一种掺铒氮化锌薄膜光波导及制备方法

摘要

本发明涉及一种半导体材料光波导的制备方法，尤其涉及一种掺铒氮化锌薄膜光波导及制备方法。本发明首次在氮化锌这种新型半导体材料薄膜层尝试进行铒离子掺杂，并证明离子辐照技术制备掺铒氮化锌光波导是可行的，为氮化锌光波导的发展前景提供了一个巨大的推力。本发明进行铒离子辐照氮化锌薄膜过程中辐照能量300-600KeV，注入剂量10¹⁴-10¹⁶ions/cm²，束流密度0.3-0.8μA/cm²；氮化锌薄膜表面法线方向与入射离子束方向的夹角为7°；掺铒氮化锌薄膜样品用氮化炉内在氮气中进行退火处理。所制得掺铒氮化锌光波导中无氧化锌混入，纯度高。铒离子分布成高斯分布，最大浓度集中在薄膜中部，发光效率明显提高，荧光强度增益4%-15%。

主权项

一种掺铒氮化锌薄膜光波导的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）对石英玻璃基底的氮化锌薄膜进行光学表面抛光处理，然后清洗、烘干；氮化锌薄膜厚度为100‑800nm；（2）将步骤（1）处理后的氮化锌薄膜放入真空度为10^‑4Pa的加速器靶室内，进行铒离子注入氮化锌薄膜过程，得到掺铒氮化锌薄膜样品；辐照能量300‑600KeV，注入剂量10¹⁴‑10¹⁶ions/cm²，束流密度0.3‑0.8μA/cm²；氮化锌薄膜表面法线方向与入射离子束方向的夹角为7°；（3）将掺铒氮化锌薄膜样品置于氮化炉内在氮气中进行退火处理，得产品；退火温度300‑800℃，退火过程中持续充入氮气的量为300‑600sccm，退火时间0.5‑2.5h。