大尺寸硅基体633nm和3.5～4.1μm双波段高反射膜研制

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高性能193nm反射膜的制备与误差分析

3基金项目:上海市重点学科建设项目资助(项目编号:B503)收稿日期:2007212210　第28卷第3期应　用　激　光Vol.28,No.32008年6月A P PL I ED LAS ERJ une 2008高性能193nm 反射膜的制备与误差分析3尚淑珍1,　徐山清1　邵建达2(1华东理工大学机械与动力工程学院承压系统安全科学教育部重点实验室,上海200237;2中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术与研究发展中心,上海201800)提要　分析了膜厚控制误差对反射膜设计曲线的影响,发现高低折射率材料厚度反方向变化时(高折射率膜层厚度增加,低折射率膜层厚度减小),反射膜的反射率变化不明显,设计的膜系结构对这种膜厚变化方式的制造误差宽容。

在此基础上制备了193nm 反射膜,结果表明退火前光学损耗相对较大,实验结果与理论计算结果存在一定差距,并且散射损耗在总的光学损耗中所占比例很小,而吸收损耗占光学损耗的主要部分,起主导作用。

退火后光学损耗明显下降,实验结果与理论计算结果更为接近,193nm 反射膜的反射率达98%以上。

散射损耗增加至接近吸收损耗的水平,不过在总的光学损耗中仍然占比较小的比例。

说明当吸收损耗下降到一定程度时,散射损耗所起的作用也是不可忽视的。

关键词　193nm ;　反射膜;　误差分析;　吸收;　散射The Preparation and Error Analysis of High 2property 193nm HR MirrorsShang Shuzhen 1,　Xu Shanqing 1,　Shao Jianda 2(1Key L ab of S af et y S cience of Pressurized S ystem ,Minist ry of Education ,School of Mechanical Engineering ,East China Universit y of Science and Technology ,S hanghai 200237,China;2S hanghai I nstitute of O ptics and Fine Mechanics ,Chinese A cadem y of S ciences ,S hanghai 201800,Chi na )Abstract The effects of errors of optical thickness on designing reflectance of 193nm HR mirrors were analyzed.It revealed that the reflectance of the HR mirrors changed slightly if the optical thickness of the high 2and low 2ref ractive index layers changed differently (the optical thickness of the high 2refractive index layers increased and the optical thickness of the low 2re 2fractive index layers decreased ).The designed film system could endure this kind of manufactured error perfectly.The 193nm HR mirrors were evaporated on the basis of the results of the error analysis.It could see that the optical loss was relatively high and it differed f rom the designing value.The scattering loss was much lower than the absorbance loss which occupied the main role of the total loss.The optical loss reduced considerably so that the reflectance of the HR mirror reached more than 98%which was near to the theoretical number.The scattering loss increased to the level which was a little lower than the absorbance loss so it could not be omitted.K ey w ords 193nm ;　HR Coating ;　error Analysis ;　absorption ;　scattering1　引言在紫外光学系统中要用到大量的光学元件来改变光路、减少杂散光干扰、提高光能转换率。

基于高性能硅基光学超表面光场调控微腔的高集成度多功能传感技术研究

研究成果展示了硅基光学超表面光场调控微腔在实现高灵敏度、高分辨率、实时监测方面的优势，为推动该技术在各领域的应用提供了有力的技术支持。
该研究为进一步实现硅基光学超表面光场调控微腔的集成化、小型化、便携化提供了新的思路和方法，将为未来的智能化、多功能、高灵敏度传感技术发展提供重要推动力。
展望
随着硅基光学超表面光场调控微腔技术的不断发展和完善，未来有望实现更高效、更快速、更准确的多功能传感应用。
在生物医学领域，硅基光学超表面光场调控微腔有望为疾病的早期诊断、实时监测、药物筛选等提供更精确、更便捷的技术支持。
在环境监测领域，该技术有望为大气污染、水质污染、土壤污染等监测提供更灵敏、更可靠的技术手段，为环境保护和治理提供有力支持。
微腔作为一种重要的光学器件，具有高灵敏度、高分辨率和高集成度等优点
目前，基于高性能硅基光学超表面光场调控微腔的高集成度多功能传感技术的研究尚不充分
研究意义
有助于提高硅基光学超表面光场调控和微腔光学传感的技术水平
对于推动硅基光学和微纳光学的发展具有积极作用
有利于实现多功能、高集成度和高灵敏度的光学传感，满足实际应用需求
有效性。
系统集成与应用
将硅基光学超表面微腔与读出电路、控制电路等模块集成在一起，形成高集成度的多功能传感器系统，应用于实际场景
中进行测试和应用验证。
04
研究结果及讨论
研究结果
实现了微腔的高效调制，通过改变超表面的结构参数，显著提升了微腔的反射率和透射
率
实验结果表明，所制备的传感器在波长范围为1500-1600 nm内具有优秀的传感性能
03
研究内容及方法
研究内容
硅基光学超表面光场调控微腔的制造与优化

《2024年HWCVD法制备纳米硅薄膜及其工艺参数研究》范文

《HWCVD法制备纳米硅薄膜及其工艺参数研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米硅薄膜因其独特的物理和化学性质，在微电子、光电子、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。

其中，HWCVD（热丝化学气相沉积）法作为一种重要的制备技术，其制备的纳米硅薄膜具有优异的性能和广泛的应用前景。

本文将详细研究HWCVD法制备纳米硅薄膜的工艺参数及其对薄膜性能的影响。

二、HWCVD法制备纳米硅薄膜的原理及特点HWCVD法是利用热丝高温分解硅烷等含硅气体，生成硅原子和气态反应物，在衬底上发生沉积形成硅膜的一种技术。

该法具有沉积速度快、膜层质量好、掺杂效果好等优点。

三、工艺参数研究（一）基底温度基底温度是影响纳米硅薄膜性能的关键因素之一。

研究表明，随着基底温度的升高，硅原子的迁移率增大，有利于形成更致密的薄膜结构。

然而，过高的温度可能导致薄膜的晶粒增大，甚至出现晶粒之间的烧结现象。

因此，在制备过程中需合理控制基底温度。

（二）气体流量气体流量对HWCVD法制备纳米硅薄膜的质量有重要影响。

当气体流量过大时，硅原子在衬底上的迁移距离增大，可能导致薄膜的均匀性变差；而气体流量过小则可能使反应速率降低，影响薄膜的沉积速度。

因此，需根据实际情况调整气体流量。

（三）热丝温度热丝温度是HWCVD法中最重要的工艺参数之一。

热丝温度的高低直接决定了硅原子的生成速率和活性。

当热丝温度过高时，可能使硅原子在到达衬底前发生聚合反应，影响薄膜的纯度和质量；而热丝温度过低则可能使反应速率降低，影响生产效率。

因此，需根据实际需求调整热丝温度。

（四）沉积时间沉积时间是影响纳米硅薄膜厚度的关键因素。

在保证薄膜质量的前提下，适当延长沉积时间可增加薄膜的厚度。

然而，过长的沉积时间可能导致薄膜出现过度生长的现象，甚至出现裂纹等缺陷。

因此，需根据实际需求控制好沉积时间。

四、实验方法与结果分析（一）实验方法采用HWCVD法，通过调整基底温度、气体流量、热丝温度和沉积时间等工艺参数，制备出不同性能的纳米硅薄膜。

红外高折射率基体材料3～5微米宽带增透膜

红外高折射率基体材料3～5微米宽带增透膜随着科技的不断发展，红外技术被广泛应用于军事、医疗、安防等领域。

而在红外技术中，红外透过率是一个非常重要的指标。

因此，如何提高红外透过率成为了研究的热点。

近年来，一种新型的红外高折射率基体材料3～5微米宽带增透膜被研发出来，能够显著提高红外透过率，成为了研究的热点之一。

一、红外高折射率基体材料3～5微米宽带增透膜的研究背景在红外技术中，红外透过率是一个非常重要的指标。

而在传统的增透膜材料中，大多数是基于低折射率的材料，因此在红外透过率方面存在着一定的局限性。

为了解决这一问题，研究人员开始关注高折射率材料。

在高折射率材料中，硅基材料是一种非常常见的材料，因为硅基材料具有优异的光学性质和化学稳定性。

而在硅基材料中，3～5微米宽带是一个非常重要的区间，因为在这个区间内，红外透过率非常低，因此如何提高这个区间内的红外透过率成为了研究的热点。

二、红外高折射率基体材料3～5微米宽带增透膜的研究进展为了提高红外透过率，研究人员开始研究3～5微米宽带增透膜。

在这个过程中，研究人员发现，通过增加基体材料的折射率，可以显著提高红外透过率。

因此，研究人员开始研究高折射率基体材料。

在高折射率基体材料研究中，硅基材料是一个非常常见的材料。

但是，硅基材料的折射率并不是越高越好，因为过高的折射率会导致反射率过高，从而降低红外透过率。

因此，研究人员需要寻找一种合适的硅基材料，使得其折射率既高又不会导致反射率过高。

在研究中，研究人员发现，通过控制硅基材料中的缺陷，可以显著提高其折射率。

因此，研究人员开始研究如何控制硅基材料中的缺陷。

在控制硅基材料缺陷方面，研究人员发现，通过控制硅基材料的生长条件，可以有效地控制其缺陷。

因此，研究人员开始研究如何控制硅基材料的生长条件。

在研究中，研究人员发现，通过控制硅基材料的生长条件，可以有效地控制其缺陷。

例如，通过控制硅基材料的生长速度和生长温度，可以有效地控制其缺陷，从而显著提高其折射率。

国家标准《硅片表面薄膜厚度的测试光学反射法》编制说明(送审稿)

国家标准《硅片表面薄膜厚度的测试光学反射法》编制说明（送审稿）一、工作简况1、标准立项目的和意义集成电路产业是信息技术产业的核心，是国家重要的基础性、先导性和战略性产业，是推动国民经济和信息化发展的主要高新技术。

近10年来，我国的集成电路产业发展迅猛，随着高端集成电路市场在国内的兴起，对硅抛光衬底片中金属的要求越来越高。

为了取得更洁净的表面，引入了背面长多晶的吸杂工艺；同时对外延用重掺硅抛光片，为了防止在外延过程中的自掺杂和缩短外延工艺时间，通常会在硅片背表面生产一层氧化膜作为背封膜。

这两种工艺要求已经成为硅抛光片重掺产品中非常常见的要求，因此规范这类背封膜和多晶层的厚度测试及质量评估变得尤为重要，背封膜厚和多晶层的厚度及均匀性会直接影响器件后续工艺的成品率。

本标准描述的测试方法是目前广泛应用于硅片行业内对背封膜和背面多晶（本方法中将这两类统称为硅片表面薄膜）的测试方法。

2、任务来源根据《国家标准化管理委员会关于下达第一批推荐性国家标准计划的通知》（国标委发[2019]11号）的要求，由有研半导体材料有限公司负责国家标准《硅片薄膜厚度的测试光学反射法》的制定工作，计划编号为20190796-T-469。

3、主要工作过程3.1、起草阶段本项目在下达计划后，组织了专门的标准编制小组，进行了设备、用户要求、相关标准应用等方面的调研和收集；与同行、设备商进行了充分的沟通；结合多年来国内外用户对硅片薄膜厚度的要求和多年的测试实践，按照国家标准的格式要求起草了本标准，并于2019年5月形成了标准讨论稿。

2019年5月16日，由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会组织，在浙江省宁波市召开了《硅片表面薄膜厚度的测试光学反射法》标准第一次工作会议（讨论会），共有南京国盛电子有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司、江苏中能硅业科技发展有限公司等28个单位36位专家参加了本次会议。

与会专家对标准讨论稿进行了逐条讨论，并对规范性引用文件、测试环境、仪器设备等提出了修改意见。

高反射率硅基薄膜一维光子晶体的研究制备

高反射率硅基薄膜一维光子晶体的研究制备陈培专;于莉媛;牛萍娟;张建军;侯国付【摘要】采用射频等离子体增强化学气相沉积的方法,研究制备了一种基于硅基薄膜的高反射一维光子晶体.通过交替改变反应气体组分实现低折射率SiOx层和高折射率a-Si层的交替层叠沉积,具有两种膜层介质折射率比大、反射率高、沉积时间短、工艺窗口宽等优点.采用5周期的SiOx层与a-Si层构成的一维光子晶体(厚度分别为155 nm和55 nm),其禁带范围内(650~1100 nm)的平均反射率达到99.1%,高于相同波长范围内Ag的平均反射率(96.3%).%Highly reflective one dimensional photonic crystal ( 1 D PC ) based on silicon thin films was investigated and prepared using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition method. Both the low refractive index layer of SiOx and high refractive index layer of a-Si were de-posited in the same chamber by alternatively changing the reaction gas component. The 1D PC has the advantage of high refractive index contrast, wide band gap, short depostion time and wide process window, which is a good candidate for the replacement of traditional high-reflection metal films. An average reflectivity of 99. 1% was obtained within the bandgap ( wavelength range of 650-1100 nm) for an 1D PC constructed with only 5 periods of SiOx and a-Si, which is signifi-cantly higher than the Ag film of 96 . 3%.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2017(038)010【总页数】6页(P1403-1408)【关键词】一维光子晶体;硅基薄膜;高反射【作者】陈培专;于莉媛;牛萍娟;张建军;侯国付【作者单位】天津工业大学电气工程与自动化学院, 电工电能天津市重点实验室,大功率半导体照明应用系统教育部工程中心, 天津 300387;南开大学光电子薄膜器件与技术研究所, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,光学信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071;天津工业大学电气工程与自动化学院, 电工电能天津市重点实验室,大功率半导体照明应用系统教育部工程中心, 天津 300387;天津工业大学电气工程与自动化学院, 电工电能天津市重点实验室,大功率半导体照明应用系统教育部工程中心, 天津 300387;南开大学光电子薄膜器件与技术研究所, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,光学信息技术科学教育部重点实验室,天津300071;南开大学光电子薄膜器件与技术研究所, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,光学信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071【正文语种】中文【中图分类】O472+.3Abstract: Highly reflective one dimensional photonic crystal (1D PC) based on silicon thin films was investigated and prepared using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition method. Both the low refractive index layer of SiOx and high refractive index layer of a-Si were deposited in the same chamber by alternatively changing the reaction gas component. The 1D PC has the advantage of high refractive index contrast, wide band gap, short depostion time and wide process window, which is a good candidate for the replacement of traditional high-reflection metal films. An average reflectivity of 99.1% was obtained within the bandgap (wavelength range of 650-1 100 nm) for an 1D PC constructed with only 5 periods of SiOx and a-Si, which is significantly higher than the Ag film of 96.3%.Key words: one dimensional photonic crystal； silicon thin films； high reflection在各种类型的光电器件中，高反射率薄膜的应用越来越广泛[1-4]。

一种适用3.7-4.8μm波段的硅基底高效增透膜[发明专利]

专利名称：一种适用3．7-4．8μm波段的硅基底高效增透膜专利类型：发明专利
发明人：张友良,李林涛,杨静,李刚,董力,胡忠
申请号：CN201810582162.9
申请日：20180607
公开号：CN108802864A
公开日：
20181113
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种适用3.7‑4.8μm波段的硅基底高效增透膜，所述高效增透膜包括硅基底层和空气层在内的膜层数目为9层，膜层结构为Sub Si︱Y2O3 Ge ZnS Ge ZnS Y2O3 YbF3︱Air，其中的硅基底层材料为红外光学材料硅；本发明提供的所述适用3.7‑4.8μm波段的硅基底高效增透膜，降低了包括硅基底层和空气层在内的增透膜的膜层数目，从而简化了在硅基底材料表面依次镀制各膜层材料的工艺；增强了相邻膜层材料之间的附着力，避免了增透膜易出现膜层不均匀和脱膜的现象而导致生产的增透膜的废品率高的弊端，从而节省了增透膜的生产成本；提高了增透膜在
3.7‑
4.8μm波段的平均透过率，降低了增透膜在3.7‑4.8μm波段的平均反射率；优化了增透膜的硬度和耐磨性，防止增透膜在使用过程中易划伤等情况的出现。

申请人：云南北方驰宏光电有限公司
地址：655000 云南省曲靖市经济技术开发区
国籍：CN
代理机构：西安东灵通专利代理事务所(普通合伙)
代理人：朱玲
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基于氮化硅基材的微结构高反射镀膜实验和模拟研究

第39卷,总第228期2021年7月,第4期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.39,Sum.No.228Jul.2021,No.4基于氮化硅基材的微结构高反射镀膜实验和模拟研究胡梦玥,任建华(北京遥感设备研究所,北京　100039)摘　要:高温透波材料在航空航天飞行器的天线罩上有着广泛应用,随着激光武器的发展,对天线罩的激光防护性能提出了更高的要求。

碳化硅陶瓷材料凭借其优异的机械性能和介电性能,已经成为透波材料的研究热点。

本文针对碳化硅陶瓷的激光防护需求,对其表面进行微结构设计以及镀膜处理,通过增强激光发射,提高了抗激光损伤的能力。

通过设计加工出微棱镜结构,增强材料对入射光的散射,模拟结果显示不同角度的入射光均从各个方向被反射,减少了陶瓷基体对激光的吸收。

实验中采用二氧化钛对陶瓷表面镀膜,大幅提高了材料对于532nm 波长激光的反射能力,反射率从不到10%提升到70%以上。

关键词:透波材料;氮化硅陶瓷;激光防护;二氧化钛;反射率中图分类号:TJ04 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2021)04-0317-04Experimental and Simulation Study of Micro -structure High -reflectionCoating based on Silicon Nitride SubstrateHU Meng -yue,REN Jian -hua(Beijing Institute of Remote Sensing Equipment,Beijing 100039,China)Abstract :Wave -transmitting materials are widely used in aerospace.With the development of laser weapons,higher requirements are put forward for the protective performance of materials.In this paper,the surface microstructure design and coating treatment of the wave -transmitting material of silicon ni⁃tride ceramics.The microprism structure is designed and processed to enhance the scattering of incident light by the material.The simulation results show that incident light at different angles is reflected from all directions,reducing the direct impact on the ceramic surface.Titanium dioxide was used to coat theceramic surface,which greatly improves the material’s reflection ability for 532nm wave length light;from less than 10%to more than 70%.Key words :wave -transmitting materials;silicon nitride ceramics;laser protection;titanium dioxide;reflectivity收稿日期　2020-12-06 修订稿日期　2021-01-10作者简介:胡梦玥(1990~),女,硕士研究生,工程师,研究方向为天线罩力热设计。

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ｔａｓｓｉｎｒｇｏｒｎｍｉｓｏｅｉｎ．Ｂｕａｕｔａｅ，ｉｈａｅｏ０－２５ｉｃｄｎａｇｅｉｗａｅｙｄｆｉｕｔｔｔｓａｓｂｓｒｔｎｔｅｃｓｆ。２．。ｎｉｅｔｎｌ，ｔｓｖｒｉｆｃｌｏ
Ａｂｓｒｃ：Ｓｌｃｎｉｕｕａｌｅｔｍａｅｌｎｓｆｒｍｉｉｆａｅｐｉａｓｓｅｅａｓｏｔｗｉｅａｄｔａｔｉｉｏｓｓｌｕｓｄｏｙｋｅｏｄ－ｎｒｄｏｔｌｙｔｍｂｃｕｅｆｉｓｒｃｄｂｎ
第４ｌ巷第７期
Ｖｏ．Ｏ．１４１Ｎ７
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红外与激光工程
ＩｆａｅｄａｄＬａｅｇｎｅｉｇｎｒｒｎｓｒＥｎｉｅｒｎ
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２１０２年７月
Ｊ．ｕ１２０１２
大尺寸硅基体６３ｎ和３５，．ｕ双波段高反射膜研制３ｍ．－１ｍ－４
膜的特性、备及测试方法。由于红外区可选用的薄膜材料较少，制兼顾膜层的制备、光谱特性及可靠
性满足等方面因素，终采用氟化镱（ｂ作为低折射率材料。经过多次实验，用速率控制、最Ｙ）采离子辅助等工艺方法，选取合适的基底温度，决了在大尺寸硅基体上由于膜层过厚以及ＹＦ膜层严重解ｂ３
Ｄｕ１ｂａｄ６３ａｍｎ．－４１Ｉｍｅｅｔｏａ．ｎ３ａｄ３５．ｘｒｆｃｉｎｌｃａｉｓｏａｇｉｅｓｌｏｕｓｒｔｓｏｔｎｇｎｌｒｅｓｚｉｃｎｓｂｔａｅｉ
ａｇｏｏｔｇｗｈｃａｏｈｇｏｒｎｍｉａｃｄｄｒｂｌｙｏｄｃａｉｉｈｈｄｂｔｏｄｔｓｔｎｅａｕａｉｔ．Ｙｔｒｉｍｕｒｄ（Ｆ）ｗａｄｐｅｎａｔｎｉｔｂｕｆｏｅＹｂ３ｅｌｉｓａｏｔｄ
ｄｐｓｕｌｂｎｅｅｔｎｃａｎｇｎＳ，ｅｐｃａｌｒｔｅｄｒｂｌｙｏ ∞ ０ｌｌｒｅｓｅｌｎｅ．ｅｏｉｄａ—ａｄｒｆｃｉｏｔｓｏｉｓｅｉｌｆｕａｉｔｆｔｌｏｉｙｏｈｉ０ｍｎａｇｉｅｓｓｚ
岳威，韩永昶，东野斯阳。武淑明赵明艳ｚ，，
（．１固体激光技术国家级重点实验室，北京１０１；２华北光电技术研究所，００５．北京１０１）００５
摘要：硅由于透光区域较宽，学系统中。但是，便以其作
Ｉｆａｅｏｔｃａｄｈｉｆｌｔｃｎｌｇａｔｅａｋｇｏｎｄｔｅｈａａｔｒｓｉｓｐｅａａｏａｄｅｔｎｒｒｄｐｓｎｔｎｉｍｅｈｏｏｙｓｈｂｃｒｕ，ｈｃｒｃｅｔ，ｒｐｒｔｎｎｔｓｉｉｉｃｉｎｇ
Ｙｕｅ，ＨａｎｈｎｅＷｉ。 ’ ｎＹｏｇｃａｇ，ＤｏｇｙｎｎｙｅＳｉａｇ，ＷｕＳｕｎｈｍｉｇ，ＺｈａｉｇａｏＭｎｙｎ（．ｔｎｌＫｙＬｂｒｔｒｆＳｌ－ｔｔＬｓｒＢｅｉｇ１０１，ｈｎ；１Ｎａｏａｅａｏａｏｙｏｏｉｓｅａｅ，ｉｎ００５Ｃｉａｉｄａｊ２ＮｒｈｎｅｅｒｈＩｓｔｔｏｌｔ —ｐｉｅｈｏｏｙＢｅｉｇ１０１，Ｃｉａ．ｏｔＣｉａＲｓａｃｎｔｕｅｆＥｅｒｏｔｓＴｃｎｌｇ，ｉｎ００５ｈｎ）ｈｉｃｏｃｊ
为基底，镀制ｏ２．。射、３ｍ与３５４１ｘ双波段的反射膜却具有相当大的难度，尤其是－２５入６３ａ．～．Ｉｍ
ｑ０ｌ大尺寸硅镜引起的牢固度问题。￣０３ｍｎ等以红外光学和薄膜技术为背景，介绍了大尺寸硅基体反射
应力作用而导致的膜层龟裂问题，最终研制成功符合使用要求，可靠性和光谱特性皆优的双波段反且
射薄膜。
关键词：红外光学；大尺寸硅镜；高反射膜；牢固度
中图分类号：４４０８文献标志码：Ａ文章编号：１０－２６２１）７１５ —４０７２７（０２０ — ８４０