等离子体增强化学气相沉积法制图优化TiO2薄膜及其光学性能研究
本课题用氧气为载气,以四异丙基钛酸脂(TIPT)为单体,以等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition-PECVD)法在单晶硅基片上成功制备了具有光导管内核材料特性的TiO2薄膜,针对不同的偏置电压制备的薄膜样品进行测试。椭圆偏振仪检测薄膜沉积厚度,从而计算出平均沉积速率、密度,椭圆偏振仪还可以检测薄膜的光学特性；通过红外光谱仪检测薄膜化学成分与结构；使用扫描电镜观察薄膜的表面形貌；使用原子力显微镜检测薄膜的表面粗糙度等。得到如下的主要研究结果:
1)TiO2薄膜的沉积速率在未加偏置电压时至20V区间内先提高后降低,在偏置电压为10V时达到最大值3.9nm／min。而在20V到50V区间,沉积速率基本一致(3.0nm／min)。
2)薄膜密度在不添加偏置电压下密度为3.4g／cm3,并随偏置电压的提高不断上升,在20V时达到最大值4.3g／cm3。薄膜密度在20V到50V偏置电压区间有轻微的下降3.9g／cm3。
3)随着偏置电压的升高,薄膜的折射系数n不断升高,但偏置电压对消光系数的影响很小。
4)不添加偏置电压下的薄膜样品结构为锐钛矿薄膜结构,偏置电压大于10V时薄膜为金红石结构。随偏置电压从不添加偏置电压增大至50V,薄膜的晶粒直径从206nm下降71nm,粗糙度从8.4nm下降至5.2nm。
5)对偏置电压为50V的TiO2薄膜样品采取等离子增强化学气相蚀刻,蚀刻率可以达到175nm／min。
6)研究了TiO2／SiO2的共同沉积生成混合薄膜,以进一步降低薄膜粗糙度和柱状结构。
等离子体增强化学气相沉积;优化条件;二氧化钛薄膜;光导管;柱状结构
广东工业大学
硕士
微电子学与固化电子学
杨元政
2011
中文
TQ134.11;TB383
63
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）