Influence of Relevant Gas Pressure on the Properties of Ionplated Ta 2 O 5 Films. Einfluss relevanter Gasdrücke auf die Eigenschaften ionenplattierter Ta 2 O 5 Schichten

Moderne optische Vielschichtsysteme fordern hohe Schichtstabilität, geringe mechanische Schichtspannungen und kleinste optische Verluste der sich aufbauenden Einzelschichten. Die gängige industriell genutzte Methode zur Verminderung von mechanischen Schichtspannungen und optischer Rest‐Absorption ist eine Wärmebehandlung nach dem Beschichtungsvorgang. Ziel dieser Arbeit ist eine deutliche Reduktion der genannten Kenngrößen durch die Variation des Arbeits‐ als auch Reaktivgas Partialdruckes ohne Wärmebehandlung der Substrate nach der Beschichtung. Dafür wurden Tantalpentoxid–Schichten mittels Reaktiven Niedervolt–Hochstrom‐Ionenplattieren (RLVIP) auf ungeheizte Kieselglas–Substrate (Suprasil®) aufgebracht. Diese 200 nm dicken Metalloxid–Schichten wurden auf deren optische Eigenschaften (Brechungsindex n und optischer Absorption Koeffizient k) und auch auf deren mechanische Eigenschaften (Dichte ρ und Schichtspannung σ) in Abhängigkeit vom Arbeitsgas‐Partialdruck (Ar) und Reaktivgas‐Partialdruck (O 2 ) untersucht. Die Experimente zeigten eine deutliche Korrelation zwischen Schichtspannung, Brechungsindex bzw. Dichte der Schicht. Für niedere Gesamtdrücke wurden hohe Brechungsindizes und hohe intrinsische Schichtspannungen ermittelt. Die Dichte der Schicht, der Brechungsindex und auch die Schichtspannung wurden bei erhöhtem Gesamtgasdruck verringert. Die optische Restabsorption zeigte einen direkten Zusammenhang mit dem Sauerstoffpartialdruck. Durch das Zusetzen von mehr Sauerstoff zum Ar/O 2 – Gasgemisch konnte die optische Restabsorption drastisch gesenkt werden.