1 福州大学 平板显示技术国家地方联合工程实验室,中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州35000
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350100
3 瑞典查尔摩斯理工大学, 量子器件物理实验室, 哥德堡41296
4 西安交通大学 电信学部, 西安71009
5 晋江市博感电子科技有限公司,泉州362200
采用成本低廉、操作简单的液态淀积法成功制备了HfO2薄膜，分析了液态淀积法制备氧化铪薄膜的反应机理，测试了薄膜的表面形貌、组成成分，以及光学特性和电学性能。结果表明：液态淀积法制备的氧化铪薄膜结构致密且连续，化学组分纯正；经过500 ℃退火后，氧化铪薄膜的透光率在92%以上；以40 nm氧化铪为电介质制成平板电容后，当电压为1 V时漏电流密度是3.56×10-7 A/cm2；1 MHz频率下的电容值为1.05 nF，经计算得出介电常数为18.9。液态淀积法制备氧化铪薄膜的成功，为使用氧化铪薄膜作为Micro LED器件的侧壁钝化层提供了一种成本低廉、工艺简便的方法。
液态淀积法 氧化铪薄膜 微米级发光二极管显示器 liquid deposition method HfO2 film Micro LED
1 中国航天科工飞航技术研究院天津津航技术物理研究所天津市薄膜光学重点实验室, 天津 300308
2 哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国防科技重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
氧化铪是高激光损伤阈值薄膜领域内一种重要的高折射率材料，其禁带宽度和Urbach带尾宽度直接影响到薄膜的吸收和激光损伤阈值。针对离子束溅射沉积法制备的氧化铪薄膜，以基板温度、离子束电压、离子束电流和氧气流量为主要制备参数，提出了基于正交实验的光学带隙调整方法，并采用Cody-Lorentz介电常数模型表征了薄膜的禁带宽度和带尾宽度。研究结果表明，当置信概率为90%时，在影响氧化铪薄膜禁带宽度的制备因素中，影响权重从大到小依次为基板温度、离子束电流和氧气流量，采用低基板温度、中等离子束电流和低氧气流量制备参数组合，可以获得高禁带宽度的氧化铪薄膜；对带尾宽度影响最大的制备参数是基板温度，其他参数影响不显著，在高基板温度下可以获得较低的带尾宽度，这表明氧化铪薄膜的无序度较低。
材料 氧化铪薄膜 离子束溅射 光学带隙 调整方法
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
利用离子束辅助沉积方法制备单层二氧化铪薄膜,对薄膜样品的折射率、吸收特性进行了研究。实验结果表明,薄膜特性与制备工艺参数有着密切的关系,沉积速率、烘烤温度、离子束流、氧气流量均对单层二氧化铪薄膜紫外光学特性有着不同程度的影响。实验分析了不同工艺因素对单层二氧化铪薄膜的影响,并且找到了在一定范围内的最佳工艺参数。针对可能对紫外波段造成较大散射吸收损耗的微观表面形貌,利用SEM分析了典型工艺因素对表面形貌的影响。
二氧化铪薄膜 光学常数 离子束辅助沉积 HfO2 thin films optical constant ion assisted deposition SEM SEM
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所， 中国科学院 强激光材料科学与技术重点实验室， 上海201800
2 中国科学院 研究生部， 北京 100039
在基底清洗、薄膜沉积和薄膜后处理三个阶段均采用离子束技术，制备了氧化铪薄膜，并对薄膜的光学性能、表面特性和激光损伤阈值特性进行测试和研究。结果表明，利用离子束技术清洗基底可以增强表面吸附；离子束辅助沉积在合适离子束能量下可以得到高堆积密度、高损伤阈值的薄膜；离子束后处理氧化铪薄膜可以降低表面粗糙度，改善抗激光损伤阈值。说明在三个薄膜制备阶段同时采用合适的离子束参数可以制备出结构致密、阈值高、表面粗糙度好的氧化铪薄膜。
离子束技术 氧化铪薄膜 激光损伤阈值 光学性能 后处理 ion beam technique hafnium dioxide thin film laser damage threshold optical property post-treatment
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 中国科学院强激光材料重点实验室,上海 201800
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
利用电子束蒸发和自动晶控技术制备了氧化铪薄膜,并对薄膜进行了退火处理。通过光致发光(PL)光谱、光致发光激发谱(PLE)和X射线衍射(XRD)等测试对HfO2薄膜进行表征,研究了退火对HfO2薄膜结构及发光特性的影响。室温下对薄膜进行了光致发光光谱测试发现存在4个发射峰,退火后的样品发光强度明显增强。对薄膜的激发谱测试发现激发谱与发射谱之间存在着斯托克斯位移。在退火处理后,X射线衍射表明薄膜的取向性和结晶度都明显提高,但是薄膜的激光损伤阈值(LIDT)没有变化。
薄膜 氧化铪薄膜 光致发光与激发谱 X射线衍射 结构缺陷 激光损伤阈值
1 玉林师范学院,物理与信息科学系,广西,玉林,537000
2 河南师范大学,物理与信息工程学院,河南,新乡,453007
3 深圳市深新隆实业有限公司,广东,深圳,518055
4 华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074
用双离子束溅射沉积氧化铪光学薄膜,并对此工艺下制备的氧化铪薄膜进行了光学性质、残余应力、结构特性以及激光损伤特性的研究.实验结果表明,用双离子束溅射沉积的氧化铪薄膜不仅结构均匀,膜层致密,无定形结构,而且具有极低的散射和吸收,均匀的非晶结构,杂质缺陷少,激光损伤阈值高.
双离子束溅射沉积 氧化铪薄膜 激光损伤阈值 残余应力
中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术研究发展中心,上海,201800
利用电子束蒸发和光电极值监控技术制备了氧化铪薄膜,并分别用两种后处理方法(空气中退火和氧等离子体轰击)对样品进行了处理.然后,对样品的透过率、吸收和抗激光损伤阈值进行了测试分析.实验结果表明,两种后处理方法都能不同程度地降低了氧化铪薄膜的吸收损耗、提高了抗激光损伤阈值.实验结果还表明,氧等离子体轰击的后处理效果明显优于热退火,样品的吸收平均值在氧等离子体后处理前后分别为34.8 ppm和9.0 ppm,而基频(1 064 nm)激光损伤阈值分别为10.0 J/cm2和21.4 J/cm2.
氧化铪薄膜 薄膜退火 抗激光损伤阈值 薄膜吸收
