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技術(shù)前沿

中科院上海光機(jī)所在等離子體增強(qiáng)原子層沉積HfO2薄膜激光損傷閾值方面取得新進(jìn)展

激光制造網(wǎng) 來源:中科院上海光機(jī)所2023-06-21 我要評論(0 )   

近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實驗室朱美萍研究員團(tuán)隊在等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)HfO2薄膜的激光損傷閾值(LIDT)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成...

近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實驗室朱美萍研究員團(tuán)隊在等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)HfO2薄膜的激光損傷閾值(LIDT)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds上。

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PEALD具有精確的厚度可控性,基于該方法的HfO2/SiO2三倍頻減反射膜性能優(yōu)良。然而,PEALD HfO2薄膜中的高雜質(zhì)含量和非化學(xué)計量比導(dǎo)致其LIDT較低,是限制三倍頻激光薄膜LIDT提高的主要原因。因此,如何提高PEALD HfO2薄膜的LIDT成為了研究重點。

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圖1.不同溫度下氧氣退火的HfO2薄膜的XPS能譜:(a)Hf 4f,(b)C 1s,(c)N 1s和(d)O 1s

研究人員將PEALD HfO2薄膜在不同氣氛和不同溫度下進(jìn)行了退火處理,研究了對HfO2薄膜表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和LIDT(激光脈寬:7.8 ns,激光波長:355 nm)的影響。實驗結(jié)果表明,在氧氣氣氛下退火更有利于雜質(zhì)化合物(碳酸鹽和胺)的分解和缺氧狀態(tài)的改善。與退火前相比,在氧氣氣氛特定溫度下退火的HfO2薄膜具有更低的C和N雜質(zhì)含量,更高的化學(xué)計量比,從而具有更低的吸收和更高的LIDT。該實驗為PEALD氧化物薄膜和其他含有類似雜質(zhì)的氧化物薄膜的性能改善提供了參考,有利于相關(guān)激光薄膜LIDT的提高。

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圖2.不同溫度下氧氣退火的HfO2薄膜:(a)雜質(zhì)含量,(b)O/Hf比,(c)吸收和(d)LIDT


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