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1、薄膜制备技术及其应用研究学号:11316030111姓名:陈欣烽摘要：近儿年来，薄膜制备对光波导器件的制作至关重耍，对于薄膜制作的工艺，着重比较了蒸发沉积、溅射沉积、激光沉积等技术的优缺点，分析这些技术在薄膜制备的发展前景Abstract：Inrecentyears,thethinfilmopticalwaveguidedeviceisveryimportantfortheproductionpreparationforfilmproductionprocessjnainlycomparestheevaporationdeposition,sputter
2、ingdeposition,laserdepositiontechnologyadvantagesanddisadvantages,suchasanalysisoftheprospectsofthedevelopmentoftechnologyinthemembranepreparation关键词：薄膜、制备技术、发展前景Keywords：ThinfilmsPreparationtechnologyProspectsfordevelopment薄膜的研究依赖于薄膜的制备技术，高质量的薄膜冇利F薄膜物理的研究和薄膜器件应用的发展。随着激光技术、微波技术和离
3、子束技术的应用，人们发展了多种薄膜制备技术和方法。本文对近年来薄膜制备中采川的新技术、新方法进行综述，比较了各自在薄膜制备方法上的优缺点，对合理选择薄膜的制备方法提出参考意见一真空蒸发沉积真空蒸发沉积是制备光学薄膜最常用的方法，口前也被广泛地用作制备光电了薄膜。它的慕本原理是把被蒸发材料丿川热到蒸发温度，使之蒸发沉积到衬底上形成所需要的膜层。早期的做法是用电阻加热法来制备金属膜或介质膜，常川的不外乎,MgF2,Na3AlF6等极有限的几种材料，由于其机械性能较差,不耐磨、抗激光损伤强度低，所以严重地限制了它的使用，更无法满足激光器件（如耐磨擦、抗高功率等
4、）的要求图1蒸笈镀履设备示意图为适应激光的发展而产生的电子束蒸发法开创了蒸发镀膜的新领域，即用其来蒸发氧化物材料即得所谓的“硬膜”。由于氧化物材料，如Zr02,Ti02,Ta205,Si02等熔点高乂耐磨，所以得到的膜层与用热蒸发镀制的“软膜”相比，莫化学性能和物理性能都要稳定得多。加上蒸镀吋，是用电了束的动能将其熔化，被蒸发的气体分了又获得了-•定的动能，所以膜的致密度、粘附力均得到提高，抗激光破坏的阈值也得到改善。但是采用上述蒸发镀膜所获得的薄膜一般呈柱状结构，还不够十分致密,所以膜层很容易吸附大气屮诸如水蒸汽、H2和02等,这将导致薄膜性能发生改变
5、。这些都是传统的薄膜蒸发沉积的方法。二溅射沉积溅射法是用高能离子轰击靶材表血，使靶材表血的分子或原子喷射在衬底表面，以形成致密薄膜的过程。溅射沉积的薄膜致密度高，与衬底的粘附性好，薄膜的成分与靶材具有较好的—•致性。因此溅射镀膜技术已用于研究各种光学、光电了薄膜和駛质耐磨涂层，其中一些技术已经用于规模化主产。溅射法包括二极溅射、三极（或四极）溅射、磁控溅射、对向靶溅射和离子束辅助溅射等其中离了束溅射法是在离子束辅助沉积的基础上发展起来的，它是采用了进一步丿川大离子束能量的方法，使其能百接将膜料溅射到衬底上。其关键是要有一个能产生等离了体的离了源，在强人的
6、离了流的轰击下，膜料被溅射到衬底上而形成薄膜。由于离了轰击的能量比IBAD法要大得多，因此用IBS沉积的光学薄膜具有高的堆积密度和极细致的微观结构，而折射率又接近块状材料，因此薄膜具有高的光学稳定性和低的散射、吸收损耗。这为制造高强度、高功率的光学薄膜开辟了新的路径。屮国科学院固体物理研究所采用IBS法在JG2紫外光学石英玻璃衬底上成功地制备出厚度为500nm的纯度高、质量好的Ge-Si02纳米颗粒镶嵌薄膜样品。屮科院长春光机所采用此技术成功制备了用于28.4nm和30.4nm波段的新材料组合CSi多层膜反射镜三脉冲激光沉积脉冲激光沉积是20世纪80年代
7、后期发展起来的一种新塑薄膜制备技术。PLI）是将准分子脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光束聚焦作用于靶材料表面，使靶材料表面产生高温及熔蚀,并进一步产牛高温高压等离子体，这种等离子体定向局域膨胀发射并在衬底上沉积而形成薄膜。冃前所用的脉冲激光器中以准分子激光器能量效果最好。准分子激光器的工作气体ArF,KrF,XeCl和XeF，其波长分别为193,248,308,351nm,光子能量相应为6・40,5・00,4.03,3.54eV。准分子激光器一般输出脉冲宽度为20ns左右，脉冲重复频率为1〜20Hz,靶面能量密度可达2〜5Jcm2,功率密度可达1X108
8、〜1X109Wcm2，而脉冲峰值功率可高达1X108W。同其他制备技术相比，脉冲
