基于原子层沉积的大曲率基底表面薄膜均匀性研究 
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Study of Film Uniformity on Large-Curvature Substrate Surface Based on Atomic Layer Deposition
中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
图 & 表
图 1. 直径为100 mm的柱形反应腔内部结构示意图。(a)反应腔底座;(b)圆环;(c)挡板;(d)反应腔腔壁
Fig. 1. Internal structural diagram of 100-mm-diameter cylindrical reaction chamber. (a) Pedestal; (b) annular holes; (c) baffle; (d) wall of reaction chamber
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图 2. 不同时刻下半球基底表面TiCl4气体的浓度分布。(a) 100 ms;(b) 150 ms;(c) 200 ms;(d) 250 ms
Fig. 2. Concentration distributions of TiCl4 gas on hemispheric substrate surface under different moments. (a) 100 ms; (b) 150 ms; (c) 200 ms; (d) 250 ms
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图 3. 传输过程中不同时刻各前驱体的浓度分布。(a) 50 ms; (b) 100 ms; (c) 150 ms; (d) 200 ms
Fig. 3. Concentration distributions of precusors at different moments in propagation process. (a) 50 ms; (b) 100 ms; (c) 150 ms; (d) 200 ms
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图 4. 不同位置处基底表面薄膜厚度的拟合曲线。(a) TiO2薄膜;(b) Al2O3薄膜
Fig. 4. Fitting curves of film thicknesses on substrate surface at different places. (a) TiO2 films; (b) Al2O3 films
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图 5. 不同高度处基底表面(a) TiO2薄膜和(b) Al2O3薄膜的厚度拟合曲线
Fig. 5. Fitting curves of film thicknesses on substrate surface under different heights. (a) TiO2 films; (b) Al2O3 films
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图 6. 半球反射光谱测试结果
Fig. 6. Test results of hemispheric refectance spectra
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表 1前驱体的饱和蒸气压、黏度和相对分子质量
Table1. Saturated vapor pressure, viscosity, and relative molecular mass of precursors
| Precursor | H2O | TMA | TiCl4 |
|---|
| Saturated vaporpressure /kPa | 2.33 | 1.12 | 1.33 | | Viscosity /(Pa·s) | 9.55×10-6 | 5.00×10-6 | 8.42×10-6 | | Relative molecular mass | 18.0153 | 72.0858 | 189.729 |
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表 2ALD沉积材料的折射率
Table2. Refractive indexes of materials after ALD
| Wavelength /nm | 400 | 500 | 600 | 700 |
|---|
| Refraction index of Al2O3 | 1.639 | 1.630 | 1.627 | 1.626 | | Refraction index of TiO2 | 2.60 | 2.48 | 2.36 | 2.32 |
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表 3Al2O3和TiO2薄膜的工艺参数
Table3. Process parameters for Al2O3 and TiO2 films
| Film | Precursor | Pulse time /s | Purge time /s |
|---|
| Al2O3 | TMA | 0.5 | 8 | | H2O | 0.5 | 10 | | TiO2 | TiCl4 | 0.43 | 12 | | H2O | 0.5 | 12 |
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来邻, 李旸晖, 周辉, 夏浩盛, 刘小煜, 夏成樑, 王乐. 基于原子层沉积的大曲率基底表面薄膜均匀性研究[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(3): 033101. Lin Lai, Yanghui Li, Hui Zhou, Haosheng Xia, Xiaoyu Liu, Chengliang Xia, Le Wang. Study of Film Uniformity on Large-Curvature Substrate Surface Based on Atomic Layer Deposition[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(3): 033101.
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