离子束辅助沉积TiO2薄膜近红外光学特性分析

二氧化钛(TiO2)作为一种常用的薄膜材料,对其近红外波段光学特性的研究很少.利用正交试验法,采用椭圆仪对TiO2薄膜近红外波段的光学特性进行了研究.着重研究了薄膜沉积速率、基片烘烤温度和氧气分压等因素对TiO2薄膜近红外波段的折射率和消光系数的影响.实验结果表明,对TiO2薄膜折射率影响最大的两种因素是薄膜沉积速率和烘烤温度.随着沉积速率的增加,薄膜折射率先增加后减小,最佳沉积速率为0.4 nm/s左右;随着基片温度的增加,薄膜折射率从2.15增加到2.23左右;氧气分压也是影响薄膜折射率的主要因素之一,结果表明氧气流量为4.0 sccm(工作真空度1.4×10-2 Pa)时折射率最大.该研究为扩宽TiO2薄膜在近红外波段的应用提供了依据.     

多种因素对TiO_2薄膜折射率的影响

用电子束蒸发法制备TiO2薄膜,详细研究了工艺参数和热处理对TiO2薄膜折射率的影响。得到镀制高折射率的氧化钛薄膜最佳工艺参数:基片温度200℃、真空度2×10-2Pa、沉积速率0.2nm/s。热处理可以提高TiO2薄膜折射率。     

PECVD法制备碳化硅薄膜的减反射性能研究

利用正交实验方法,探讨PECVD法制备碳化硅薄膜沉积参数变化对其减反射性能的影响,并进一步研究不同沉积参数对薄膜沉积速率和折射率的影响规律。结果表明,沉积参数中衬底温度是影响碳化硅薄膜减反射性能的主要因素;薄膜的生长速率随着衬底温度和硅烷与甲烷流量比的升高而降低,并且薄膜的折射率随衬底温度的升高而增大,但气体流量比对折射率的影响不大。     

磁控溅射薄膜沉积速率的研究

沉积速率是影响薄膜性能的重要参数,直接影响着薄膜质量的优劣.本文采用磁控溅射方法,在玻璃基底上沉积钛膜.通过对比研究了平衡磁控溅射和非平衡磁控溅射两种工作模式下,靶基距、氩气流量等工艺参数对沉积速率的影响,同时测试了非平衡磁控溅射线圈励磁电流大小变化对薄膜沉积速率的影响.结果表明：磁控溅射源以非平衡模式工作时,线圈励磁电流在60～180 A范围内,沉积速率随励磁电流的调整而变化;磁控溅射薄膜沉积速率随靶基距的增大而下降;相同工艺条件下,非平衡模式下薄膜沉积速率高于平衡模式,且更易受到氩气流量变化的影响.     

气体压强对n型a-Si:H薄膜光学性能的影响

用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)制备磷掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了辉光放电气体压强(20~80 Pa)对薄膜折射率、消光系数、光学带隙以及氢含量的影响;用激光拉曼光谱研究了气体压强对a-Si:H薄膜微结构的影响,并与薄膜的光学性能进行了综合讨论。结果表明,随着辉光放电气体压强的增加,a-Si:H薄膜的光学带隙和氢含量都有不同程度的增大,但折射率和消光系数却逐步减小;与此同时,薄膜内非晶网络的短程和中程有序程度逐渐恶化。     

基于包络线法的薄膜光学常数分析

用电子束反应蒸发法制备了TiO2薄膜,以折射率和消光系数为主要性能指标,通过正交实验法确定了得到较优光学性能的工艺搭配。分析了基片温度、沉积速率和真空度对TiO2薄膜光学性能的影响。并通过所开发的膜系设计软件分析了在最佳工艺条件下制备的TiO2薄膜的透射率,用包络线法计算出了薄膜的折射率、厚度以及消光系数,与实测值有很小的差别,可以证明实测结果的正确性。     

沉积温度和速率对电子束沉积ZnSe薄膜应力特性的影响

在不同沉积温度和速率下,采用电子束蒸发法制备ZnSe薄膜样品,利用ZYGO GPI型干涉仪测试样品的应力行为,并采用X射线衍射（XRD）技术测试样品的晶向特征.实验结果表明,在不同条件下制备的ZnSe薄膜均呈现压应力,应力随着沉积温度升高而增大,在200 ℃应力达到最大值,之后应力随沉积温度升高呈下降趋势.XRD结果表明,沉积速率直接影响ZnSe薄膜的晶向结构,进而改变ZnSe薄膜内应力;当沉积速率为1.5 nm/s时,薄膜应力最小.     

TiO_2薄膜表面粗糙度对光学特性的影响

薄膜表面粗糙度是影响薄膜光学性能的一个重要指标,采用Taylor Hobson表面轮廓仪对离子束辅助电子束热蒸发沉积的二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度进行了研究.采用椭偏仪通过选择不同的结构模型研究了不同基底粗糙度上沉积的TiO2薄膜的折射率和消光系数.研究结果表明:0.3 nm/s的沉积速率获得的TiO2薄膜表面粗糙度较小;在基底粗糙度较小时,TiO2薄膜具有一定的平滑作用.通过减小基底的粗糙度和考虑混合模型,TiO2薄膜特性有一定的提升,随着薄膜表面粗糙度的增加其折射率趋于2.08,消光系数趋于0.04.     

沉积参数对ITO表面形貌及晶体结构的影响

利用离子辅助电子束蒸发技术在不同沉积工艺参数下制备了ITO薄膜,详细讨论了沉积工艺参数的变化对ITO薄膜表面形貌及晶体结构的影响。结果表明:随基板温度的升高,ITO薄膜的缺陷增多,表面粗糙度增大。高温下沉积的薄膜为多晶结构,并呈现[111]择优取向;随着沉积速率的升高,薄膜表面粗糙度变大,结晶度升高,晶粒尺寸增大,呈现出沿[001]取向择优生长的趋势,并且低速率下沉积的薄膜中包含除立方氧化铟外的其他晶相。     

PECVD工艺参数对SiO_2薄膜光学性能的影响

为探索利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo-sition,PECVD)技术制作光学薄膜的有效方法.以SiH4和N2O作为反应气体,通过采用M-2000UI型宽光谱变角度椭圆偏振仪对制作样片进行测试,分析了薄膜沉积过程中的不同的工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响.实验结果表明:在PECVD技术工作参数范围内,基底温度为350℃,射频功率为150 W,反应气压为100 Pa时,能够沉积消光系数小于10-5,沉积速率为(15±1)nm/min,折射率为(1.465±0.5)×10-4的SiO2薄膜.     

电子束反应蒸发技术生长Mo掺杂In_2O_3薄膜

利用电子束反应蒸发技术,调制衬底温度200～350℃,详细研究了Mo掺杂In2O3(IMO,In2O3:Mo)薄膜的微观结构以及光电性能的变化。随着衬底温度增加,原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)图像均证明IMO薄膜表面趋于粗糙,透过率和Hall测试表明其光学和电学性能逐渐提高。在衬底温度为350℃时,获得薄膜最小电阻率为2.1×10-4Ωcm,载流子迁移率为34.2cm2/Vs,其可见光区及近红外区的平均透过率为78%。衬底温度为200℃时,薄膜表现为黑褐色,经分析X射线光电子能谱(XPS)结果认为与薄膜中钼的低价氧化有关,提高衬底温度可改善薄膜氧化状态。     

非晶硅薄膜PECVD法制备与光学性质表征

在普通玻璃上采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备氢化非晶硅薄膜,研究了在不同温度、压力、功率、H2/SiH4气体流量比等条件下氢化非晶硅的沉积速率,折射率、消光系数、吸收系数、光学禁带宽度等光学性质。实验结果表明非晶硅薄膜的折射率随着入射光波长的增加而减小;在500 nm处吸收系数高达8.5×104cm-1,光学禁带宽度在1.60—1.78 eV之间变化。     

Optical Properties and Microstructure of Ta2O5 Thin Films Prepared by Ion Assisted Electron Beam Evaporation

An effective method for determining the refractive index of weak absorption transparent thin films was presented, which is also applicable to other weak absorption dielectric thin films.The as-deposited Ta2O5 thin films prepared by ion assisted electron beam evaporation showed a maxima transmittance as high as 93% which was close to that of the bare substrate, and exhibited a blue shift when the substrate temperature increased from room temperature to 250 ℃. The refractive index seemed to be immune to the substrate temperature and film thickness with its value about 2.14 at incidence wavelength of 550 nm. The surface morphology measured by atomic force microscopy (AFM) revealed that the microstructures lead to the slim optical difference, which was the interplay of substrate temperature and assisted ion beam.     

玻璃衬底沉积氮化硅薄膜性能研究

为了改善玻璃衬底上制备的薄膜太阳电池的转换效率,采用高纯氮气作为等离子体气源,以质量分数为5%的SiH_4(Ar稀释)作为前驱气源,利用电子回旋共振-等离子体增强化学气相沉积技术在玻璃衬底上低温制备了氮化硅薄膜;利用各种测试设备分析了薄膜的成分、光学性能和表面形貌.结果表明:实验制备的非晶薄膜含氢量较低;薄膜的折射率随着衬底温度和微波功率的增加而增加.在衬底温度为350℃、微波功率为650 W时,薄膜的折射率在2.0左右,平均粗糙度为1.45 nm,还说明薄膜具有良好的光学性能和较高的表面质量.在此条件下,薄膜的沉积速率达到10.7 nm/min,表明本实验能在较高的沉积速率下制备均匀、平整、优质的SiN薄膜.     

Raman and ellipsometric characterization of hydrogenated amorphous silicon thin films

Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films were deposited by plasma-enhanced vapor deposition (PECVD) at different silane temperatures (Tg) before glow-discharge. The effect of Tg on the amorphous network and optoelectronic properties of the films has been investigated by Raman scattering spectra, ellipsometric transmittance spectra, and dark conductivity measurement, respectively. The results show that the increase in Tg leads to an improved ordering of amorphous network on the short and intermediate scales and an increase of both refractive index and absorption coefficient in a-Si:H thin films. It is indicated that the dark conductivity increases by two orders of magnitude when Tg is raised from room temperature (RT) to 433 K. The continuous ordering of amorphous network of a-Si:H thin films deposited at a higher Tg is the main cause for the increase of dark conductivity.     

Optical properties and microstructure of Ta<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>5</Subscript> thin films prepared by ion assisted electron beam evaporation

An effective method for determining the refractive index of weak absorption transparent thin films was presented, which is also applicable to other weak absorption dielectric thin films. The as-deposited Ta2O5 thin films prepared by ion assisted electron beam evaporation showed a maxima transmittance as high as 93% which was close to that of the bare substrate, and exhibited a blue shift when the substrate temperature increased from room temperature to 250 ℃. The refractive index seemed to be immune to the substrate temperature and film thickness with its value about 2.14 at incidence wavelength of 55（1 nm. The surface morphology measured by atomic force microscopy （AFM） revealed that the microstructures lead to the slim optical difference, which was the interplay of substrate temperature and assisted ion beam.     

离子束辅助蒸发镀制硫化锌,氟化镁薄膜的工艺研究

研究了用离子束辅助蒸发方法镀硫化锌、氟化镁薄膜的基本工艺.重点研究在不同能量和种类的离子束辅助条件下,基底温度和蒸发速率对薄膜性质的影响.给出了对薄膜的耐磨、耐潮湿、耐盐水浸泡性能,和薄膜的折射率、应力及微观结构与成分的实验结果.通过分析实验结果,提出了离子束辅助蒸发镀制硫化锌、氟化镁薄膜的最佳工艺.