工艺参数对硫化锌薄膜光学性能和结晶特性的影响

摘要

目的研究离子源偏压和沉积温度的变化对硫化锌薄膜光学性能和结晶性能的影响规律。方法采用电子束蒸发技术,在K9玻璃基片上制备了硫化锌薄膜。采用分光光度计测试了薄膜的光学性能,利用光谱反演法得出薄膜的折射率和消光系数随波长的变化规律。采用X射线衍射法测试薄膜的结晶状态。结果随着离子源偏压的增加,薄膜折射率逐渐减小,但变化幅度不大,当离子源偏压为160 V时,1000 nm波长处的薄膜折射率达到最小值2.210。开启加热之后,薄膜折射率显著提高,且随着沉积温度的升高,薄膜折射率逐渐增大,沉积温度为210℃时,1000 nm波长处薄膜折射率达到最大值2.312。两种工艺参数下制备的薄膜,其消光系数均很小。单纯的离子源辅助沉积时,薄膜生长择优取向是(220)晶向,而基底加热状态下沉积的薄膜生长择优取向是(111)晶向。随着离子源偏压增加,薄膜(220)峰的衍射强度降低。沉积温度越高,薄膜(111)峰的衍射强度越大。结论硫化锌薄膜的光学特性对沉积温度的变化更为敏感,离子源偏压和沉积温度的改变均能显著影响硫化锌薄膜的结晶状态。