SiN薄膜三阶非线性增强的研究  

Study on the Third-Order Nonlinear Enhancement of SiN Films

作　　者：宋江婷[1] 郭亨群[1,3] 王加贤[1] 吴志军[1] 王国立[1] 沈海波[1] 徐骏[2] 陈坤基[2] 王启明[3] 

机构地区：[1]华侨大学信息科学与工程学院,福建泉州362021 [2]南京大学物理学系,南京210093 [3]中国科学院半导体研究所,集成光电子国家联合重点实验室,北京100083

出　　处：《半导体技术》2009年第5期418-422,共5页Semiconductor Technology

基　　金：国家自然科学基金(60678053);国家重点基础研究发展“973”计划(2007CB613401);国家自然科学基金重点项目(60838003);集成光电子国家联合重点实验室开放课题(20080301);华侨大学科研基金资助项目(07BS108)

摘　　要：采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅(ncSi-SiNx)复合薄膜。通过X射线能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)的测定,对薄膜进行了结构及所包含硅晶粒大小的表征。采用皮秒激光器运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10-8esu和10-8m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性的增强归因于量子限域效应。The silicon nitride （ncSi-SiNx） composite films with nanocrystal-Si-particle were prepared by RF magnetron reaction sputtering technique and thermal annealing. The composition, structure and optical band gap of the films were characterized by energy dispersive spectrometer （EDS） and X-ray diffraction （XRD）. The nonlinear optical properties of ncSi-SiNx composite films were investigated by using single beam Z-scan technique with a picosecond pulses laser. The measured third-order nonlinear optical refractive index and nonlinear absorption coefficient are enhanced and estimated to be on the order of 10-s esu and 10-8 m/W respectively. This is due to the quantum confinement effect.

关 键 词：纳米硅镶嵌氮化硅薄膜 射频磁控反应溅射 光学非线性 量子限域效应 Z扫描 

分 类 号：O472.3[理学—半导体物理] TN306.92[理学—物理]