Synthesis of thin-film Ta₂O₅ coatings by reactive magnetron sputtering

Abstract

The investigation results of optimal conditions for synthesis of thin-film tantalum oxide dielectric coatings using the cluster multipurpose setup are presented. The set-up consist of DC magnetron, ICP source, and mediumenergy ion source. Tantalum oxide was deposited by reactive magnetron sputtering using DC magnetron in atmosphere of argon and oxygen. The oxygen flow was activated by passing trough the ICP source. The described equipment allows independent control of the flows of metal atoms, of reactive particles, and of ions of rare and reactive gas. The current-voltage characteristics of the magnetron discharge were measured as well as teir dependencies on argon pressure and oxygen flow.Представлены результаты исследований для нахождения оптимальных условий синтеза диэлектрических тонких плёнок оксида тантала в кластерной многофункциональной установке. В установку входят: магне- трон постоянного тока, индукционный источник плазмы и источник ионов средних энергий. Оксид тантала наносили реактивным магнетронным распылением с помощью магнетрона постоянного тока в смеси аргона и кислорода. Для активации поток кислорода пропускали через индукционный источник плазмы. Данное оборудование позволяет независимо контролировать потоки атомов металла, активированных частиц и ионов инертного или реактивного газов. Были измерены вольт-амперные характеристики магнетронного разряда, зависимости тока и напряжения разряда от давления аргона и потока кислорода. Покрытия Ta₂O₅ были синтезированы при различных условиях.Представлено результати досліджень для знаходження оптимальних умов синтезу діелектричних тонких плівок оксиду танталу в кластерній багатофункціональній установці. В установку входять: магнетрон пос- тійного струму, індукційне джерело плазми і джерело іонів середніх енергій. Оксид танталу наносили реак- тивним магнетронним розпиленням за допомогою магнетрона постійного струму в суміші аргону і кисню. Для активації потік кисню пропускали через індукційне джерело плазми. Дане обладнання дозволяє незале- жно контролювати потоки атомів металу, активованих частинок та іонів інертного або реактивного газів. Були виміряні вольт-амперні характеристики магнетронного розряду, залежності струму та напруги розряду від тиску аргону і потоку кисню. Покриття Ta₂O₅ були синтезовані при різних умовах.