射頻磁控濺射制備SiO2薄膜及其性能研究.pdf

1、本文采用射頻反應(yīng)磁控濺射技術(shù)，利用高純Si靶(純度為99.99%)作為濺射靶材，以高純Ar、O2分別作為濺射氣體和反應(yīng)氣體,在Si(111)基片和Al/Si（111）基片上制備了SiO2薄膜材料。利用原子力顯微鏡（AFM）、臺(tái)階儀以及橢偏儀對(duì)SiO2薄膜來進(jìn)行測量分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，利用單一變量法研究了工作氣壓、濺射功率、氬氧流量比以及中頻偏壓對(duì)SiO2薄膜的光學(xué)性能、沉積速率以及表面形貌的影響。
　　本研究主

2、要內(nèi)容包括：⑴工作氣壓、濺射功率、O2流量所占百分比以及中頻偏壓對(duì)SiO2薄膜的折射率、沉積速率以及表面形貌具有顯著的影響。隨著反應(yīng)氣壓的增大，薄膜的沉積速率逐漸降低，折射率也降低；濺射功率在從50W增加到150W的過程中，薄膜的沉積速率線性增加，折射率先增加后減小，在100V時(shí)最佳；隨著氬氧流量比中氧氣流量的增加，薄膜的沉積速率和折射率都有所下降，在20:2時(shí)沉積速率最大，折射率較好；中頻偏壓(40KHz)在從0V增長到200V過程中

3、，SiO2薄膜的沉積速率逐漸降低，折射率先增加再減小在150V時(shí)為1.458，薄膜的表面粗糙度由0V時(shí)的1.04nm降到150V時(shí)的0.452nm，此時(shí)的薄膜表面粗糙度最小為0.452nm，并且表面形貌最為光滑，繼續(xù)增大偏壓，表面粗糙度增大為0.479nm，表面變得又不光滑。根據(jù)分析結(jié)果，討論了實(shí)驗(yàn)條件對(duì)SiO2薄膜的影響。⑵中頻偏壓對(duì)Al/Si表面制備的SiO2薄膜具有顯著的影響，在中頻偏壓0-150V范圍內(nèi)，薄膜的表面粗糙度逐漸減小