بررسی اثر شار گاز استیلن در ترکیب پلاسما بر خواص ساختاری و اپتیکی لایه نازک سیلیکای آلاییده با کربن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم مهندسی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فناوری های نوین سبزوار، سبزوار، ایران

2 دانشگاه شهیدبهشتی تهران، پژوهشکده لیزر و پلاسما

3 دانشگاه شهید بهشتی، پژوهشکده لیزر و پلاسما

چکیده

در این تحقیق لایه‌های نازک سیلیکاتی و سیلیکای آلاییده با کربن به روش پلیمریزاسیون پلاسمایی با استفاده از دستگاه کوپل خازنی در فرکانس رادیویی و روی زیرلایه‌های سیلیسیومی انباشت شدند. برای تولید لایه‌ها از ماده اولیه به صورت مایع آلی-سیلیکاتی TEOS استفاده شد و بخار آن با گازهای اکسیژن و استیلن با نسبت شارهای مشخص ترکیب ‌شد. به منظور افزودن عنصر کربن به درون لایه‌های سیلیکاتی، گاز استیلن در ترکیب گازی پلاسما افزوده شد. تأثیر شار گاز استیلن بر ضخامت و ضریب شکست لایه‌ها با استفاده از آزمون بیضی‌سنجی طیفی مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، به منظور بررسی میزان تغییر شفافیت لایه‌ها، جذب اپتیکی آنها نیز با همین روش آزمون تعیین شد. بررسی ریخت‌شناسی سطح لایه‌ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که افزایش شار گاز استیلن در ترکیب پلاسما، موجب افزایش زبری سطح لایه‌ها از 0.1 نانومتر تا 5.3 نانومتر شد. همچنین، نتایج مشخصه‌یابی اپتیکی نشان داد که افزایش گاز استیلن در ترکیب پلاسما موجب افزایش ضریب شکست لایه‌ها از 1.447 تا 1.485 و همچنین افزایش ضریب جذب اپتیکی آن‌ها از 0.8% تا 9.2% شده است. برای ترکیب شدن عناصر کربنی در لایه سیلیکاتی و تغییر خواص آن، اثر افزایش شار گاز استیلن با اثر کاهش اکسیژن در ترکیب پلاسما مقایسه شد.

کلیدواژه‌ها