بررسی یکنواختی لایه نازک SiO2 ، تولید شده با روش تبخیر باریکه الکترون و تبخیر گرمایی

شکوری, رضا; حیدری, حسن

doi:10.29252/ijpr.17.4.621

بررسی یکنواختی لایه نازک SiO2 ، تولید شده با روش تبخیر باریکه الکترون و تبخیر گرمایی

نویسندگان

رضا شکوری ¹

حسن حیدری ²

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

² مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران

https://doi.org/10.29252/ijpr.17.4.621

چکیده

در این مقاله لایه نازک دی‌اکسید‌سیلیسیم، SiO2، با دو روش تولید شده است: در روش اول، SiO2 مستقیماً توسط تفنگ الکترونی تبخیر می‌شود و هم‌زمان برای جبران کمبود اکسیژن، گاز اکسیژن به محیط تزریق می‌شود. در روش دوم، منواکسید‌سیلسیم، SiO، توسط تبخیر گرمایی بخار می‌شود و در حین تبخیر آن، زیر لایه با یون‌های اکسیژن که توسط یک منبع یون تولید شده‌اند بمباران می‌شود. ضریب شکست، ضریب خاموشی و ضخامت لایه به کمک حل عددی روابط عبور و بازتاب محاسبه شده‌اند. از میزان جابه‌جایی منحنی عبور مقدار نایکنواختی لایه محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد که اگر مقدار جریان و انرژی یون‌های اکسیژن به طور مناسب انتخاب شوند، لایه SiO2 تولید شده در روش دوم، جذب ندارد. به علاوه لایه SiO2 تولید شده توسط روش دوم به مراتب یکنواخت‎تر از لایه تولید شده با روش اول می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

دی اکسید سیلیسیم

منواکسید سیلسیم

یکنواختی

ضریب شکست

عنوان مقاله English

Investigation of uniformity SiO2 thin film deposited by electron beam and thermal evaporation method

نویسندگان English

R shakouri ¹

H Haydari ²

چکیده English

In this paper, SiO2 thin film is produced by two methods: at the first method, SiO2 is evaporated by the electron gun and oxygen gas is injected to compensate for oxygen loss due to dissociation. At the second method, silicon monoxide is evaporated by thermal evaporation and during the evaporation time, substrate is bombarded by the ion oxygen that produced by an ion source. The refraction index, the extinction coefficient and the thickness layer are calculated by numerical method of the transmittance and reflectance equations. By the shift in the spectral transmittance, amount of non uniformity is calculated. Results show that if the quantity of the current and the ion energy are selected properly, SiO2 film will not have absorption. Moreover, SiO2 film produced by the second method is more uniform than that of by the first method

کلیدواژه‌ها English

Silicon Dioxide

Silicon Monoxide

Uniformity

refractive index

[1] R. Chow and N. Tsujimoto "Silicon dioxide and hafnium dioxide evaporation characteristics from a high-frequency sweep E-beam system," Appl. Opt. 35, 5095 (1996).
Society of America, 2004), paper WD1.
[2] F. Rainer, H.W. Lowdermilk, D. Milam, C.K. Carniglia, T. Tuttle Hart, T.L. Lichtenstein, Appl. Opt. 24 496 (1985).
[3] P. Baumeister, O. Arnon, Appl. Opt. 16 439 (1977).
[4] F. Rainer, D. Milam, W.H. Lowdermilk, NBS Spec. Publ. 638 339 (1981).
[5] E. Kobeda and E. Irene “A measurement of intrinsic SiO2 film stress resulting from low temperature thermal oxidation of Si” J. Vac. Sci. Technol. B 4 720 (1986).
[6] K. Chen, X. Zhang and S. Lin “Intrinsic stress generation and relaxation of plasma-enhanced chemical vapor deposited oxide during deposition and subsequent thermal cycling” Thin Solid Films 434 190 (2003).
[7] M. Alvisia, G. Nunziob, M. Perroneb, A. Rizzoc, S. Scaglioned, and L. Vasanelli “Influence of the assisting-ion-beam parameters on the laser-damage threshold of SiO2 films” Thin Solid Films 338 269 (1999).
[8] www.eddyco.com
[9] P.J. Martin and R.P. Netterfield: “Ion-assisted deposition of magnesium fluoride films on substrates at ambient temperatures” Appl. Opt. 24, 1732 (1985).
[10] L. Dumas, E. Quesnel, F. Pierre, and F. Bertin, “Optical properties of magnesium fluoride thin films produced by argon ion-beam assisted deposition,” J. Vac. Sci. Technol. A. 20, 102 (2002).
[11] M.H.Fran Combe, R.W.Hoffman, Phys.ThinFilms, 6, 157 (1971).
[12] S.M. El-Sayed, Mater. Chem. Phys.78 262 (2002).
[13] Ortega, J. M. and W. C. Rheinboldt, “Iterative solution of nonlinear equations in several variables” Academic Press, New York, 572 (1970).
[13] A. Macleod, Thin Film Optical Filtes ,Fourth Edition, CRC Press (2004).
[14] Allgower, E. and K. Georg, Numerical continuation methods: an introduction, Springer- Verlag, New York, 1990, 388 pp.
[15] D. Faires and D. Burden “Numerical Methods”3 Edition Brooks Cole (2002).
[16] Kinosita K and Nishibori M 1969 Porosity of MgF2 films—evaluation based on changes in refractive index due to adsorption of vapors Journal of Vacuum Science and Technology 6 730–733.