Al-,2-O-,3-與LaF-,3-薄膜在193nm波段的特性研究.pdf

1、近年來，準(zhǔn)分子激光器快速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用，推動了紫外薄膜研究的發(fā)展。大多數(shù)材料在紫外波段呈獻(xiàn)明顯的吸收，目前對193nm紫外薄膜的研究主要集中在氟化物和少數(shù)的氧化物上。氧化物和氟化物在短波吸收、表面微結(jié)構(gòu)、結(jié)晶狀況、光學(xué)穩(wěn)定性、應(yīng)力等方面有較大的差異。本課題以193nm薄膜中主要的高折射率材料氟化物L(fēng)aF<,3>和氧化物Al<,2>O<,3>為研究重點，對比研究了沉積速率和基板溫度等工藝因素對薄膜各項特性的影響。課題設(shè)計分析了多層介

2、質(zhì)高反射膜的光學(xué)特性。 對比了Al<,2>O<,3>和LaF<,3>材料在紫外區(qū)的光學(xué)特性，LaF<,3>在193nm附近的吸收損耗明顯小于Al<,2>O<,3>。LaF<,3>在205nm附近的消光系數(shù)約為8.1×10<'-4>，Al<,2>O<,3>的消光系數(shù)約為2.5×10<'-3>。Al<,2>O<,3>在190nm附近已靠近短波吸收限。然而，Al<,2>O<,3>具有優(yōu)異的光學(xué)穩(wěn)定性，制備完成后和半年后測試的透射率基本

3、吻合。LaF<,3>單層膜在制備后的兩天即出現(xiàn)了明顯的透射率下降和波長漂移現(xiàn)象。 當(dāng)沉積速率為0.2nm/s時，Al<,2>O<,3>薄膜獲得最好的光學(xué)特性。速率增加至1nm/s時，Al<,2>O<,3>單層膜在200nm波長附近的透射率下降了10％以上。光學(xué)損耗的研究表明，失氧造成的吸收是引起Al<,2>O<,3>在200nm波長以下?lián)p耗增加的主要原因。為了獲得良好的光學(xué)特性，有必要將沉積速率控制在0.5nm/s以下。沉積速率

4、對LaF<,3>單層膜光學(xué)特性的影響不明顯，即使在沉積速率為5nm/s的條件下，LaF<,3>薄膜仍保持了良好的光學(xué)特性。 對薄膜表面微結(jié)構(gòu)的研究表明，Al<,2>O<,3>薄膜的相關(guān)長度l比LaF<,3>薄膜的相關(guān)長度，小，因此Al<,2>O<,3>單層膜的散射光分布在較大的立體角內(nèi)，LaF<,3>薄膜的散射光集中于鏡向反射或透射光線附近。在同樣的工藝條件下制備的Al<,2>O<,3>薄膜的表面粗糙度比LaF<,3>表面粗糙度