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光子學(xué)和激光領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)Laser Zentrum Hannover（簡(jiǎn)稱LZH）完成了新一代沉積系統(tǒng)（deposition system）「Spatial ALD」的開發(fā)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了比以往更高的沉積速率，現(xiàn)在可以用于均勻地涂覆復(fù)雜形狀的光學(xué)器件。LZH表示，這種能力在汽車照明和VR/AR領(lǐng)域的應(yīng)用中很有吸引力。

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ALD（atomic layer deposition，原子層沉積）技術(shù)可以生產(chǎn)非常薄的高質(zhì)量涂層，目前ALD 工藝主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體工業(yè)中的薄功能層。新的Spatial ALD系統(tǒng)是LZH與芬蘭公司Beneq合作研發(fā)的。Beneq表示，該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的，并且在工業(yè)上有很高的需求。

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Spatial ALD系統(tǒng)在生產(chǎn)用于光學(xué)的超薄涂層系統(tǒng)時(shí)實(shí)現(xiàn)了高沉積速率，并能夠?qū)?fù)雜形狀的表面進(jìn)行均勻涂層。例如，強(qiáng)彎曲和結(jié)構(gòu)化的光學(xué)元件，電子束蒸發(fā)（electron beam evaporation）或離子束濺射（ion beam sputtering）等傳統(tǒng)方法，很難很好地應(yīng)用在這類光學(xué)元件上。而在汽車照明或AR/VR領(lǐng)域，三維形狀的照明元素是必不可少的。

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由于該系統(tǒng)是基于等離子的，它可以在低于100攝氏度的低溫下運(yùn)行，使其特別適用于涂層溫度敏感的聚合物光學(xué)元件，這些光學(xué)元件通常用于顯示器。

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ALD 工藝基于氣體前體（gaseous precursors）和基板表面（substrate surfaces）之間的自限化學(xué)反應(yīng)（self-limiting chemical reactions）。在目前常用的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，工藝反應(yīng)是一個(gè)接一個(gè)地進(jìn)行，整個(gè)反應(yīng)室需要進(jìn)行耗時(shí)的氣體交換。LZH Spatial ALD 系統(tǒng)中的方法有所不同。在這里，工藝循環(huán)在空間上分開進(jìn)行。該系統(tǒng)有四個(gè)獨(dú)立的過程室，由壓力和氮?dú)飧糸_；每一個(gè)過程室都完成ALD反應(yīng)步驟。然后基板旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)腔室。通過這種方式，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了以前只有其他涂層工藝才能實(shí)現(xiàn)的沉積速率。LZH表示，這種方法“使該工藝特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)使光學(xué)鍍膜的高產(chǎn)量成為可能”。

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開發(fā)團(tuán)隊(duì)在今年的Photonics West會(huì)議上展示了他們使用新系統(tǒng)的第一個(gè)研究成果。他們目前還在EUROSTARS合作項(xiàng)目INTEGRA中工作，使用Spatial ALD系統(tǒng)為光學(xué)衍射光柵進(jìn)行涂層。