溅射气压对SiGe多层膜结构光学常数的影响.pdf

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1、第22卷第l期红外与毫米波学报VoI.22，No.l2003年2月J.InfraredMiIIim.WavesFebruary，2003溅射气压对Si/Ge多层膜结构光学常数的影响l，2）l）3）l）张晋敏郜小勇杨宇陈良尧l）（复旦大学光科系，上海，200433；2）贵州大学物理系，贵州，贵阳，550025；3）云南大学材料系，云南，昆明，65009l）摘要采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪，测量了用磁控溅射法制备的Si/Ge异质多层膜结构的光学常数，测量能量范围为l.5~4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的Si

2、/Ge异质多层膜结构的光学常数的影响.实验结果表明，在低能区域，随压强的增加，多层膜结构的所有光学常数均有不同程度的增加，但在高能区域，溅射气压对光学常数的影响不再明显.多层膜结构的复介电常数的实部和虚部及折射率!的峰位随压强增大而向低能方向位移；多层膜结构的消光系数"的峰位随压强的变化很小，但其峰值随压强的增加而增加.关键词多层膜结构，椭偏光谱，光学常数，磁控溅射.EFFECTSSPUTTERINGArPRESSUREONTEOPTICALCONSTANTSOFSi/GeMULTILAYERSl，2）l）3）l）ZHAN

3、GJin-MinGAOXiao-YongYANGYuCHENLiang-Yaol）（DepartmentofOpticaIScienceandEngineering，FudanUniversity，Shanghai200433，China；2）DepartmentofEIectronicsScienceandEngineering，GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025，China；3）DepartmentofMateriaIsScienceandEngineering，Yunnan

4、University，Kunming，Yunnan65009l，China）AbstractTheopticaIconstantsofSi/GemuItiIayers，whichpreparedbymagnetronsputteringsystem，havebeenmeas-uredbyspectroscopiceIIipsometry.Themeasuredphotoenergyrangeisfroml.5eVto4.5eV.TheeffectsofsputteringArpressureonopticaIsonstan

5、tsofSi/GemuItiIayershavebeenanaIyzed.TheresuItsshowthattheopticaIconstantsofSi/GemuItiIayersincreasewithArpressureincreasingindifferentdegreewithinIowerenergyrange，buttheeffectsofArpressurearenomoreobviousinhigherenergyrange.ThepeakpositionsofthecompIexdieIectricf

6、unctionsandrefractiveindexshifttoIowerenergydirectionwithArpressureincreasing.However，thechangesofthepeakpositionsoftheextinctioncoeffi-cientareverysmaII，andtheirvaIuesincreasewithArpressureincreasing.KeywordsmuItiIayers，spectroscopiceIIipsometry，opticaIconstants，

7、magnetron-controIIedsputtering.可应用于新型光电器件的制备，另一方面可应用于引言传统硅基电路，提高电路的传输速度，在光电子和通在Si衬底上采用与现有规模集成电路工艺相讯领域有着广阔的应用前景.兼容的方式制作发光器件，是光电集成领域的重要椭圆偏振光谱可用于众多固体材料光学性质的课题.但众所周知，Si是间接能隙半导体，其发光效研究与分析，被认为是直接测量材料光学常数的最［3］率远低于直接能隙半导体如GaAs，使其在应用上受精确方法之一，可以将实验中测量到的椭偏参数到很大限制.为了解决这一难题，人们

8、进行了许多尝与光学常数，与材料的微观电子态的光学跃迁机理试，如多孔硅、硅氢化物、!相FeSi掺杂等等，而硅基以及多种物理现象的微观机制联系起来.用椭偏光超晶格结构，特别是Si/Ge应变超晶格异质结构，是谱法研究Si/Ge多层膜结构的光学常数在文献中尚［l］其中大有希望，并已获得一定的成功.采用分子未见报