资源描述：
《单层二氧化铪_hfo_2_薄膜的特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、光电工程Opto-ElectronicEngineering第39卷第2期2012年2月Vol.39,No.2Feb,2012文章编号：1003-501X(2012)02-0134-07单层二氧化铪(HfO2)薄膜的特性研究艾万君1,2，熊胜明1(1.中国科学院光电技术研究所，成都610209；2.中国科学院研究生院，北京100049)摘要：利用电子束蒸发、离子束辅助沉积和离子束反应溅射三种制备方法制备了单层HfO2薄膜，对薄膜样品的晶体结构、光学特性、表面形貌以及吸收特性进行了研究。实验结果表明，薄
2、膜特性与制备工艺有着密切的关系。电子束蒸发和离子束反应溅射制备的薄膜为非晶结构，而离子束辅助制备的薄膜为多晶结构。电子束蒸发制备的薄膜折射率较低，薄膜比较疏松，表面粗糙度较小，吸收相对较小，而离子束辅助以及离子束反应溅射制备的薄膜折射率较高，薄膜的结构比较致密，但表面粗糙度较大，吸收相对较大。不同制备工艺条件下薄膜的光学能隙范围为5.30～5.43eV，对应的吸收边的范围为228.4～234.0nm。关键词：电子束蒸发；离子束辅助沉积；离子束反应溅射；HfO2薄膜；薄膜特性中图分类号：O484.4文献
3、标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-501X.2012.02.025CharacteristicsofSingleLayerHfO2ThinFilmsAIWan-jun1,2，XIONGSheng-ming1(1.InstituteofOpticsandElectronics,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610209,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing1000
4、49,China)Abstract:SinglelayerHfO2thinfilmshavebeenpreparedrespectivelybyElectronBeamEvaporation(EBD),IonAssistedDeposition(IAD)andIonBeamReactiveSputtering(IBRS).Crystalstructures,opticalproperties,surfacetopographyandabsorptionofthesedepositedfilmshave
5、beenstudied.Itisfoundthatthinfilmpropertieshaveacloserelationshipwithdepositiontechnologies.TheEBDandIBRSfilmsarelargelyamorphous,whereastheIADfilmsarepolycrystalline.ComparisonwithEBDfilms,theIADandIBRSfilms,ofwhichthestructuresareverycompact,displayhi
6、gherrefractiveindex,surfaceroughnessandabsorption.Theopticalbandgapenergyofthesefilmsarefoundtobe5.30～5.43eV,andthecorrespondingopticalabsorptionedgerangearefoundtobefrom228.4nmto234.0nm.Keywords:electronbeamevaporation;ionassisteddeposition;ionbeamreac
7、tivesputtering;HfO2thinfilms;thinfilmproperties0引言光学薄膜是许多现代光学元件和光学系统中不可缺少的组成部分，其质量的好坏直接影响光学薄膜元件及光学系统的性能[1]。在光学薄膜材料中，二氧化铪(HfO2)是应用于激光系统光学器件中最常用的高折射率薄膜材料之一，具有紫外(UV)到红外(IR)较宽的透明区域(0.22～12μm)，同时还具有很好的热稳定性、化学稳定性、较好的光学与机械特性和较高的抗激光损伤阈值，因此常用于抗激光损伤薄膜材料中，在高功率激光系统
8、中有着广泛的应用[2-4]。此外，二氧化铪薄膜还具有相对较高的介电常数与宽的光学能隙，有望替代SiO2作为CMOS器件中的理想栅介质材料，将促进电子器件与大规模集成电路的迅速发展[5-7]。因此，HfO2薄膜的诸多优良特性以及广泛的应用领域引起了研究者的极大的关注。制备优性能的HfO2薄膜收稿日期：2011-10-12；收到修改稿日期：2011-11-11作者简介：艾万君(1985-)，男(汉族)，湖北黄冈人。硕士研究生，主要从事光学薄膜的制备及其特性研
