[发明专利]一种PECVD法制备SiO2薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PECVD法制备SiO₂薄膜的方法，属于SiO₂薄膜制备领域。 

背景技术

SiO₂薄膜在工业、建筑、交通运输、医学、光学、宇航、能源等领域都有广泛的应用。在硼硅玻璃上涂覆SiO₂减反射涂层可以提高太阳能转为热能的效率，例如槽式太阳能热发电系统是槽式抛物面聚光镜将太阳能聚焦在一条线上，在这条聚焦线上安装有管状热量吸收器（集热管），用来吸收聚焦后的太阳辐射能。管内的流体被转化来的太阳能加热后，流经换热器加热工质，转化为高温高压的热蒸汽，在借助于蒸汽循环动力来发电。在这个系统中核心的部件是太阳能集热管，其罩管材料为高硼硅3.3玻璃，通常，在太阳光穿过罩管的同时，会有近8%的光能被罩管反射掉，这部分太阳光不能被集热器利用。而新的PECVD设备能够为太阳能集热管提高罩管的透射比，减少太阳光反射损失。 

SiO₂薄膜理论计算的基础是薄膜增透原理，薄膜增透原理来源于光的干涉理论，如图2所示，对于正入射的光波，则在空气—膜和膜—元件两个界面上的反射光反相，因而反射光干涉相消，从而达到增透的效果。想要达到反射光干涉相消，则需要满足条件： 

d=(1+12)12λcn]]>

其中d为膜的厚度，n为膜的折射率，λ_e为光的波长。如果让薄膜的透射率为1，则根据光学原理，需要满足： 

n²＝n₁·n₂

式中n为膜材的折射率；n₁为空气的折射率，约等于1；n₂为基体的折射率。然而实际上并不可能达到，考虑理想情况，当光学厚度为λ/4时，正入射的反射率仍有1.3％。而膜材的折射率与其密度有关，提高膜材的孔隙率，就可以降低折射率。膜材的折射率与其孔隙率有如下关系： 

n_p²=(n²-1)(1-p)+1 

式中n_p为含孔隙膜材的折射率；n为膜的折射率；p为非散射孔洞所占膜材的体积 百分数。 

等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术是一种利用等离子体增强把参与CVD反应气体分子加以解离成原子、离子、或原子团，使沉积可以在较低的温度下进行的一种化学气相沉积技术。 

PECVD方法区别于其他化学方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要很高温度下才能进行的化学气相沉积过程可以在低温实现。另一方面，由于等离子体反应必然存在离子轰击现象。对等离子体功率的适当调配，我们可以从控制离子对沉积薄膜的的轰击上来调整薄膜的内应力，使得薄膜在沉积后应力较其他沉积方式来的低。正是由于PECVD的这些优点，使得它在化学气相沉积技术生长二氧化硅薄膜的应用上愈来愈广泛。由于PECVD的方法主要应用一些绝缘介质薄膜的低温沉积，因而PECVD技术中等离子体的产生也多借助于射频的方法。等离子体在化学气相沉积中有如下作用：（1）将反应物中的气体分子激活离化成离子或者离子团，降低反应所温度；（2）加速反应物在表面的扩散作用，提高成膜速度；（3）对基体及前期形成的薄膜表面有一定的溅射清洗作用，从而增强薄膜的附着力；（4）在改善薄膜均匀性方面也起到一定的作用。 

发明内容

本发明的解决的技术难题是在目前硼硅玻璃透光率已经接近极限或提高较困难的情况下，降低罩管玻璃的反射率、提高透射比，且制膜相对平整、工艺简单、降低成本。