光学薄膜的应用十分广泛，从精密的光学仪器到光纤通讯、显示器、数码相机，乃至钞票上的防伪技术，均不乏其身影。一般而言，光学薄膜是指在光学玻璃、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜，并利用薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件；而制备的过程则称为“光学镀膜”，且工艺众多，例如物理气相沉积法（PVD）、离子束辅助沉积法、溶胶-凝胶法等。不过，随着光电系统微缩化、基底材料多元化以及各类行业应用的创新迭代，以PVD为代表的传统薄膜制备方法在膜层厚度控制、致密性、保形性等方面逐渐显现其不足，而原子层沉积技术（ALD）无论对于纳米结构的微观层面或任意形态光学器件的宏观层面，均可以原子级精度调整光学材料的特性，成为了当下光学镀膜解决方案的“香饽饽”。
据麦姆斯咨询报道，近日，业界领先的ALD设备制造商和服务商——思锐智能携旗下Beneq品牌重磅亮相第23届中国国际光电博览会（以下简称CIOE 2021），并分享ALD设备的主流产品以及在光学领域的众多创新解决方案。谈及ALD技术在该领域的应用前景时，思锐智能总经理聂翔表示：“无论从前端模组到后端器件的光学镀膜应用，思锐智能以先进的ALD技术提供了一站式的解决方案，能够满足客户从研发、中试线到工业化量产的全方位镀膜需求。”
图1：SRII旗下品牌BENEQ亮相光博会，展示光学领域的ALD创新应用
图2：思锐智能总经理聂翔在展会现场接受央视媒体采访
加速“ALD光学镀膜”扩产步伐，SRII产学研布局促进行业发展
众所周知，稳定的光学性能要求高度均匀性的薄膜材料。根据光学性能的要求，典型光学薄膜的膜层厚度均匀性要求在1%左右。以大直径球型光学透镜的镀膜为例，思锐智能副总经理陈祥龙指出：“通过使用Beneq P400A ALD设备在球型透镜表面镀膜的测试，在批量生产中，经过全方位角度测量，所有镀膜样品的薄膜不均匀性仅为1.2%，这在业界属于非常领先的一项基准。”与此同时，SRII面向光学领域持续拓展生态合作版图——SRII携手浙江大学光学与光电子薄膜研究所正式签订战略合作协议，基于公司P400A系列设备共建联合实验室，用于技术开发和应用创新，促进产学研合作、助力国内半导体和先进光学等相关行业的高速发展。
图3：思锐智能 ALD光学镀膜解决方案引起业界人士围观
实际上，Beneq P系列设备是专为工业规模生产设计的原子层沉积系统，包括P400A、P800以及最新的P1500等多个型号，均搭载高容量反应器，克服了同类ALD设备的沉积速率慢、不兼容大尺寸产品、难以大规模生产等局限，是从研发阶段到大规模工业化生产的理想工具，可用于光学镀膜、半导体设备零部件镀膜、以及OLED和电子器件的防潮镀膜等当下前沿的应用市场。此外，P系列设备还支持定制反应腔的配置选项，适用于各种基底；而且反应腔易于更换，从而最大限度减少了因维护造成的停机时间。
图4：SRII展示旗下Beneq品牌P800 ALD设备模型
除了P系列工业量产型ALD设备，新一代空间ALD设备同样获得了业界人士的广泛关注。据悉，Beneq C2R设备属于“第一个吃螃蟹者”，首次将旋转等离子体增强型ALD（PEALD）工艺应用于大批量生产并获得成功，是超快速提升产能的ALD镀膜解决方案。由于Beneq C2R设备采用了旋转PEALD工艺，其沉积的薄膜厚度可达到每小时几微米。因此，在选择高沉积速率、低成本、低工艺温度及最佳薄膜质量的ALD设备时，Beneq C2R是理想之选。
拓展ALD创新边界，Transform系列接棒微纳光学器件镀膜应用
为了应对光电系统微缩化以及结构复杂化的发展趋势，ALD镀膜技术也在持续改进与优化，从而适应市场要求。以当下热门的激光雷达（LiDAR）为例，尽管LiDAR系统有不同类型的结构，但是关键的组成器件如激光器和二极管、光学元件、基于固态LiDAR的波控、光电探测器以及信号处理单元等在其制备过程中都不可避免地需要ALD镀膜工艺。
图5：LiDAR系统的VCSEL器件需要复杂的镀膜工艺以实现功能完整性
对此，陈祥龙表示：“先进的ALD镀膜技术能够最大程度地提高器件的光电性能和可靠性指标。Beneq Transform系列十分适用于LiDAR等微纳级别的光电系统，其优异的ALD镀膜工艺在微观层面上仍可维持超高保形性、薄膜致密性、膜厚精确控制等众多优点。我们致力于把ALD技术推向一个新高度，打破对ALD生长速度慢的固定思维，通过开发P系列、C2R系列、Transform系列以及即将推出的GENESIS系列等丰富的产品线，进一步推动ALD技术进入更多产业化的应用场景！”
延伸阅读：
《传感应用的VCSEL技术及市场-2021版》
