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learzheng新蟲 (初入文壇)
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[交流]
HiPIMS反應(yīng)濺射制備SiO2-Ta2O5光學(xué)干涉膜
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新鉑科技,聚焦高能等離子體表面工程硬件和工藝。 引言 — 在Si靶和Ta靶氧反應(yīng)濺射時(shí),用合適的HiPIMS脈沖參數(shù)可以抑制進(jìn)氣遲滯回線,在沒有氣體控制器下也能保證工藝穩(wěn)定性。 點(diǎn)睛 — 通過HiPIMS反應(yīng)濺射制備SiO2-Ta2O5光學(xué)干涉膜,并和RFMS制備膜層進(jìn)行比較,HiPIMS制備的堆垛層,膜層更加致密,SiO2和Ta2O5界面更加清晰,折射率更高。 內(nèi)容 — 濺射Si靶參數(shù)為:HiPIMS頻率為1Khz,脈寬為40us,Ar=45sccm,O2=0-4sccm進(jìn)氣量,測試增加氣體和減少氣體曲線如圖1(a)和(b);濺射Ta靶參數(shù)為:HiPIMS頻率為50hz,脈寬為200us,Ar=45sccm,O2=0-50sccm進(jìn)氣量,測試增加氣體和減少氣體曲線如圖1(c)和(d)所示; 圖片 圖1,a)和b)為Si靶連接HiPIMS時(shí)電流電壓及功率與氧含量曲線, c)和d)為Ta靶HiPIMS時(shí)電流電壓及功率與氧含量曲線 從圖中可以看出,隨著氧含量增加或者降低,Si靶和Ta靶都不存在遲滯現(xiàn)象。HiPIMS制備SiO2和Ta2O5的氧含量窗口很寬。 圖2,a)為RF濺射制備的11層堆垛層,相比較b)HiPIMS制備的堆垛層,膜層更加致密,SiO2(白亮層)和Ta2O5(黑暗層)界面更加清晰。 圖片圖片 圖2, a)和b)分別表示RFMS和HiPIMS制備的SiO2和Ta2O5的濾鏡截面SEM圖 分別比較RFMS和HiPIMS制備光學(xué)層的折射率,如圖3所示,在波長550nm處,HiPIMS制備五氧化二鉭達(dá)到2.2,而RFMS制備涂層折射率為2.16,其0.04的顯著增加主要來自于HiPIMS濺射過程中離子轟擊增強(qiáng)導(dǎo)致非晶態(tài)膜層致密度提高。 圖片 圖3、RFMS和HiPIMS制備的SiO2和Ta2O5的折射率n 結(jié)論 — 用HiPIMS制備SiO2和Ta2O5,其工藝窗口寬,單層膜的折射率要明顯高于RFMS制備涂層。同時(shí)7層和11層堆垛的濾光層,其膜基結(jié)合力更高,膜層應(yīng)力更低。 參考文獻(xiàn) — 1.Hala et al,Reactive HiPIMS deposition of SiO2//Ta2O5optical interference filters,J. Appl. Phys. 116, 213302 (2014) |

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