薄膜生長的寬光譜監(jiān)控技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、高性能的光學(xué)薄膜器件的制備需要有先進(jìn)的薄膜制備技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)及檢測技術(shù)作支撐。作為一種非常重要的薄膜生長監(jiān)控技術(shù)，光學(xué)監(jiān)控技術(shù)正從單波長監(jiān)控方式向多波長和寬光譜監(jiān)控方式發(fā)展。以提高薄膜生長監(jiān)控精度及薄膜生長工藝為目標(biāo)，本論文針對寬光譜監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了研究，同時也研究了生長速率、薄膜厚度、溫度等參數(shù)對薄膜的光學(xué)常數(shù)的影響。主要內(nèi)容包括：
　　 1、研制了用于電子束蒸發(fā)薄膜生長設(shè)備的一套寬光譜監(jiān)控系統(tǒng)，解決了系統(tǒng)研制過程中的各種軟硬件

2、問題。對傳統(tǒng)的寬光譜監(jiān)控數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了改進(jìn)，大大減少了計算量。提出軟硬兩種處理方法去除襯底干涉噪聲，并分別采用K9玻璃襯底和雙面拋光硅片襯底制備了窄帶濾波片，均實現(xiàn)了良好的帶通特性。利用寬光譜監(jiān)控系統(tǒng)的在位誤差補(bǔ)償功能，所制備的薄膜的最終光譜與理論模擬光譜符合得很好，驗證了所研發(fā)的紅外寬光譜監(jiān)控系統(tǒng)具有滿意的監(jiān)控效果。
　　 2、研究了SiO2薄膜光學(xué)常數(shù)隨生長厚度變化的趨勢，及這種趨勢與生長速率的關(guān)系。利用電子束蒸發(fā)方法在

3、硅片襯底上制備系列SiO2薄膜樣品，厚度范圍為～1nm到600nm。采用變角度橢圓偏振光譜儀對薄膜樣品進(jìn)行測量，每個樣品獲得200多組橢偏參數(shù)。選用適當(dāng)?shù)哪Ｐ瓦M(jìn)行擬合得到了SiO2薄膜的折射率色散關(guān)系及厚度值。實驗結(jié)果表明快速生長和慢速生長的SiO2超薄膜的折射率隨厚度變化趨勢不同，慢速生長的薄膜更容易形成致密膜層。
　　 3、基于單振子的洛倫茲色散模型，分析了材料的光學(xué)常數(shù)隨溫度變化的關(guān)系。采用自制的溫度可變的橢偏測量樣品室對