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基于等离子体增强化学气相沉积技术的光电子器件多层抗反膜的设计和制作

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物理学报 2010年第10期59卷 7239-7244页

作者：袁贺孙长征徐建明武庆熊兵罗毅清华大学电子工程系清华信息科学与技术国家实验室集成光电子学国家重点实验室北京100084

针对光电子器件端面抗反镀膜的要求,研究了基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术的多层抗反膜的设计和制作.首先,对影响SiNx折射率的因素进行了实验研究,确定了具有大折射率差的SiO2/SiNx材料的PECVD沉积条件.根据理论计算分析,设... 详细信息

针对光电子器件端面抗反镀膜的要求,研究了基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术的多层抗反膜的设计和制作.首先,对影响SiNx折射率的因素进行了实验研究,确定了具有大折射率差的SiO2/SiNx材料的PECVD沉积条件.根据理论计算分析,设计了四层SiO2/SiNx抗反膜结构,能够在70nm的波长范围内实现低于10-4的反射率,并且当单层膜厚度变化在±5nm以内时,中心波长1550nm处的反射率低于5×10-4.根据计算结果,在F-P激光器端面进行了SiO2/SiNx多层抗反镀膜的制作.对输出光功率谱的测试分析表明,在1535—1565nm范围内的残余反射率达到了10-4量级。

关键词：抗反膜等离子体增强化学气相沉积二氧化硅/氮化硅多层膜

GaInAsSb/GaSb红外探测器抗反膜的研究

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功能材料与器件学报 2005年第3期11卷 327-332页

作者：刘延祥夏冠群唐绍裘李志怀程宗权中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 湖南大学材料科学与工程学院湖南410082

简单介绍了单层抗反膜的增透原理,并以Si片作为基片采用磁控溅射的方法制备了A l2O3、SiO2和ZrO2三种抗反膜。膜层的反射率测试结果表明:生长ZrO2膜后表面反射率下降可达30%;同时通过对GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器蒸镀抗反膜前后的器件... 详细信息

简单介绍了单层抗反膜的增透原理,并以Si片作为基片采用磁控溅射的方法制备了A l2O3、SiO2和ZrO2三种抗反膜。膜层的反射率测试结果表明:生长ZrO2膜后表面反射率下降可达30%;同时通过对GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器蒸镀抗反膜前后的器件的I-V特性及黑体探测率的测试表明:蒸镀ZrO2膜后GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器的黑体探测率平均提高了60.28%,远大于蒸镀A l2O3、SiO2后的48.91%和40.04%,说明ZrO2膜是一种较理想的单层抗反膜,使器件性能有所提高。

关键词：抗反膜 GaInAsSb/GaSb 反射率I-V 黑体探测率

基于半导体光放大器的非相干光源抗反膜的优化设计

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Journal of Semiconductors 2006年第8期27卷 1471-1475页

作者：黄黎蓉黄德修张新亮华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜... 详细信息

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜的优化设计,则可以获得既宽又平坦的非相干光源.

关键词：半导体光放大器非相干光源带宽平坦度抗反膜

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2 维光子晶体抗反膜的制作及其特性分析

激光技术 2009年第6期33卷 645-647页

作者：赵凤梅张向苏刘守任雪畅厦门大学物理学系厦门361005

为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息3束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构。把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料... 详细信息

为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息3束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构。把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料上。结果表明,这种抗反膜在红外波段具有增透作用,与理论分析相吻合。

关键词：全息抗反膜等效介质理论亚波长光栅

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基于FDTD仿真算法的硅基光子集成分析

电子技术（上海） 2023年第7期52卷 36-38页

作者：仝香江苏省淮安技师学院江苏223001

阐述硅基微结构材料在界面光学调控中的应用,包括多种平面光学结构设计在宽谱透反射的特性,目标是实现一种具有高抗反射性质以及便于微加工的硅基光学抗反射膜。

关键词：硅基光子学抗反膜微加工技术

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基于FDTD仿真算法的硅基光子集成研究

基于FDTD仿真算法的硅基光子集成研究

作者：仝香南京大学

学位级别：硕士

源于上个世纪中叶的以硅材料为核心的半导体微电子技术的出现已经彻底地改变了人们的生活方式。在上个世纪,半导体微电子技术始终围绕着“摩尔定律”快速发展,将微电子产品的性能以及能效不断地提升,然而进入本世纪,随着半导体的节点技... 详细信息

源于上个世纪中叶的以硅材料为核心的半导体微电子技术的出现已经彻底地改变了人们的生活方式。在上个世纪,半导体微电子技术始终围绕着“摩尔定律”快速发展,将微电子产品的性能以及能效不断地提升,然而进入本世纪,随着半导体的节点技术迈入数十纳米的量级,半导体器件开始在功耗控制、信号带宽、延迟等方面遇到了瓶颈,成为了微电子技术领域可持续发展的一个难以逾越的障碍。正是在这样的大背景下,利用硅基材料的CMOS制造工艺,构建以光子为信号载体的集成光互连技术-硅基光子集成技术成为大势所趋。借助硅基光子学技术的这股研究热潮,以硅基材料为核心载体、以CMOS工艺为制造基础的面向通信、传感、监测、能源等多领域的光调控技术又一次走到了科学前沿。本论文重点关注硅基微结构材料在界面光学调控方面的应用,研究多种平面光学结构设计在宽谱透反射的特性,目标是实现一种具有高抗反射性质以及便于微加工的硅基光学抗反射膜。面对越来越复杂的集成光子器件,传统基于散射理论以及耦合波理论的方法在分析基本物理方面虽然仍然具有借鉴意义,但是其在定量分析方面,已经不再非常胜任,因此本论文将使用数值方法对硅基光学微结构进行模拟和仿真。有限时域差分算法(FDTD)利用差分替代微分,是一种公认的非常有效的数值计算手段,已经被广泛应用于微分方程组的求解。将FDTD算法应用到Maxwell方程组的求解,用于分析电磁场在复杂结构中的传播问题,已经成为了科研界研究的一个不可或缺的手段,其应用性比较广泛,该算法在天线、雷达、平面光波导等方面的应用取得了很大成功。在本论文中,FDTD算法被用于设计多种周期性的硅基微结构在覆盖可见光谱范围的透反射的特性,首先研究了简单硅基半球组成的晶格,进而过度到由半球组成的复杂晶格,最后提出了一个新的结构-回字型结构,并通过仿真验证了其有效的广谱抗反射特性。针对该结构,进行了相关的前期的微加工工作,研究了不同电子束曝光剂量下,结构制备的特性,为后续的实验工作进行了铺垫。

关键词：硅基光子学 FDTD算法微加工技术抗反膜

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全息亚波长抗反射光栅的制作与特性分析

全息亚波长抗反射光栅的制作与特性分析

作者：赵凤梅厦门大学

学位级别：硕士

亚波长微结构是指尺寸小于作用光波长的周期结构。当周期性微结构表面的周期与入射波长相比要小或小得多的时候,传统的衍射现象消失,仅有零级衍射存在。通过改变其周期与刻蚀深度,可以改变其反射率与透射率,从而可以制作亚波长光栅减反... 详细信息

亚波长微结构是指尺寸小于作用光波长的周期结构。当周期性微结构表面的周期与入射波长相比要小或小得多的时候,传统的衍射现象消失,仅有零级衍射存在。通过改变其周期与刻蚀深度,可以改变其反射率与透射率,从而可以制作亚波长光栅减反层。由于一维亚波长光栅在许多情况下两个偏振态的减反效果是不一样的,在实际应用中存在许多不便。为了既能够实现良好的减反效果又能够在两个偏振态达到同样的效果,本文研究了二维亚波长结构,设计并制作了周期小于可见光波长、结构形状为正弦型的二维正交亚波长光栅。经测试这种光栅象多层抗反膜一样,在可见光波段具有很好的增透作用,与理论相吻合。二维六角晶格结构可以看作是由多组方向不同的一维光栅构成,研究中采用全息模压的方法制作了具有六角晶格结构的抗反膜,测试结果表明晶格常数1.25μm的抗反膜在红外波段具有增透作用。本文主要研究内容简述如下: 1、运用等效介质理论详细分析了全息干涉法制得的占空比随深度变化的正弦型光栅的抗反射原理。正弦型光栅可以近似看成由许多不同占空比的薄层矩形光栅组成,光栅介质部分的占空比在深度方向是递增的,相当于有效折射率在深度方向上也是递增的,形成一种折射率呈梯度渐变的减反层结构。 2、设计并利用两束相干光对称入射到记录介质（光刻胶）分两次曝光的全息方法制备了适用于可见光波段,周期分别为345 nm、290nm、255 nm、235 nm的二维正交亚波长抗反射光栅。测试结果表明此类光栅在可见光波段有明显的抗反效果且透射率随着光栅周期的减小和刻蚀深度的增加而增加。其中周期255 nm,槽深260 nm的光栅增透效果最好,在可见光波段透射率平均增加了约20%。 3、分析了二维六角晶格结构所包含的光栅结构,通过全息三束光干涉的方法,在光刻胶上制作了晶格常数为1.25μm的二维六角结构。将该光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将浮雕结构复制到塑料薄膜材料上。测试结果表明这种抗反膜在近红外波段具有明显的抗反作用,在1μm-2μm波段反射率平均降低了约12%。

关键词：等效介质理论亚波长光栅减反层全息术正交光栅二维六角晶格结构抗反膜

柔性Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池制备及相关材料的性能研究

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柔性Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池制备及相关材料的性能研究

作者：肖梦河北工业大学

学位级别：硕士

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池因超高的转换效率和卓越的空间抗辐射能力,主要广泛应用于太空领域,在太阳电池领域占领极其重要的地位。为了拓展Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的应用范围,Ⅲ-Ⅴ结柔性太阳电池的研究一直是该领域的研究热点。近年来,关于柔性Ⅲ-Ⅴ族... 详细信息

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池因超高的转换效率和卓越的空间抗辐射能力,主要广泛应用于太空领域,在太阳电池领域占领极其重要的地位。为了拓展Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的应用范围,Ⅲ-Ⅴ结柔性太阳电池的研究一直是该领域的研究热点。近年来,关于柔性Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的研究,主要还是围绕着聚酰亚胺等有机衬底上进行,已有很多实验室制备出了性能较好的柔性电池。但是因为工艺的复杂,高昂的成本以及成品率低,柔性Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池还难以形成产业化生产。本文结合实验与计算模拟,成功设计制备出适合不同光谱的太阳电池抗反膜。其中300-1800 nm波长范围的四层OS50/SiO/OS50/SiO=69/27/22/106 nm抗反膜结构成功将GaAs wafer表面的平均反射率降至7.5%左右,并将制备出的柔性三结太阳电池的效率从25.61%提升至33.13%。采用电镀铜法,以20μm厚的金属Cu为衬底,通过机械减薄和化学腐蚀的方法将电池外延层转移到Cu衬底上,成功制备出柔性GaInP/GaAs/GaInAs三结太阳电池。在AM 1.5G光谱一个太阳下测得的电池开路电压为2.86 V,电流密度为13.55 mA/cm,填充因子为85.49%,转换效率33.13%。以稳态光致发光测试和时间分辨光致发光测试的方法定性的分析了InGaAsP材料的质量问题。结果表明,800℃的快速退火处理后,InGaAsP材料的发光强度得到了大幅度的提升,PL衰减时间也从原来室温下3 ns左右提升至10 ns以上,表明高温快速退火处理可以改善分子束外延生长的InGaAsP材料的质量。

关键词：柔性Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池抗反膜电镀 InGaAsP

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微细加工技术与设备

中国光学 2008年第3期3卷 85-86页