光学薄膜沉积发展历史-热蒸发技术(Thermal Evaporation)
发展历史:
(Reference and Courtesy: Society of Vacuum Coaters)
在发展历史的描述中,蓝色字体用于相关于热蒸发光学镀膜技术,棕色字体为溅镀镀膜技术,因为亿达薄膜公司采用热蒸发技术,溅镀方法不是我们的重点,我们只列出部分重要的溅镀镀膜发展进程。至于化学气相沉积法,我们只列出初期而且和整体镀膜技术发展有关的进程。
在现代镀膜中,真空技术有非常重要的地位,也是关键技术,所以用绿色字体区分。
1817, Fraunhofe (德国)将玻璃放入酸性溶液中做实验,偶然的机会中,他发现玻璃表面会生成一层薄膜,这层薄膜可以减少玻璃的反射光(也就是抗反射Anti-Reflection, AR)。
1835, 开始有人使用类似的化学方法,产制银层的金属反射镜,是光学镀膜行业的滥觞。
1839,宾夕法尼亚大学教授Hare是第一个研究电力应用的学者,他展示了水银阴极的电解方法,电弧电焊,电极熔接等方法,这些方法在数十年后,都成为重要的工业工程技术。
1850, 德国Leybold 公司成立.
1852, W.R. Grove 是第一个研究溅射现象的人,后来这个技术发展成为所谓的"溅镀镀膜。Grove 使用一个金属线的尾端靠近抛光过的银金属表面,形成一个电路的电极,通电后,镀出一个环状的金属膜层。
1858,Julius Plucker 注意到在放电管中会生成铂金属膜层,这个铂膜层是一个很漂亮的金属镜。
1885, 德国 Schott 公司,开设第一个光学玻璃工厂。
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Grove's sputtering apparatus
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1877, Wright 发展出溅镀镀膜技术,生产金属反射镜。(DC Sputtering Deposition)
1887, Nahrwold 和 Kundt deposited 在真空环境中,利用热升华产生铂金属薄膜。他们也是首次研究真空环境与镀膜关系的人。不过直到1930年,真空技术还不成熟,真空环境很难创造并应用在镀膜生产上。
1892,英国人H.D. Toylor (他也发明像散矫正镜片)发现,如果将天文望远镜的物镜直接燃烧并且风干,镜头的表面会产生紫色的颜色,并且可以穿透更多的光线。这是使用热蒸发方式产生光学薄膜的开端。
1894, Edison 申请弧光放电热蒸发沉积技术 "electro vacuous deposition"的专利。
1897, Wiener 发展出利用干涉原理来量测薄膜厚度的技术。
1898, Thompson 发现原子中的电子。
1905, Kaufman 和& Gaede 使用电子马达驱动真空帮浦。
von Bolton 记录了在真空中以可消耗电弧熔接技术焊接钽的方法。
1906, de Forest 发明了三极真空管。
1907, von Pirani 申请了在真空中用阴极管对耐火物质熔融的技术。
1910, 工业上已普遍使用回旋式的机械帮浦。
1913, Langmuir和 Knudsen开始研究饱和蒸汽压的相关问题。Langmuir也开始研究扩散帮浦。.
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1917, 用溅镀方法对玻璃管柱镀电阻性物质。
1920, Guntherschulzer提出溅镀方法的学理理论基础。
Langmuir 发明所谓的Langmuir朗穆尔探针,可用来探测电浆中状态。
1924, Stokes 发明回旋活塞式真空帮浦。
1926, Burch 在扩散帮浦中研究油的功效。 |
Rotary Pump
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1928, Ritschl 使用细丝状的钯材和热蒸发方式来产制薄膜。
1930, Pfund 开始研究红外线滤光片与奈米材料的气相蒸发技术。
1933, Strong 使用细丝状的铝钯材和热蒸发沉积方法,产制薄膜。
O’Brian & Skinner 使用间接性的电子束蒸发方法,取代传统的热蒸发方式。Heitman和Berraz研究活性气体的电浆反应。
1934, Lurz & Whiley 发展出绕卷式的溅镀镀膜方式,将金镀在半透明的玻璃纸上 。
Bauer & Strong 发展出玻璃镀膜中的电浆清洁制程。
1935, Strong 在100吋的帕洛玛天文望远镜上镀铝镜面。
1936, A.Smakula (蔡斯公司)成功使用低折射率钯材(氟化物)利用蒸发方式在真空腔体内,镀制一层AR抗反射层。这是首次正式的商业化真空镀膜。
1937, Berghaus 对离子轰击技术的蒸发方式申请专利。Malter发明扩散帮浦使用金属性油。
1938,油扩散帮浦使用液态空气阱。
Stokes真空冷冻干燥技术。
1939, Cartwright 和Turner制做双层薄膜的AR镀膜。
1940, M. Ruhle首次使用电子枪蒸发镀膜,来产制薄膜。
1942, Geffcken 制做三层薄膜的AR镀膜。 |
Morden Mass Spectometer leak detector
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1943, 发明真空气体测漏仪。
1945, Banning 制做多层薄膜的光学滤光片
1946, Friedman 和 Birks 发明X射线的薄膜量测厚度技术。
Vacuum Electronic Equipment Company (VEECO) 成立。
Balzers 公司成立。
1947, Strong 制做200吋的帕洛玛文望远镜反射镜。
1948,美国OCLI, Optical Coating Laboratory Inc.,成立。
Dufour 发明利用光穿透率监控薄膜厚度的技术。
Harris 和 Siegel 发明闪燃蒸发技术。
Lander 和 Germer 发明现代工业化的CVD制程技术,开启CVD新的制程时代。
ECR plasmas 电子回旋共振式离子反应电浆发现。
1950's 电子枪蒸镀成为热蒸镀领域的主流方式。
1951, 对塑料基板的金属装饰性镀膜研究开始。
电子枪的电子源施加磁控方式发明。
1953, Auwarter和Brinsmaid申请反应式蒸镀沉积光学薄膜的专利。
美国真空学会American Vacuum Society [AVS] 成立。
1954, Pierce式(长焦距)电子枪发明
1955, Schröder 对红外线穿透镜申请美国专利。
Wehner建议使用射频溅镀镀介电质材质的薄膜
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John R. Pierce
( Adapted "Vintage Electrics" Volume #3 issue #1 - 1991) |
1958, NASA 成立。
Pfeiffer 涡轮分子帮浦发明。
1960's, NASA 发明真空离子源推进技术。
1960,石英震荡技术运用在光学薄膜监控。
1962,电弧蒸发技术应用在碳及金属钯材。
Leybold 美国公司成立。
1963, Mattox申请离子电镀制程专利(原始应用于金属硬化及装饰镀膜)
1965, Bias sputter偏压溅镀发明。Pulse Laser脉冲雷射镀膜发明(PLD)。
1966, Vacuum Metallurgical Co. (ULVAC)成立
Physical Vapor Deposition,PVD和 Chemical Vapor Deposition,CVD名词被正式使用Powell, Oxley & Blockerr撰写的在气相沉积技术(Vapor Deposition)一书中
1967, 三极溅镀技术发明。
1968, Hanks 申请270度电子枪蒸发技术专利。
1969, 在半球面内部使用磁控溅镀技术。
1970's 各种真空薄膜沉积技术大量的进入工业化生产阶段。 |
270° E-Beam
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1970, 中空阴极管(Hollow cathode)电子源蒸发技术。
发展出中和器,使用高强度能量的中和器,中和阴极管中的离子。
OCLI 发展出高镀率的多层膜镀膜机。
相机制造商开始采用多层膜镀膜的抗反射镜头并展示在当年的德国 photokina-world展示会中。
日本开始发展中空阴极管电子枪蒸镀镀膜机。
1971, 镀膜机中通大量气体并采用离子轰击技术的镀膜方式发明。
Snaper和 sablev发明阴极电弧蒸镀技术。
1972, 溅镀沉积技术开始在真空腔体中使用离子鎗。
Tagaki发明离子束沉积技术。
1974, Bland和Kominiak研究离子轰击镀膜的膜层应力问题。Chapin申请平面磁控溅镀专利。
1975, Penfold和Thornton申请后阴极磁控溅镀专利。。
Murayama发明反应式离子镀膜技术。
Schiller 发明改良式离子镀膜技术。
1976, Weissmantell发明离子鎗同步轰击沉积技术
1980年代初期,物理气相镀制手工具硬化膜,改良表面硬度。
1980,工件上的装饰性镀膜及功能性镀膜。
1981, 发展离子溅镀技术应用在装饰性镀膜上。
1982, ULVAC发展低微粒表面质量的气体蒸发技术。
1983, Phillips 和 Sony 共同推出光盘(compac disk)产品 |
的装饰性镀膜
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1984, 通用电力[GE]申请真空聚合物材质的多层膜镀膜技术。
1986, Windows和Sawides发明非平衡磁控溅镀。
1987, Kaufman和Robinson发明End-Hall gridless离子源。
应用材料公司推出IC制造的群组化工具技术。
下一个章节,将讨论更深入气相沉积镀膜技术。
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