椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性.pdf

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1、2015年3月西南民族大学学报(自然科学版)MaL2015第41卷第2期JournalofSouthwestUniversityforNationalities(NaturalScienceEdition)Vo1．41No．2doi：10．11920／xnmdzk．2015．02．012椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性唐帆斌，肖峻，马孜(1．西南民族大学电气信息工程学院，四川成都610041；2．西南技术物理研究所，四川成都610041)摘要：为了获得ZrO：薄膜的光学常数，采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪，测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上

2、的两个单层ZrO：薄膜样品，得到了ZrO：薄膜在380nm~2300nm宽光谱上的光学常数曲线和薄膜厚度．结果表明：样品l采用Cauchy模型和Tauc—Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致；对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差(MSE)比没有分层的均方差少0．381，分层得到的ZrO薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近，同时得到薄膜的折射率曲线．测量结果对ZrO薄膜的薄膜设计和多层膜的制备有一定参考价值．关键词：ZrO：薄膜；椭偏仪；薄膜厚度；光学常数中图分类号：0484．5文献标志码：A文章编号：2095-4271(2015)02-0192-05Wide

3、spectrumpropertiesofZrO2filmswithellipsometryTANGFan．bin，XIAOJun，MAZi(1．SchoolofElectrical＆InformationEngineering，SouthwestUniversityforNationalities，Chengdu610041，P．R．C．；2．SouthwestInstituteofTechnicalPhysics，Chengdu610041，P．R．C．)Abstract：InordertoobtaintheopticalconstantsofZrO2thinfilm，twosingle—l

4、ayerZrO2filmsamplesdepositedonK9glassbyopticalautomaticvacuumcoatingmachineweremeasuredandanalyzedwithabroadbandellipsometerSE850producedbySEN—TECH．Then，thethicknessofZrO2thinfilmandopticalconstantsCHIVeonthe380nm~230Ontospectrumwereobtained．Theresultsshowedthatforsample1thethicknessandopticalconsta

5、ntsfromCauchymodelwerethesameasTauc·-Lorentzmod-e1．Forsample2，bydividingthefilmintothreelayers，thesmallestmeansquareel'I~rwasobtained，andthethicknessofZrO2thinfilmmeasuredvaluewasclosesttothecalculatedvalueofTFCalcsoftware．Atthesametime，therefractiveindexcurveofthethinfilmwasobtained．Theresultshavec

6、ertainreferencevaluetothedesignandthepreparationofZrO2muhilayerfilm．Keywords：ZrO2film；ellipsometer；thicknessoffilm；opticalconstant1引言率材料得到广泛的应用．精确获取薄膜厚度和光学常数(折射率n，消光系数k)是多层膜设计的关键基础ZrO具有优良的力学、热学、电学和光学性数据．制备ZrO薄膜的方法有反应电子束蒸发、溅质卜，即具有高熔点(2608。C)、较高的介电常数和射、离子源辅助沉积及溶胶凝胶等工艺，薄膜的性质折射率，在可见和近红外区域有很高的透明度，同时因制备方法

7、和制备工艺的不同有所差异．通常测量薄具有良好的机枕I生能和化学惰性，其激光损伤阈值较膜光学常数有光度法、椭偏法和波导法等．椭偏法具高，而其优异的光学性能在多层膜设计中作为高折射有测量的高精度及高灵敏度、对样品的非破坏性以及收稿日期：2015-01—15通信作者：肖峻(1958～)，男，教授，E—mail：xiaojun@swun．cn．基金项目：西南民族大学研究生“创新型科研项目”(NO．CX20