學術研究
畢業論文
鋁摻雜氧化鋅近紅外窄帶通濾光片之研究
姓名 : 張香允
指導教授
陳昇暉
論文摘要
近紅外光波段(Near-IR)由於其在大氣中有高穿透性,且部分特定波段在自然環境中太陽輻射背景值極低,與可見光相比可以提供更可靠的測量結果,因此在車載、LiDAR、通訊、生醫等多方面的感測器需求量日漸增加,而在元件微型化的情形下,現有成熟薄膜材料所製作的近紅外光多層膜膜層過厚不易與矽基感測器整合,因此需要開發新的高低折射率材料來完成近紅外光波段的光學應用。而本研究利用鋁摻雜氧化鋅作為低折射率材料,確認該材料特性及實際應用至1310 nm處之窄帶通濾光片。
本實驗使用HiPIMS高功率脈衝磁控濺鍍進行。第一部分為確認鋁摻雜量之影響、透過調變濺鍍靶材上的鋁摻雜濃度、氧氣通量以及快速熱退火溫度,確認AZO的吸收現象,判斷適合應用於1310 nm處的摻雜比例及後續訂製混合靶材的比例。第二部分為調整混合靶材的製程參數,並透過氧氣通量、Duty Cycle、快速熱退火等,優化薄膜結構來獲取最佳光學特性之薄膜。第三部分則為SiH高折射率材料的最優化,透過調變氫氣通量、快速熱退火取得折射率較高、吸收最低且穩定之薄膜。最後第四部分則為設計及鍍製多層膜樣品,結合上述章節的結果,以不同參數AZO薄膜,實際堆疊穿透窗於1310 nm處的窄帶通濾光片樣品,並探討其優劣變化,並同樣進行快速熱退火處理觀察其退火後變化。