等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制圖優(yōu)化TiO2薄膜及其光學(xué)性能研究.pdf

1、本課題用氧氣為載氣,以四異丙基鈦酸脂(TIPT)為單體,以等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition-PECVD)法在單晶硅基片上成功制備了具有光導(dǎo)管內(nèi)核材料特性的TiO2薄膜,針對(duì)不同的偏置電壓制備的薄膜樣品進(jìn)行測(cè)試。橢圓偏振儀檢測(cè)薄膜沉積厚度,從而計(jì)算出平均沉積速率、密度,橢圓偏振儀還可以檢測(cè)薄膜的光學(xué)特性；通過(guò)紅外光譜儀檢測(cè)薄膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)；使用掃描電鏡觀察薄膜的

2、表面形貌；使用原子力顯微鏡檢測(cè)薄膜的表面粗糙度等。得到如下的主要研究結(jié)果:
　　 1)TiO2薄膜的沉積速率在未加偏置電壓時(shí)至20V區(qū)間內(nèi)先提高后降低,在偏置電壓為10V時(shí)達(dá)到最大值3.9nm／min。而在20V到50V區(qū)間,沉積速率基本一致(3.0nm／min)。
　　 2)薄膜密度在不添加偏置電壓下密度為3.4g／cm3,并隨偏置電壓的提高不斷上升,在20V時(shí)達(dá)到最大值4.3g／cm3。薄膜密度在20V到50V偏置電

3、壓區(qū)間有輕微的下降3.9g／cm3。
　　 3)隨著偏置電壓的升高,薄膜的折射系數(shù)n不斷升高,但偏置電壓對(duì)消光系數(shù)的影響很小。
　　 4)不添加偏置電壓下的薄膜樣品結(jié)構(gòu)為銳鈦礦薄膜結(jié)構(gòu),偏置電壓大于10V時(shí)薄膜為金紅石結(jié)構(gòu)。隨偏置電壓從不添加偏置電壓增大至50V,薄膜的晶粒直徑從206nm下降71nm,粗糙度從8.4nm下降至5.2nm。
　　 5)對(duì)偏置電壓為50V的TiO2薄膜樣品采取等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相蝕刻,