在蓝宝石、MgO衬底上ZnO波导膜的制备.pdfVIP

第26卷 第5期 山东 建 筑 大 学 学 报 Vo1．26 No．5 2011矩 lO月 J0URNAL OF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY 0ct． 2011 文章编号 ：1673—7644(2011)05—0411—05 在蓝宝石、MgO衬底上 ZnO波导膜的制备 王凤翔 ，齐俊鹤 ，卢菲 ，刘秀红 ，李爽 ，陈志华 ，宋红莲 (1．山东建筑大学 理学院，山东 济南 250101；2．山东大学信息科学与工程学院，山东济南 250100；3．山东大学 物理学院，山东 济南 250100) ‘ 摘要 ：以ZnO烧结陶瓷为靶材，应用射频磁控溅射技术在(001)蓝宝石、(100)Mg0衬底上制备 ZnO波导薄膜。 利用棱镜耦合、x射线衍射、RBS背散射分析等技术研究了所沉积薄膜的光波导及 内部结构信息。结果表明： 在两种衬底上所沉积的ZnO薄膜可以形成优良的平面光波导结构；薄膜结晶状况为存在少量其他晶向的c轴 择优取向；薄膜含有的zn及0组分原子数比例为近化学计量比；薄膜的沉积速率受衬底材料表面能作用轻微 影响；薄膜的有效折射率较ZnO体材料小且受衬底材料影响。生长在蓝宝石衬底上ZnO薄膜的平均晶粒尺寸 较在 MgO衬底上的小，且其随膜厚的增加无明显变化，但在MgO衬底上晶粒尺寸则随膜厚的增加有增大趋势。 关键词：磁控溅射；蓝宝石；MsO；ZnO薄膜；波导膜 中图分类号：0484．4 文献标识码：A FabricationofZnO waveguidefilmsonAI203andM gO substrates WANGFeng．xiang，QIJun．he，LUFei，eta1． (1．SchoolofScience，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；2．SchoolofInformationandElectricalEngi- neering，ShnadongJianzhuUniversity，Jinan250101，China) Abstract：ZnOwaveguidefilmsarepreparedon(O01)A1203and(100)MgOsubstratesbythemagne— tronsputteringtechnologyandZnOceramictraget．Optical waveguidepropertiesandtheinternalstruc— tural informationofthedepositedthinfilmsraeinvestigatedbytheprism couplingmethod，X—raydif- fraction(XRD)andRutherfordbackscattering(RBS)technique．TheresultsdemonstratethattheZnO filmshavewellplanra waveguidestructurewithc—axispreferredorientationgrowthwhichhaslittleoth— ercrystaldirectionandneralystoichiometricofZnandOcompositionratio，andthatthefilms’growth ratesareslightlyinfluencedbythesubstrates．Theeffectiveindicesofthefilmsaresmallerthan the bulksubstratematerial andaffectedbysubstrates．TheaveragergainsizeofZnOthinfilmsdeposited onsapphiresubstratesissmallerthanthatonMgO substrates，and