X射线反射法和椭圆偏振法结合测量热处理溶胶-凝胶ZrO₂薄膜的结构和光学参数

贾红宝^1,2，孙菁华^1,3,2，徐耀¹，吴东¹，吕海兵³，袁晓东³

1. 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室2. 中国科学院研究生院3. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心

摘 要：采用溶胶-凝胶法在硅片基底上制备ZrO2薄膜,在150℃～750℃范围内不同温度下进行热处理,研究了热处理对膜层结构和光学性能的影响。X射线反射用于膜层厚度和界面粗糙度分析,结果表明热处理温度由150℃升至750℃,膜层厚度由常温状态下的112.3nm减小到34.0nm,表面和界面粗糙度均小于2nm。以X射线反射法测得的膜层厚度为初始值,对椭圆偏振仪的测量结果进行拟合,得到不同温度的膜层折射率,结果表明热处理温度为550℃时膜层折射率达到最大值。X射线反射作为直接的膜层厚度测试手段,所得结果为准确分析椭偏光谱提供了参考。

关键词：溶胶-凝胶;二氧化锆;X射线反射法;椭偏光谱法;