離子輔助沉積氧化物薄膜的特性分析.pdf

1、本論文的主要工作是對常規(guī)工藝下和離子輔助條件下沉積薄膜的特性進行比較研究,研究的薄膜包括單層膜和多層膜.1、單層膜的研究研究的單層膜為SiO<,2>、SiO<,2>、Ta<,2>O<,5>等氧化物介質(zhì)薄膜,對比研究了常規(guī)工藝下和離子輔助條件下它們的光學特性和機械特性.光學特性涉及折射率、消光系數(shù)、波長漂移和聚集密度,發(fā)現(xiàn)離子輔助沉積對單層薄膜的光學特性明顯改善.機械特性涉及薄膜應力,對離子輔助沉積和常規(guī)工藝條件下鍍制的薄膜應力進行了試驗

2、研究,并對臺階儀測量鍍膜前后基板表面的曲率的方法進行了探討.在基板溫度低于100℃時,在離子輔助工藝條件下鍍制的TiO<,2>薄膜應力略大于常規(guī)工藝條件下得到的應力;隨著薄膜厚度的增加,TiO<,2>薄膜的應力逐漸減小,從125nm的392 MPa下降到488 nm的30 MPa;離子源陽極電壓對薄膜應力影響也較大,在100V時得到的薄膜應力為164 MPa,當電壓升高到190 V時,應力下降到75 MPa;同時也測試了TiO<,2>和

3、Ta<,2>O<,5>單層薄膜的應力,發(fā)現(xiàn)Ta<,2>O<,5>薄膜的應力特性與TiO<,2>薄膜的類似,SiO<,2>的薄膜的應力為壓應力.2、多層膜的研究采用霍爾源離子輔助沉積(IAD)技術制備了TiO<,2>/SiO<,2>、Ta<,2>O<,5>/SiO<,2>窄帶干涉濾光片,并與常規(guī)沉積條件下制備的樣品做了比較,并在各種參數(shù)條件下對薄膜樣品進行特性分析,發(fā)現(xiàn)離子輔助明顯地減小了濾光片的光譜漂移(△λ),光譜穩(wěn)定性得到很大提高.

4、同時發(fā)現(xiàn)間隔層對光譜漂移的影響最大,越遠離間隔層的膜層,其影響越小;在各種基板溫度下,離子輔助工藝技術制備TiO<,2>/SiO<,2>窄帶干涉濾光片漂移△λ比常規(guī)工藝制備的濾光片小8nm左右;在離子輔助工藝條件下,發(fā)現(xiàn)隨著陽極電流的增加,Ta<,2>O<,5>/SiO<,2>窄帶干涉濾光片的中心波長的漂移有明顯的下降,從1.4A的10nm下降到2.6A的5nm.同時還分析了TiO<,2>/SiO<,2>濾光片的應力特性,發(fā)現(xiàn)該濾光片存