PECVD技术制备光学减反射膜工艺探索.kdh

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1、第37卷第1期光学技术Vol．37No．12011年1月OPTICALTECHNIQUEJan．2011文章编号:1002-1582(2011)01-0097-04*PECVD技术制备光学减反射膜工艺探索张霄，杭凌侠(西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，西安710032)摘要:讨论了采用PECVD方法在K9玻璃基底上制备SiO2、SiNx、以及SiOxNy薄膜材料的工艺参数与薄膜光学特性、沉积速率的关系，并且运用掌握的工艺参数成功地制备了400～800nm波长范围双层、梯度折射率减反射膜

2、样片。实验结果表明，采用PECVD方法能够制备折射率可控的光学薄膜材料，沉积薄膜厚度的精度可以控制在7%以内。关键词:PECVD;光学减反射膜;工艺参数;薄膜光学特性+中图分类号:O484．42文献标识码:APreparationofanti-reflectionfilmsbyPECVDtechnologyZHANGXiao，HANGLingxia(Xi’anTechnologicalUniversity，ShanxiProvinceThinFilmTechnologyandOpticalTestO

3、penKeyLaboratory，Xi’an710032，China)Abstract:UsingPECVDtechnology，theprocessparametersinfluenceontheopticalperformanceandthedepositionrateofSiO2，SiNx，andSiOxNythinfilmsisdiscussed．Basedontheprocessparameters，doublelayersandgradientrefractiveindexan-tire

4、flectionfilmsintherangeof400-800nmisfabricatedsuccessfully．Theresultsshowthatrefractiveindexofgradientrefractivefilmsispreciseandcontrollable．Thethicknessofthefilmscanbepreciselyachievedwithaccuracybelow7%．Keywords:anti-reflectionfilms;experimentparame

5、ter;opticalproperties;PECVD技术沉积薄膜是一个十分复杂的物理0引言化学过程，如何控制和掌握薄膜折射率和沉积速率，等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)技成为这种沉积方法制备光学薄膜的关键和难点。一术具有沉积温度低，设备简单、工件变形小、绕镀性直到80年代中期，有关研究一直受到限制。近年能好、涂层均匀、调制成分方便等优点，在半导体集［1，2］来，伴随科学技术的发展和生产的需要，PECVD制成电路研究、生产中已得到十分广泛地应用。而在光学薄膜的制作工艺方面，多年来绝大多采用

6、备薄膜技术取得了飞速发展，使得利用这一方法沉的仍是物理气象沉积的方法(PVD)方法。而积光学薄膜成为可能。目前，国外已经结合PECVDPECVD技术可以在沉积薄膜的过程中加入间隙元技术制作的SiNx与SiO2薄膜以其良好的均匀性、阶素，以过渡元素置换部分键位形成三元、四元甚至更梯覆盖性以及薄膜致密性等特点，应用在二元光多元复合薄膜，大大地提高了光学薄膜的可调控性［4］［5］学、太阳能减反膜等方面。而且通过讨论SiNx［3］和光谱特性。因此，PECVD方法在光学薄膜，尤与SiO2薄膜沉积过程，改变参加

7、反应的气体流量，其是梯度光学薄膜研制中的应用是一个崭新的课［6］题。获得折射率不断变化(n=1．8～3．1)的光学薄*收稿日期:2010-4-12E-mail:owen_chang_lln@hotmail．com作者简介:张霄(1983-)，男，西安工业大学硕士研究生，从事光学薄膜工艺与检测技术研究。97光学技术第37卷膜，可以用来制作满足复杂光谱需求的光学元件。国内的相关研究才刚刚起步，上个世纪90年代末，功能梯度材料(FunctionallyGradientMaterial，简称FGM)的研究引

8、起了各种领域科学工作者的强烈兴［7］趣，但是大多研究的方向和应用主要集中在集成度较高的集成电路中，用以减少芯片的界面热应力，缓解薄膜内部的热应力，对薄膜光学性能的研究和沉积设备的开发还有待研究和发展。本文利用PECVD设备，以SiH4(由Ar稀释至10%)、NH3和N2O作为反应气体，制备了在K9玻璃基底上以SiO2、SiNx，以及梯度折射率SiNxOy薄膜构成的光学减反膜，探讨了薄膜光学性能与制备工艺的关系，为了验证所获取工艺参数的准确性，尝试制作了多层、梯度折射率