Особливості використання алмазоподібних вуглецевих плівок в якості антивідбивних  покриттів

Анотація

Плівки аморфного гідрогенізованого вуглецю а-С:Н завдяки таким властивостям, як хімічна інертність, інфрачервнева прозорість, твердість, зносостійкість, низький коефіцієнт тертя та біосумісність знаходять застосування в оптиці і електроніці, машинобудуванні та медицині. В представленій роботі плівки аморфного вуглецю досліджуються з метою подальшого їх застосування в якості антивідбиваючого покриття на інфрачервневих вікнах з германію, а також для орієнтування рідких кристалічних шарів в рідкокристалічних модуляторах світла. В роботі наведено технологічні чинники плазмохімічного осадження плівок з газової фази як одного з найпоширеніших та результативних технологічних методів. Серія з трьох алмазоподібних вуглецевих плівок була виготовлена за допомогою плазмохімічної установки для осадження a-C:H плівок. Осаджені плівки аналізували спектроскопічним еліпсометром Semilab SE-2000, що являє собою унікальну модульну оптичну платформу, що включає спектроскопічний еліпсометр з обертовим компенса тором. Спектральний еліпсометр дозволяє проводити безконтактний, неруйнівний оптичний аналіз одно- і багатошарових структур на кремнії, склі, плівковому носії, а також визначати товщину тонкоплівкових зразків і їх оптичні властивості такі як: коефіцієнт заломлення, показник поглинання, оптична ширина забороненої зони. В роботі наведено залежності отриманих еліпсометричних коефіцієнтів. На основі отриманих залежностей було виконано розрахунки з використанням матриць та рівнянь Френеля. На основі вимірювань залежності коефіцієнта відбиття від кута падіння монохроматичного випромінювання  реалізовані можливості багатопараметричного, локального, експрес-неруйнівного визначення товщини, показників заломлення та поглинання шарів від кількох нанометрів до десятих мікрометра. Отримані значення для n, k і d знаходяться в діапазонах: для n - 1,448 - 1,621, для k - 0,345 - 0,062, а для d  від 136,20 нм до 74,66 нм. Для викорис тання вуглецевих плівок в якості антивідбивних покриттів необхідно, щоб його показник заломлення мав значення близько 2,0. Отримані значення показника заломлення є меншими, що не відповідає вимогам для антивідбивних покриттів. Але значення n - 1,448 - 1,621 задовольняє вимогам використання плівок для формування однорідної орієнтації рідких кристалів в пристроях на їх основі. 

Ключові слова

Посилання

1. K. Enke, H. Dimigen, and H. Hubach, “Frictional properties of hard and insulating carbonaceous films grown in an R.F. discharge,” Appl. Phys. Lett., vol. 36 , no. 4, pp. 291–292, 1980.
2. A. Bubenzer, B. Discler, G. Brandt, and P. Koidl, “Role of hard carbon in the field of infrared coating materials,” J. Appl. Phys., vol. 54, no. 8, pp. 4590–4595, 1983, DOI: 10.1117/12.7973404.
3. K. Enke, “Hard carbon layer for wear protection and the antireflection purposes of infrared devices,” Appl. Opt., vol. 24, pp. 508–512, 1985, PMID: 18216979.
4. S. F. Pellicori, C. M. Peterson, and T. P. Henson, “Transparent carbon films: Comparison of properties between ion- and plasma-deposition processes,” J. Vac. Sci. Technol. A, vol. 4, pp. 2350–2355, 1986, DOI: 10.1116/1.574075.
5. L. Klibanov, N. I. Croitoru, A. Seidman, V. Gilo, and R. Dahan, “Diamond-like carbon thin films as antireflective and protective coatings of GaAs elements and devices,” Opt. Eng., vol. 39, no. 4, pp. 989 – 992, 2000, DOI: 10.1117/1.602448.
6. R. Memming, “Properties of a-C:H layers made by CVD,” Thin Solid Films, vol. 143, pp. 279–289, 1986.
7. Е. А. Konshina, V. A. Tolmachev, A. I. Vangogen, and L. A. Fatkylina, “Investigation of the properties of plasma-polymerized layers and their influence on the orientation of nematic liquid crystals,” Opt. journal., vol. 64, no. 5, pp. 88–95, 1997.
8. V. A. Tolmachev and Е. А. Konshina, “Ellipsometric study of a-C:H films,” Diam. Relat. Mater., vol. 5, no. 12, pp. 1397–1401, 1996, DOI: 10.1016/S0925-9635(96)00551-1.
9. E. A. Konshina, V. A. Tolmachiev, A. I. Vangonen, and A. P. Onokhov, “Novel alignment layers produced by CVD technique from hydrocarbon plasma,” Proc. SPIE, vol. 3015, pp. 52–60, 1997, DOI: 10.1117/12.271402.
10. R. M. A. Azzam and N. M. Bashara, Ellipsometry and polarized light.

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Dmytro Zelinskyi, В'ячеслав Горохов, Ольга Кондратенко, Людмила Шмирова, Тетяна Семикіна (Автор)