플라즈마 이온 보조 증착법(PIAD)으로 증착한 Ta2O5 박막의 광학적 특성 조사

초록

광통신용 광학 박막에는 고굴절률 물질로 비정질인 Ta2O5를 사용하고 저굴절률 박막으로는 SiO2를 주로 사용한다. 이러한 광통신용 필터는 박막이 조밀하고 온도, 습도 등의 외부 환경에 강해야 한다. 기존의 전자빔 증착 박막은 기둥 미세구조이어서 외부 환경에 약하기 때문에 이온빔 보조 증착, 플라즈마 보조 증착, 이온빔 보조 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링 등의 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 이온 보조 증착(Pasma Ion Assisted Deposition) 장비(APS1104, Leybold)를 사용하여 Ta2O5박막을 증착하였으며, 증착률, 기판 온도, 산소 분압 등의 증착 조건을 변화시키며 박막의 광학적, 물리적 특성을 조사하였다. 두께의 측정에는 수정 진동자형 두께 측정기(quartz crystal measurement system)와 광학 두께 측정기(OMS3000, Leybold)를 함께 사용하였다. 플라즈마 이온 보조 증착법(PIAD)으로 증착한 Ta2O5의 굴절률은 1550nm에서 2.07이였으며, 플라즈마 이온 증착을 하지 않은 박막에 비해 가시광 영역에서의 소멸계수는 크게 감소하였다. Ta2O5와 SiO2의 다층 박막을 증착 하였으며, 공기중에서 파장이동이 없는 조밀한 박막을 제작하였다.