PECVD非晶SiO_2薄膜的红外吸收特性研究

用傅里叶红外吸收（ＦＴ－ＩＲ）光谱研究了等离子体化学气相沉积法（ＰＥＣＶＤ）制备的非晶ＳｉＯ２薄膜（ａ－ＳｉＯ２）的Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ键的红外吸收特性与膜厚的关系。Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ伸缩振动模在１０５０ｃｍ－１和１１５０ｃｍ－１附近分别有两个吸收峰，弯曲振动模在８００ｃｍ－１附近有一个吸收峰。１０５０ｃｍ－１和１１５０ｃｍ－１吸收带的积分强度随着膜层的递增而增加，而８００ｃｍ－１吸收带的积分强度不随膜层的递增而变化。因此我们推测薄膜密度不随膜厚而变化，１０５０ｃｍ－１吸收带的积分强度随着膜层的递增而增加的原因是由于１１５０ ｃｍ－１吸收带对１０５０ｃｍ－１吸收带的影响。另外，８００ｃｍ－１和１０５０ｃｍ－１这两个吸收峰的表观吸收系数αａｐｐ被发现和膜厚ｄ成正比：αａｐｐ＝ｋ×ｄ。利用αａｐｐ和ｄ的正比关系，ＰＥＣＶＤ ａ－ＳｉＯ２的膜厚可用非破坏性的ＦＴ－ＩＲ快速方便地测定。

非晶SiO_2薄膜中氧双键缺陷电子及光学特性的第一性原理研究

利用第一性原理对离子溅射沉积的非晶SiO2薄膜微观结构进行了分析、研究,结果表明,氧双键缺陷(SGs)可以作为体缺陷稳定存在于非晶SiO2中,SGs缺陷导致非晶SiO2薄膜材料禁带中引入了新的电子态,减小了禁带宽度;同时采用时相关密度泛函理论(TDDFT)对其光学特性进行了研究,得到非晶SiO2薄膜介电常数与入射光子能量间的关系曲线,从介电常数的虚部发现SGs缺陷在3.6eV处存在一个光学吸收峰.

氧分压影响中频磁控溅射沉积SiO_2薄膜光学性能研究

采用中频反应磁控溅射沉积非晶二氧化硅(a_SiO2)薄膜,用X射线衍射、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等方法研究氧分压影响退火前、后的两种SiO2薄膜样品的微观结构、折射率和消光系数等特性的变化规律。结果显示:室温下,沉积速率随氧分压的增大而减小,有利于提高薄膜的光滑性和致密度;在不同氧分压下沉积的SiO2薄膜均为非晶态结构;氧分压为25%时,薄膜表面具有均匀、光滑、致密的性能特征;折射率和消光系数都依赖于氧分压,氧分压大于15%时,薄膜在600 nm处的折射率n约为1.45～1.47,消光系数低于10-4。这表明适当提高氧分压有利于获得光学性能较好的SiO2薄膜。傅里叶红外吸收光谱测试表明,随着氧分压的升高,Si-O-Si伸缩振动峰向高波数方向移动,较高氧分压下沉积的SiO2薄膜具有较高的化学结合能,且结构和性能更稳定。