Optical and mechnical properties of ${Ta_2}{O_5}$ optical thin films by ion assisted deposition

이온 보조 증착한 ${Ta_2}{O_5}$ 광학 박막의 광학적 및 기계적 특성 분석

  • Published : 2000.06.01

Abstract

We deposited the ion assisted ${Ta_2}{O_5}$ films and conventional thermal evaporated ${Ta_2}{O_5}$ films by using electron beam gun, and measured the optical properties and mechanical properties of the fabricated films according to the evaporation conditions. In the case of the TazOs films by oxygen ion assisted deposition with the anode voltage of 120 V, and current density of $50~500\muA/cm^2$, the refractive index exhibited 2.15 which was higher than the conventionally deposited film index 1.94 and the tensile stress exhibited $5.0\times10^8 dyne/cm^2$ which was lower than $7.0\times10^8 dyne/cm^2$. This properties coincided with the optical and mechanical properties of the films deposited at the elevated substrate temperature of $230^{\circ}C$. In the case of the argon ion assisted films the tensile stress was decreased but the absorption existed at the short wavelength in the visible spectral region. And all the fabricated films were found to be amorphous by the X-ray diffraction analysis. lysis.

전자총을 사용하여 이온 보조한 Ta2O5 박막과 이온 보조하지 않은 ${Ta_2}{O_5}$ 박막을 진공 증착하고, 증착 조건에 따른 광학적 특성과 기계적 특성을 측정하였다. 양극전압 120V, 이온빔 전류밀도 $50~500\muA/cm^2$로 산소 이온보조 증착한 박막의 경우 굴절률은 상온에서 제작한 보통 ${Ta_2}{O_5}$ 박막의 1.94보다 높은 2.15이었으며, 변형력은 $7.0\times10^8 dyne/cm^2$보다 낮은 $5.0\times10^8 dyne/cm^2$2이었다. 이는 기판온도 $230^{\circ}C$에서 증착한 박막과 광학적.기계적 특성이 유사함을 알수 있었다. 아르곤 이온 보조한 박막의 경우 인장 변형력은 감소하였으나 가시광 영역의 단파장쪽에서 흡수가 발생하였다. 그리고 X-선 회절분석 결과 모든 박막의 비정질로 나타났다.

Keywords

References

  1. Thin Solid Films v.347 W. H. Cheng;S. F. Chi;A. K. Chu
  2. Appl. Surf. Sci. v.135 Atanassova, E.;Spassov, D.
  3. Appl. Opt. v.35 Flory, F.;Berthier, D.;igneault, H. R.;Roux, L.
  4. 한국광학회지 v.8 김형근;반승일;김석원;한성홍
  5. Thin Solid Films v.191 Lopen, F.;Bernabeu, E.
  6. Appl. Opt. v.20 Ritter, E.
  7. Academic Press The materials science of thin films Ohring, Milton
  8. SPIE v.2253 Fulton, M. L.
  9. 한국광학회지 v.5 조현주;이홍순;황보창권;이민희;박대윤
  10. Academic Press The materials science of thin films Ohring, Milton
  11. Appl. Opt. v.26 Martin, P. J.;Sainty, W. G.;Netterfield, R.P.;Mcken zie, D. R.;Cockaync, D. J. H.;Sie, S. H.;Wood, O. R.;Craighead, H. G.
  12. J. Phys. v.E9 Manifacier, J. C.;Gasiot, J.;Fillard, J. P.
  13. 한국광학회지 v.3 황보창권;진권휘;박대윤;이민희
  14. Appl. Opt. v.24 Demiryont, H.;Sites, James R.;Geib, Kent
  15. Noyes Publications Handbook of ion beam processing technology Cuomo, Jeorme J.;Rossnagel, Stephen M;Kaufman, Jarold R.
  16. J. Appl. Phys. v.84 Grahn J. V.;Helberg, P.E.;Olsson, E.
  17. Thin Solid Films v.258 Cevro, M.