Vliv průměrné výkonové hustoty na terči během depozice vrstev HfO2 pomocí reaktivního vysoko-výkonového pulzního magnetronového naprašování

Jan HRUŠKA

Bachelor's thesis

The influence of a average target power density during the deposition of HfO2 films by means of High-Power Impulse Mangnetron Sputtering

Abstract:

Tato práce se zabývá vysoko-výkonovou pulzní magnetronovou depozicí (tzv. HiPIMS) tenkých vrstev dioxidu hafnia. Jsou zkoumány vlastnosti tenkých vrstev HfO2 připravených touto metodou v závislosti na průměrné výkonové hustotě na terči v periodě při délce pulzu 200 s a střídě 10 %. Byly provedeny čtyři depozice s průměrnými výkonovými hustotami 5,5; 18; 33 a 54 Wcm-2. Mezi zkoumané vlastnosti těchto tenkých vrstev patří mikrotvrdost, index lomu, extinkční koeficient a strukturní složení. Také je vyšetřována závislost depoziční rychlosti na průměrné výkonové hustotě. Bylo zjištěno, že depoziční rychlost, mikrotvrdost i Youngův modul rostly se střední výkonovou hustotou. Díky použití řídicího systému bylo dosahováno vysokých depozičních rychlostí (347 nm/min). Všechny vrstvy jsou transparentní. Dále jsou zkoumány časové průběhy celkového tlaku, průtoku kyslíku a magnetronového proudu během depozice.

Abstract:

This thesis deals with high-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) of hafnium dioxide thin films. Depending on the average target power density in period with pulse length 200 s and duty 10 %, the properties of HfO2 thin films prepared by means of this method are investigated. Four depositions with average power densities 5.5; 18; 33 a 54 Wcm-2 were performed. The investigated properties of these thin films and the deposition processes are the microhardness, the refraction index, the extinction coefficient, the structure and the deposition rate. It was found, that the deposition rate, the microhardness and the Young modulus increased with the increasing average target power density. Due to the use of a control system, very high depotition rates (up to 347 nm/min) were achieved. All deposited thin films are transparent. The time dependencies of the the overall pressure, the flow of oxygen and the magnetron current were also investigated.

Keywords

HiPIMS, reaktivní magnetronové naprašování, oxid hafničitý

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 5. 2014

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Rezek, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Applied and Engineering Physics