氮氧化硅薄膜材料的介绍

1、氮氧化硅薄膜的性质

氮氧化硅薄膜性质主要有发光特性和折射率可调。

（1）发光特性

目前为止，一般认为SiOxNy薄膜发光机制有３种：缺陷态辐射复合发光、带尾态辐射复合发光和量子点辐射复合发光。

（2）折射率可调

折射率可调是指通过改变反应气体混合物比例来控制其折射率沿膜层表面法线方向连续变化。为了制备渐变折射率薄膜，使其在光波导材料、梯度折射率薄膜及减反射膜等领域得以运用。目前，研究者们对SiOxNy薄膜折射率可调性质进行了大量的研究。

2、氮氧化硅薄膜的制备

目前氮氧化硅薄膜的制备方法主要有：化学气相沉积法（CVD）、物理气相沉积法（PVD）和高温氮化法。

（1）化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积法是指气态物质（可以是单质或化合物气体）在基板上发生化学反应而沉积成膜。在射频为13.56MHe的等离子体增强化学气相沉积系统中使用一定比例的SiH4和NH3混合气在硅衬底和石英衬底沉积制膜，其中衬底温度保持室温，射频功率和反应压强维持一定值，薄膜厚度控制在100nm左右。

化学气相沉积的优点是：薄膜组成成分可控，沉积温度低，沉积速度快，所得薄膜均匀且纯度高等。

缺点是：制备的SiOxNy薄膜通常会引入氢元素（主要来源于反应物的引入或反应器中的气体残余），从而影响材料的性能，如影响薄膜的电性能和耐腐蚀性能。

（2）高温氮化法

高温氮化法是指在一定条件下含氮气体（如N2O、NO、NH3、N2）高温氮化SiO2薄膜而制得氮氧化硅薄膜的方法。这种方法因涉及氧化和氮化两个过程，所以不同的氧化和氮化条件制备出来的薄膜的性质不一样。

（3）物理气相沉积

物理气相沉积法（PVD）是指在真空条件下，采用物理方法，将原料气化成气体原子、分子或电离成离子，并通过溅射或等离子体技术，在基体表面沉积形成SiOxNy膜。 物理气相沉积主要方法有真空镀膜、离子镀膜、等离子体镀膜和溅射镀膜。溅射镀膜是目前研究应用较成熟的方法，溅射镀膜是指在真空条件下，让具有特定能量粒子轰击固体（靶材）表面，使固体表面原子获得足够能量而逃逸，最终在基材表面上沉积形成薄膜。

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