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Optisch dünne Schichten mit kontrollierten Eigenschaften durch plasmaunterstütztes Magnetronsputtern

Optical thin films with controlled properties by plasma enhanced magnetron puttering
 
: Werner, O.; Neumann, F.; Neubert, T.; Vergöhl, M.

:

Vakuum in Forschung und Praxis 21 (2009), No.6, pp.10-16
ISSN: 0947-076X
ISSN: 1522-2454
German
Journal Article
Fraunhofer IST ()

Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuer reaktiver Magnetron Sputterprozess untersucht, bei welchem der beschichtende Sputterprozess durch eine zusätzliche Plasmaquelle unterstützt wird. Die verwendete Plasmaquelle zeichnet sich durch eine hohe Ionenstromdichte bei moderater Ionenenergie aus.
Zu Beginn der Arbeiten wurden umfangreiche Untersuchungen zur möglichen Wechselwirkung von Magnetron und Plasmaquelle im Beschichtungsprozess durchgeführt. Dazu gehört auch die Bestimmung von Plasmakenngrößen am Ort des Substrates.
Es konnte gezeigt werden, dass durch die gewählte Anordnung eine stabile, kontrollierbare Prozessführung gewährleistet ist.
Anschließend wurden mit dieser neuentwickelten Quellenanordnung bei reaktiver Prozessführung oxidische Materialien wie Zirkon (ZrO2) und Titandioxid (TiO2) abgeschieden und untersucht. Es wird gezeigt, dass sich durch eine präzise Prozessführung mit Einstellung des Ion-Teilchen-Verhältnisses verschiedene optische und morphologische Schichteigenschaften gezielt beeinflussen lassen.

 

A new reactive magnetron sputter process was investigated in which an additional plasma source was implemented to support the magnetron sputter process. The plasma source is determined by high ion current density and moderate ion energy. At the beginning of the work, extensive investigations of the interaction of the magnetron with the plasma source during the deposition process were performed.
Also, the plasma parameters in the region of the substrate were determined. A stable process which can be controlled very precicely was obtained with the set-up used here.
In the following, different oxide materials such as zirconia (ZrO2) and titania (TiO2) were deposited and investigated. It shows that because of the precise process control, different optical and morphological properties can be directly influenced by tuning the ion-to neutral fraction of the process.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-116124.html