电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 610054
为了探究特定沉积工艺参数下，不同沉积角度对SiO2光学薄膜损耗及应力双折射的影响，本文采用一种高灵敏探测方法?偏振光腔衰荡技术表征单层SiO2光学薄膜。该技术基于测量光学谐振腔内偏振光来回反射累积后的衰荡时间特性及产生的相位差振荡频率，实现光学元件的光学损耗和残余应力的同点、同时绝对测量。实验对60°、70°和80°沉积角度条件下制备的单层SiO2薄膜样品进行了应力和光学损耗的测量分析。结果显示了不同沉积角度条件下制备的SiO2薄膜表面粗糙程度和致密性变化对薄膜损耗和应力双折射效应的影响，该结果对制备低光学损耗、低应力SiO2光学薄膜提供了技术指导。
偏振光腔衰荡 光学损耗 应力双折射 SiO2光学薄膜 polarized cavity ring-down optical loss stress induced birefringence SiO2 films
1 长春理工大学 理学院,长春 130022
2 吉林华微电子股份有限公司,吉林 吉林 130031
采用等离子体化学气相沉积法在硅基底上沉积氧化硅薄膜, 研究在不同工艺条件下薄膜的应力变化情况和折射率分布规律.利用应力测试仪测定晶圆在镀膜前后的形变量进而获得应力值, 并用棱镜耦合仪测试薄膜折射率.在其他条件相同的情况下, SiH4与N2O的流量比分别设为24、27.6和30时, 在1 539 nm波长下薄膜平均折射率分别为1.466 7、1.459 2和1.455 7, 对应的晶圆应力向着压应力增加, 分别为-50 MPa、-200 MPa和-430 MPa.掺入8.3×10-7 m3/s GeH4后, SiH4与N2O的流量比分别设为22.6、24和27.6时, 薄膜平均折射率分别为1.475 8、1.471 4和1.463 3, 对应的晶圆应力分别为25 MPa、-210 MPa和-270 MPa, 是从拉应力向压应力变化的过程.结果表明, SiH4与N2O的流量比相同时, 掺入GeH4后折射率和对应的压应力明显增加.因此, 通过对工艺条件的合理选择, 可制备出折射率稳定的氧化硅波导薄膜, 从而提高器件在整个晶片上的成品率.
薄膜 氧化硅薄膜 光波导 应力 折射率 Thin films SiO2 films Optical waveguide Stress Refractive index 光子学报
2018, 47(12): 1231003
1 西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
2 白俄罗斯国立信息与无线电电子大学, 白俄罗斯明斯克 鲍里索夫220013
为了认识SiO2薄膜在激光辐照下的变化, 本文以K9玻璃为基底, 采用电子束热蒸发方法制备了SiO2薄膜, 并将此组在相同实验条件下制备的薄膜加以不同能量的激光辐照, 研究在激光辐照前后样片的透射率、折射率、消光系数、膜厚、表面形貌及激光损伤阈值(LIDT)的变化。结果表明, 样片膜厚随激光能量的增加而减小, 辐照激光能改善薄膜表面形貌, 并使样片LIDT值提高, 最终能使样片的LIDT值从16.96 J/cm2提高至18.8 J/cm2。
SiO2薄膜 辐照激光 激光损伤阈值(LIDT) 影响 SiO2 films laser irradiating energy laser-induced damage threshold (LIDT) effect
中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术发展中心, 上海 201800
SiO2薄膜由电子束蒸发方法沉积而成。用GPI数字波面光学干涉仪测量了不同沉积条件下玻璃基底镀膜前后曲率半径的变化，并确定了SiO2薄膜中的残余应力。在其他条件相同的情况下，当沉积温度由190 ℃升高到350 ℃时，SiO2薄膜中的压应力由-156 MPa增大为-289 MPa。氧分压由3.0×10-3 Pa升高到13.0×10-3 Pa时，SiO2薄膜中的应力由-223.5 MPa 变为20.4 MPa。通过对薄膜折射率的测量，发现薄膜的堆积密度随沉积条件的改变也发生了规律性的变化。应力的变化主要是由于沉积时蒸发粒子的动能不同，导致薄膜结构不同引起的。同时，在样品的存放过程中，发现随着存放时间的延长，薄膜中的应力表现出了由压应力状态向张应力状态演变的趋势。
薄膜光学 SiO2薄膜 残余应力 沉积温度 氧分压 时效
玻璃基片上的SiO2膜已在液晶显示器件制造业中得到了广泛应用。SiO2膜的性能在很大程度上决定了液晶显示器件的化学稳定性及使用寿命。SiO2膜致密性及膜厚可由P-蚀刻法测量出。本文提出了一种评估液晶显示器件中使用的SiO2膜层性能的简便而又快捷的方法。
SiO2膜 致密结构 P-蚀刻法 膜厚
