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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜,具体涉及一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法及装置。
技术介绍
1、随着先进薄膜技术的快速发展,用于发光、发电等用途的新型材料被广泛研究。无论是无机半导体、有机半导体还是有机-无机杂化钙钛矿等半导体材料,其成膜质量的优劣都可以使用原位紫外-可见-红外光吸收来衡量。目前,各种真空薄膜沉积方法对不同材料体系进行制备薄膜时,无法确定薄膜质量达到最佳时的制备条件,为了获得高质量的薄膜,薄膜在真空沉积过程中的原位紫外-可见-红外光吸收光谱或紫外-可见-红外光吸光值监测十分必要。
2、现有的真空沉积薄膜技术中对于薄膜沉积过程中的监控方法仅包含简单的沉积速率监控,基片膜厚监控无法探究在真空沉积过程中沉积薄膜所用的原料中各组分含量和比例,以及成品薄膜中各组分含量和比例,进一步反映成膜质量,不能满足对薄膜的成膜质量原位监控的要求,导致在探究真空沉积具有优异光学性质的薄膜过程中效率低下,测量准确度低且重复性差。现有的紫外-可见-红外光吸收光谱或紫外-可见-红外光吸光值测试也仅在终态薄膜进行测试,未能实现在薄膜沉积制备过程中的原位探测。
3、基于这一技术背景,本专利技术提出一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法及装置。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本专利技术提出一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法及装置,该方法通过在真空沉积薄膜过程中实时监测在基片上沉积的薄膜的吸收光谱,可以实现薄膜成膜质量的实时监测,面向薄膜制备的整个过程,有助于得
2、为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,所述的方法包括以下步骤:
3、在真空沉积薄膜过程中,实时监测在基片上沉积的薄膜的吸收光谱;
4、基于所述吸收光谱监控所述薄膜的成膜质量,确定最佳的沉积条件。
5、本专利技术第二方面提供一种上述的方法采用的装置,包括:入射光产生单元、透射光或反射光收集处理单元,数据处理监控单元;
6、所述入射光产生单元用于将入射光入射到薄膜表面;
7、透射光或反射光收集处理单元用于汇聚并收集处理薄膜表面产生的透射光或反射光信号得到薄膜沉积吸收光谱信号;
8、数据处理监控单元用于基于所述薄膜沉积吸收光谱监控所述薄膜的成膜质量,确定最佳的沉积条件。
9、本专利技术的技术效果包括:
10、(1)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,通过在真空沉积薄膜过程中实时监测在基片上沉积的薄膜的吸收光谱,可以实现薄膜成膜质量的实时监测,面向薄膜制备的整个过程,有助于得到基于真空沉积技术制备薄膜的最佳成膜条件,作为衡量薄膜性能的重要参数,从而全面指导薄膜制备。
11、(2)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,通过监测在真空沉积薄膜过程中沉积薄膜所用的原料中各组分含量和比例,以及成品薄膜中各组分含量和比例,实现了薄膜成膜质量的实时和精确监测,解决了现有的紫外-可见-红外光吸收光谱或紫外-可见-红外光吸光值测试也仅在终态薄膜进行测试,未能实现在薄膜沉积制备过程中的原位探测的技术问题。
12、(3)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,通过在数据处理过程中扣除光谱仪的暗噪声,以及测试光路的背景信号,避免了光谱仪本身和测试光路对监测效果的影响。
13、(4)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,其中入射光的光路可以为透射光路或反射光路,拓宽了基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法的应用范围,适用于现有真空沉积薄膜技术所要求的应用场景。
14、(5)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,通过在真空沉积薄膜过程中实时监测在基片上沉积的薄膜的吸收光谱,可以精确掌控薄膜在真空沉积过程中发生的物理化学变化,从而反应真空沉积薄膜过程中薄膜成膜质量的变化,有助于我们进一步理解相关过程中薄膜变化的影响机制。
15、(6)本专利技术提出的基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的装置,可以灵活地将入射光的光路设置为透射光路和反射光路,同时将镀膜装置设置于于基片的下方,不仅拓宽了基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的装置的应用范围,还提升了薄膜监测效果。
16、本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述真空沉积薄膜过程为自基片(4)送入镀膜装置(3)开始至基片(4)离开镀膜装置(3)时的过程;
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述真空沉积薄膜过程包括基片(4)的预处理过程、和/或薄膜材料的预处理过程、和/或薄膜材料的沉积过程、和/或成品薄膜的后处理过程。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述宽光谱光的波长范围为10nm-1000μm,且涵盖沉积薄膜所用的原料中各组分和/或各组分生成物的吸收范围;
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述入射光的光路为透射光路或反射光路;
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的方法采用的装置,其特征在于,包括:入射光产生单元(A0)、透射光或反射光收集处理单元(A1),数据处理监控单元(6);
8.根据权利要求7所述的装置,其
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述数据处理监控单元(6)为计算机、单片机、DSP和FPGA中的任意一种;
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述基片(4)为透明的或所述基片(4)的顶部镀全反射层;
...【技术特征摘要】
1.一种基于吸收光谱监控真空沉积薄膜质量的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述真空沉积薄膜过程为自基片(4)送入镀膜装置(3)开始至基片(4)离开镀膜装置(3)时的过程;
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述真空沉积薄膜过程包括基片(4)的预处理过程、和/或薄膜材料的预处理过程、和/或薄膜材料的沉积过程、和/或成品薄膜的后处理过程。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述宽光谱光的波长范围为10nm-1000μm,且涵盖沉积薄膜所用的原料...
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