微結構，此結構中間多 孔係，表面粗糙，容易吸收水氣，對基板附著力差，膜層易剝落，且 製程中因鍍膜真空度低，容易使薄膜受來自於擴散幫浦﹙Diffusion Pump﹚的油氣、真空腔壁放出的雜氣、盛填蒸鍍材料器皿等污染，
率，並使用法拉第電流感測器測量電流密度。石英震盪膜厚計是利用 石英共振頻率 f 與其質量成反比的原理，來測定其膜厚，也就是當石 英震盪片鍍上膜厚△ 後，其振盪頻率減少d △ ，因此可由f △ 反求出f
d
△ 值。
圖3-4 石英震盪膜厚計
3-2 紫外/可見光光譜儀（UV-VIS Spectrophotometer）
光譜儀在光學薄膜的應用上，主要是用於量測在不同波
長入射光的照射下，薄膜的穿透率、反射率及散色率的變
化。且經由對穿透率光譜的量測，可進而計算出薄膜的折射
率、消光係數、及厚度等光學常數。
第四章 應力比較與分析
Materials Chemistry and Physics 49 (1997) 156-159
蒸鍍沉積 室溫 50-100 0.62 張應力
同上 同上 同上 室溫 100-150 0.46 張應力
同上 同上 同上 室溫 150-200 0.37 張應力
Giedrius Laukaitis, Seppo Lindroos, Sigitas
Tamulevicius, Markku Leskela
Applied Surface Science 185(2001) 134-139
Successive ionic layer layer adsorption and reaction (SILAR)
Lindroos, S.
Tamulevicˇius , M. Leskela¨, M.
Racˇkaitis
Materials Science and Engineering A288 (2000) 223–230
Successive ionic layer layer adsorption and reaction
室溫 (100)GaAs 33 0.45 張應力
(SILAR)
Ruffner, Marc D. Himel, Victor Mizrahi, George l. Stegeman, and Ursula J. Gibson
APPLIED OPTICS, Vol. 28, No.
24 5209-5214
ion assisted deposition (IAD) 正號為張應力，反之為壓應力。由Giedrius Laukaitis等人在Applied Surface Science 期刊[17]所發表的數據，如圖4-1所示，其應力變化有 隨膜厚而減少的趨勢。由Judith A. Ruffner等人在Applied Optics期刊 [18]所發表的數據如圖4-2所示，硫化鋅薄膜應力類型由張應力轉為壓 應力，基板溫度大約在-50℃為張應力轉壓應力的轉換點，低於-50℃
為張應力，反之為壓應力。
圖 4-1 硫化鋅薄膜應力與膜厚的關係
圖 4-2 硫化鋅薄膜應力與基板溫度的關係