氧离子能量对离子束辅助沉积Al2O3薄膜的结构及光学性能的影响

摘要

利用氧离子束辅助脉冲反应磁控溅射技术在聚酰亚胺基底上沉积Al2O3薄膜。这项技术在溅射高纯铝靶材的同时利用低能氧离子进行氧化来控制薄膜的化学配比。研究了薄膜沉积过程中离子束辅助的作用以及离子束放电电压对Al2O3薄膜的化学成分、结构、表面形貌、光学性能以及沉积速率的影响。结果发现，离子束放电电压对薄膜的化学成分具有显著影响，当电压增加到200V，薄膜已基本达到完全化学计量比且薄膜为非晶结构;薄膜表面粗糙度随着离子束放电电压的增加而减小，当电压达到300V时，薄膜具有最小的表面粗糙度;通过对Al2O3薄膜透射谱的测量，分析薄膜的光学特性，获得了薄膜的光学常数随离子束放电电压的变化规律，发现氧离子束辅助沉积的薄膜具有较高的折射系数和较低的消光系数;另外，薄膜的沉积速率在电压增加到300V时达到最大值70nm／min，是未采用离子束辅助时沉积速率的5倍。