TiO2 rétegleválasztás paramétereinek optimalizálása MWAR rétegek kialakításához
A 2019-es nyári szünetben az ELI-ALPS Lézerkutató intézetben töltöttem a Bsc. képzésembe foglalt kötelező hat hetes nyári gyakorlatomat, ahol egy nemzetközileg is egyedülálló kutatóintézet munkájában vettem részt és mindennapjaiba szereztem betekintést.
A gyakorlatomat az ELI-ALPS Tudományos Igazgatóság, Kutatási Technológia Kiszolgáló Egységen belül választott szakirányomnak megfelelően az optikai műhelyek laborjaiban végeztem, ahol a laborokban egyedi optikák gyártása-, mérése és egyedi vékonyréteg struktúrák tervezése, valamint leválasztása a fő feladat. A gyakorlatom során pontosan titán-dioxid rétegek készítésében és vizsgálatában vettem részt, melyeket különböző technológiákkal és paraméterekkel alakítunk ki. A feladatom az egyes technológiai paraméterek rétegtulajdonságokra gyakorolt hatásának vizsgálata, receptúráinak (technológia) kidolgozása volt, ezzel elősegítve multiréteg struktúrák optimalizációját. Emelet meg kellett ismerkedjek a leválasztási módszerek mechanizmusaival, a nagyvákuumú vákuumrendszerekkel, a kamra szabályozási rendszereivel és mérőműszereivel, valamint az ellipszometriás mérési módszerekkel. A paraméterek megállapítására azért volt szükség, hogy a továbbiakban szilícium oxid mellett a vele, nagy kontraszttal bíró TiO2-vel is megbízhatóan tudjanak különböző hullámhossztartományú és struktúrájú antireflexiós rétegeket készíteni.
A vékonyréteg labor egy Pfeiffer Classic 570 típusú nagyvákuum párologtató kamra került beüzemelésre, ami több különböző technológiai egységgel fel van szerelve. A sokféle leválasztó forrásnak köszönhetően, de kizárólag fizikai gőzfázisú leválasztással (PVD – Physical Vapour Deposition) képes vékony rétegek kialakítására. A készülék funkciójánál fogva képes elektron sugárral megolvasztani az anyagot, amivel nagy olvadáspontú fémek párologtatása is lehetséges. Emellett lehetőség van az anyagot csónakban (ellenállásfűtéses forrás) is megolvasztani, illetve kiegészítésként rendelkezik RF és DC vezérelt magnetronos katódporlasztó (sputtering) forrással is. Ezeket a rétegépítő módszereket továbbá ionnyaláb forrással (IAD – Ion Assisted Deposition) is lehetséges segíteni. Ezzel a módszerrel bizonyos keretek között igény szerint változtatható, az elkészült rétegek tömörsége (packing density), szubsztrátra való tapadása és a törésmutatója is. Jelen konfigurációban kizárólag az ionnyaláb porlasztásra (ion beam sputtering) nincs lehetőség a mai legprecízebb technológiák közül, hiszen ez teljesen másfajta folyamatkamra geometriát és vákuumrendszert igényel.
A dolgozatomban a rétegkészítési folyamat egyes lépéseit és a kamra részegységeit, valamint azok működési mechanizmusait ismertetem. A gyakorlatom során a kamrában lévő összes forrással végeztem kísérleteket, melyek alapján meghatároztam az optimális rétegleválasztási beállításokat.
szerző
-
Hegyes Szilárd Máté
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Mészáros Gergő
Kutatási technológia kiszolgáló egységvezető, ELI-HU Nonprofit Kft. (külső) -
Dr. Nagy Balázs Vince
egyetemi docens, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
