Влияние электропитания магнетронной распылительной системы на свойства осаждаемых пленок TiO₂

Рассмотрены преимущества получения прецизионных оптических покрытий методом магнетронного распыления с электропитанием газового разряда в среднечастотном диапазоне изменения токов. Обоснована важность выбора оптимальных характеристик и режимов работы источников электропитания магнетронной распылительной системы (МРС) для получения оптических покрытий высокого качества. На разработанной технологической установке магнетронного распыления, включающей многорежимную систему электропитания МРС, получены образцы с тонкими пленками TiO₂ при различных частотах повторения импульсов тока f_маг, подаваемых на МРС, и идентичных других условиях напыления. Образцы исследовали методами лазерной эллипсометрии, атомно-силовой микроскопии, рентгеновской дифракции и рентгеновской рефлектометрии. Показано влияние f_маг на функциональные свойства пленок TiO₂: показатель преломления, плотность, шероховатость.

магнетронное распыление, магнетронная распылительная система, оптические покрытия, нанокомпозитные покрытия, источники питания, эллипсометрия, атомно-силовая микроскопия, рентгеновская дифрактометрия, рентгеновская рефлектометрия, magnetron sputtering, magnetron sputtering systems, optical coatings, nanocomposite coatings, power supply, ellipsometry, atomic force microscopy, x-ray diffractometry, x-ray reflectometry

1. Кузьмичев А. И. Магнетронные распылительные системы. Кн. 1. Введение в физику и технику магнетронного распыления. - Киев: Аверс, 2008.

2. Вольпян О. Д., Кузьмичев А. И., Обод Ю. А., Яковлев П. П. Получение оптических наноградиентных и метапокрытий методом реакционного магнетронного распыления / Наноинженерия. 2011. № 4. С. 37 - 39.

3. Abramov N. F., Volpyan O. D., Obod Yu. A., Dronskii R. V. Fabrication of nanogradient coatings for laser devices using the method of magnetron sputtering / Quantum Electronics. 2013. Vol. 43. N9. P. 791 - 794.

4. Gueldner H., Wolf H., Eckholz F., Schrade F. A novel topology for pulse generators in magnetron sputter systems / Proc. VII IEEE International Power Electronics Congress. Acapulco, Mexiko. October 2000. P. 365 - 370.

5. Сидорюк О. Е., Скворцов Л. А. Измерение поглощения посредством лазерной внутрирезонаторной фототермической радиометрии / ЖПС. 1992. Т. 56. №5-6. С. 781 - 786.

6. Астапенко В. А., Сидорюк О. Е. Регистрация лазерного разрушения поверхности материалов и покрытий с помощью индуцированного газового разряда / Квантовая электроника. 1997. Т. 24. № 7. С. 609 - 612.

7. Вольпян О. Д., Яковлев П. П., Мешков Б. Б., Обод Ю. А. Получение оптических пленок TiO2 методом реактивного магнетронного распыления на переменном токе / Оптический журнал. 2001. Т. 68. № 7. С. 36 - 39.

8. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. - М.: Мир, 1985.

9. Kaiser N. Review on fundamentals of thin-film growth / Applied Optics. 2002. Vol. 41. Issue 16. P. 3053 - 3060.

10. Jonsson L. B. et al. Frequency response in pulsed DC reactive sputtering processes / Thin Solid Films. 2000. Vol. 365. Issue 1. P. 43 - 48.

11. Bradley J. W. et al. The distribution of ion energies at the substrate in an asymmetric bi-polar pulsed DC magnetron discharge / Plasma Sources Sci. Technol. 2002. Vol. 11. N 2. P. 165 - 174.

12. Franz R. et al. Observation of u1tip1e charge states and high ion energies in high-power impu1se magnetron sputtering (HiPIMS) and burst HiPIMS using a LaB6 target / P1asma Sources Sci. Techno1. 2014. Vo1. 23. P. 0350011 - 03500111

13. Yukimura K. et al. High-Power Inductive1y ^up1ed Impu1se Sputtering G1ow P1asma IEEE / Trans. P1asma Sci. 2011. Vo1. 39. N11. P. 3085 - 3094