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.

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积方法制备富硅氮氧化硅(a-SiO0.35N0.59∶H)薄膜, 以这层薄膜作为有源层构建发光二极管。实验结果表明器件在室温下可观测到强的电致红光发射, 发光峰在715 nm附近, 与其光致发光峰位一致。电致发光谱测量还表明器件开启电压为8 V, 器件的电致发光强度随注入电流的增大呈线性递增关系。电流-电压特性分析表明器件的载流子输运机制以Pool-Frenkel(P-F)发射模型为主。结合发光有源层的微结构分析, 初步认为电致红光发射来自于电子和空穴通过有源层的带尾态的辐射复合。

采用近常压下等离子体增强化学气相沉积的方法制备得到多孔氧化硅薄膜, 并在沉积区域加载偏压对薄膜形貌和性质进行调制。扫描电镜显示偏压条件下沉积的薄膜更加蓬松多孔, 常温下阴极射线谱表明: 增大偏压的占空比, CL谱中发光峰的位置并不改变, 但谱线强度增大。发光峰的位置说明薄膜中的主要成分是Si-O-Si基团, 且该种基团以非桥键的形式存在, 薄膜中还存在少量的Si-H键, 这与红外光谱测试结果一致。X射线衍射结果表明薄膜中的SiO2是非晶态的。

The performances of HfO2/SiO2 single- and multi-layer coatings in vacuum influenced by contamination are studied. The surface morphology, the transmittance spectrum, and the laser-induced damage threshold are investigated. The results show that the contamination in vacuum mainly comes from the vacuum system and the contamination process is different for the HfO2 and SiO2 films. The laser-induced damage experiments at 1064 nm in vacuum show that the damage resistance of the coatings will decrease largely due to the organic contamination.