[發(fā)明專利]基于SiO₂/Si₃N₄分布式布拉格反射鏡的紫外帶通濾波器及制備無(wú)效

申請(qǐng)?zhí)枺?/td>	201310680602.1	申請(qǐng)日：	2013-12-12
公開(kāi)（公告）號(hào)：	CN103681898A	公開(kāi)（公告）日：	2014-03-26
發(fā)明（設(shè)計(jì)）人：	劉斌;高望;張榮;謝自力;陳鵬;曹先雷;李志成;修向前;陳敦軍;韓平;施毅;鄭有炓	申請(qǐng)（專利權(quán)）人：	南京大學(xué)
主分類號(hào)：	H01L31/0232	分類號(hào)：	H01L31/0232;H01L31/18;G02B5/20
代理公司：	南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249	代理人：	陳建和
地址：	210093 江***	國(guó)省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關(guān)鍵詞：	基于 sio sub si 分布式布拉格反射紫外帶通濾波器制備
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【權(quán)利要求書(shū)】：

1.一種基于SiO₂/Si₃N₄分布式布拉格反射鏡的紫外帶通濾波器，其特征是選用藍(lán)寶石(0001)、氮化鋁或鋁鎵氮襯底，襯底的表面為平整面；在襯底上或者具有紫外探測(cè)器件結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)制備一前一后堆疊的分布式布拉格底鏡和頂鏡兩個(gè)反射鏡，兩反射鏡間用中間隔離層隔開(kāi)，形成紫外帶通濾波器；生長(zhǎng)分布式布拉格反射鏡底鏡,以形成帶通濾波器反射譜中的長(zhǎng)波段右禁帶，平均反射率為85～95%，寬度為50～80nm；在底鏡上繼續(xù)生長(zhǎng)分布式布拉格反射鏡頂鏡,形成帶通濾波器反射譜中短波段左禁帶，平均反射率為85～95%，寬度為50～80nm；中間生長(zhǎng)光學(xué)隔離層，其厚度為50～150nm；選擇介質(zhì)薄膜SiO₂與Si₃N₄、TiO₂、HfO₂中之一兩者組成分布式布拉格反射鏡(DBR)的單位結(jié)構(gòu)，頂鏡或底鏡的反射鏡周期數(shù)為4～20；整個(gè)厚度范圍為1.5μm～2μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紫外帶通濾波器的制備方法，其特征是采用PECVD在藍(lán)寶石襯底上周期生長(zhǎng)SiO₂及Si₃N₄、TiO₂、HfO₂中之一，制備一頂鏡一底鏡堆疊的分布式布拉格反射鏡，兩鏡間用中間隔離層隔開(kāi)，形成紫外帶通濾波功能的光學(xué)器件，步驟如下：

1）在拋光藍(lán)寶石(0001)襯底或者具有紫外探測(cè)器件結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)SiO₂/Si₃N₄介質(zhì)薄膜構(gòu)成分布式布拉格反射鏡結(jié)構(gòu)，確定反射鏡的中心反射波長(zhǎng)、帶寬、截止波長(zhǎng)，用于校準(zhǔn)濾波器的工作波段；

2）介質(zhì)薄膜采用PECVD方法生長(zhǎng)，其中Si源、N源和O源分別為硅烷、氮?dú)夂鸵谎趸徽麄€(gè)厚度范圍為1.5μm～2μm，周期數(shù)為4～20，尤其是10～20；

3）采用PECVD設(shè)備在兩英寸雙面拋光藍(lán)寶石(0001)襯底或者具有紫外探測(cè)器件結(jié)構(gòu)的表面生長(zhǎng)制備一前一后堆疊的分布式布拉格反射鏡，兩者間用中間隔離層隔開(kāi)，形成紫外帶通濾波器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外帶通濾波器的制備方法，其特征是選擇介質(zhì)薄膜SiO₂與Si₃N₄、TiO₂、HfO₂中之一兩者組成分布式布拉格反射鏡(DBR)的單位結(jié)構(gòu)，頂鏡或底鏡的反射鏡周期數(shù)為10～20。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紫外帶通濾波器的制備方法，其特征是制備的SiO₂/Si₃N₄分布式布拉格反射鏡結(jié)構(gòu)，采用PECVD方法控制生長(zhǎng)，Si源、N源和O源分別為硅烷(SiH₄)、氮?dú)?N₂)和一氧化二氮(N₂O)，制備在拋光藍(lán)寶石(0001)襯底或者具有紫外探測(cè)器件結(jié)構(gòu)的表面；

對(duì)于生長(zhǎng)Si₃N₄子層，反應(yīng)腔體壓強(qiáng)范圍為：500～700Pa；溫度范圍為：280～350℃；射頻功率范圍為：12～18W；SiH₄氣源流量范圍為：15～30sccm；N₂氣源流量范圍為：800～1000sccm；

對(duì)于生長(zhǎng)SiO₂子層，反應(yīng)腔體壓強(qiáng)范圍為：150～300Pa；溫度范圍為：280～350℃；射頻功率范圍為：6～10W；SiH₄氣源流量范圍為：50～150sccm,N₂O氣源流量范圍為：300～500sccm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述紫外帶通濾波器的制備方法，其特征是根據(jù)光學(xué)傳輸矩陣?yán)碚?模擬計(jì)算分布式布拉格反射鏡及紫外帶通濾波器的光學(xué)反射譜,確定其多層介質(zhì)膜的種類、周期、厚度、化學(xué)成分，以選擇適當(dāng)生長(zhǎng)工藝及參數(shù)；目標(biāo)工作波長(zhǎng)為280nm至400nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述紫外帶通濾波器的制備方法，其特征具有可通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)介質(zhì)膜子層厚度進(jìn)行控制，以此為基礎(chǔ)改變帶通濾波器的通帶寬度與中心波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)中心波長(zhǎng)從280～400nm，通帶寬度從30nm～70nm的帶通濾波器。

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