[发明专利]一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属镀膜的方法，尤其涉及一种限制金属分子飞行方向，用于在大面积基底材料表面实现连续垂直热蒸发金属镀膜方法。该方法针对基底材料表面浮雕结构的金属镀膜应用，可以解决在浮雕结构顶层与底层金属镀膜互连的问题。

背景技术

金属线栅偏振技术利用表面双层金属线栅结构实现对入射光的偏振分量过滤作用。双层金属线栅的制作方法是：首先在基底材料表面通过微纳米加工方法形成线栅形式的浮雕结构，线栅的宽度在微米或小于微米量级的尺度，然后通过金属镀膜在浮雕结构的上表面和开口底部形成双金属层。但目前的热蒸发金属镀膜方法。如图1所示，是在一个点蒸发源101，通过加热使金属熔化蒸发，金属分子在热动能驱动下飞向蒸发源上方的样品架102，在样品103表面沉积形成薄膜。由点蒸发源101蒸发形成的金属分子104呈发散状飞向上方的样品103表面(如图1所示)，对于蒸发源垂直上方的小面积样品，沉积薄膜厚度的均匀性和方向性较好。但对于大面积样品，离开蒸发源垂直上方中心区域的样品表面，金属薄膜的厚度均匀性与沉积垂直性变差。实际形成的表面双层金属线栅将如图2所示。由于金属分子的非垂直沉积，在基材表面浮雕结构201的侧壁形成金属薄膜沉积202，导致浮雕结构的上表面与开口底部的金属薄膜互相连接，使金属线栅的偏振功能失效。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，避免金属线栅在进行金属镀膜时发生浮雕结构上表面与开口底部金属薄膜互相连接，影响入射光偏振分量的过滤，提出了一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法。

为实现本发明的上述目的，其技术解决方案是：

一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，通过底部热蒸发源将金属膜料蒸镀到热蒸发源上方的样品之上，其特征在于：在热蒸发源与样品输送机构之间设一狭缝型准直装置，将从热蒸发源射出的发散性金属分子过滤，形成垂直朝向样品基材的金属分子流；其中所述准直装置的狭缝深宽比小于样品基材表面浮雕结构的深宽比的一半。

进一步地，前述一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，其中该热蒸发源为一个以上对应于准直装置狭缝的坩埚一字排列形成阵列式结构。且该些坩埚呈几何线性结构，纵向尺寸大于横向尺寸且与被镀膜样品基材的宽幅相匹配，横向尺寸与所述样品基材表面浮雕结构的深宽比及所述准直装置狭缝的深宽比相关联；而该准直装置下端面与热蒸发源的距离D及蒸发源坩埚的横向尺寸w之间满足：其中H为狭缝深度、G为狭缝宽度。

进一步地，前述一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，其中该准直装置的狭缝为由两片带凹槽的平板拼接而成，两片以上的平板顺次拼接形成线性排列的狭缝。

进一步地，前述一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，其中该样品基材的蒸镀表面与所述准直装置上端面间的距离L满足：L≤0.5H，其中H为狭缝深度。

进一步地，前述一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，其中该样品输送机构为由双轴卷绕方式通过所述狭缝型准直装置上方。

进一步地，前述一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法，其中该样品基材表面浮雕结构的深宽比至少大于1。

上述本发明技术方案的运用，与现有技术相比具有的优点是：本发明只允许接近垂直方向飞行的金属分子沉积到基底材料表面，有利于减低或消除基底材料表面浮雕结构的侧壁沉积，避免浮雕结构顶部与底部的金属薄膜互连，增强形成金属线栅偏振技术所需要的双层金属线栅结构。

为使本发明一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法更易于理解其实质性特点及其所具的实用性，下面便结合附图对本发明一较佳的具体实施例作进一步的详细说明。但以下关于实施例的描述及说明对本发明专利申请的保护范围不构成任何限制。

附图说明

图1是现有技术点蒸发源进行金属镀膜的工艺状态示意图；

图2是采用现有技术金属镀膜方法形成的双层金属线栅结构示意图；

图3是本发明连续垂直热蒸发金属镀膜装置的结构示意图；

图4是采用本发明金属镀膜方法形成的双层金属线栅结构示意图；

图5是图3所示各部件相对位置的示意图；

图6是本发明狭缝型准直装置其中的一段的三维结构示意图。

具体实施方式

为避免现有技术制造金属线栅的工艺中，在进行金属镀膜时发生浮雕结构上表面与开口底部金属薄膜互相连接的现象，影响入射光偏振分量的过滤，提出了一种连续垂直热蒸发的金属镀膜方法。