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薄膜的脉冲激光沉积 (PLD)

使用准分子激光器的 PLD 的主要优势之一是,当工艺经过适当优化后,它能够生产出优秀的化学计量薄膜。它能够使用多种材料做到这一点,这对于功能取决于两种或多种材料的交互层的先进设备更为重要。相比之下,其他几种沉积工艺往往难以实现这一点,特别是在材料包含质量和化学性质截然不同的原子混合物的情况下。

合适的准分子激光器

三个激光参数对于成功的 PLD 非常重要,其中成功是指具有均匀厚度和正确化学计量的高产量高密度薄膜。

首先是高光束均匀性。均匀的光束强度允许在相同的优化通量下烧蚀更大的靶材区域。光束热点或弱点可能会影响这种优化并降低薄膜质量和均匀性。出于同样的原因,PLD 需要具有良好脉冲间稳定性的准分子激光器。最后,PLD 需要具有高脉冲能量和高功率的准分子,以实现生产线中的工艺批量扩展。

Coherent 高意 COMPex 系列准分子是 PLD 应用的优先选择,因为它们满足所有这些要求。这些激光器具有高达 750 mJ 的脉冲能量和超过 30 瓦的功率,提供出色的脉冲稳定性 (0.75% rms),可确保高通量控制。

PLD 的应用场景

高温超导带材

多层高温超导 (HTS) 带材包含 PLD 沉积的稀土氧化钡铜 (REBCO) 超导层,是用于聚变、MRI 和粒子加速器的新一代磁体以及具有低损耗特性的电网组件的关键原料。只有基于准分子激光的 PLD 被证明能够提供适用于实际工业应用的 HTS 薄膜。

射频压电滤波器

基于压电氮化铝 (AlN) 薄膜的射频 (RF) 滤波器广泛用于移动通信基础设施。5G 和新一代 Wi-Fi 标准依赖具有精确掺杂浓度的更薄、更具压电活性的结晶薄膜。PLD 方法可生产出优质的 RF 薄膜,同时,成本比传统溅射沉积工艺更低。它生产出了具有均匀 RF 特性的高度有序的薄膜,为 5G 和 6G 时代做好准备。

类金刚石碳层

耐磨且机械稳定的类金刚石碳 (DLC) 涂层具有极低的摩擦系数,是经济高效地使用高应力工具和组件的关键。准分子激光器可在低温 PLD 工艺中沉积无氢 DLC 层,在与准分子激光退火结合使用时,可确保对多种材料的良好附着力。