PECVD对膜层的影响分析.pdf

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1、 國國 中中 央央 大大 學學 物物 研研 究究 所所 碩碩 士士 文文 非晶矽繞射光學元件的製作與分析非晶矽繞射光學元件的製作與分析 Fabrication and Analysis of Amorphous Silicon Diffractive Optical Elements 研究生研究生 ： 陳建勳陳建勳 指導教授指導教授 ： 紀國鐘紀國鐘 博士博士 中中 華華 民民 國國 九九 十十 四四 七七 月月 I 國中央大學圖書館國中央大學圖書館 碩博士文電子檔授權書碩博士文電子檔授權書 (93 5 月最新修正版) 本授權書所授權之文全文電子檔，為本人於國中央大學，撰寫之碩/博 士學位文。

2、(以下請擇一勾選) ( )同意( )同意 (即開放) ( )同意 ( )同意 (一後開放)，原因是： ( )同意 ( )同意 (二後開放)，原因是： ( )同意 ( )同意，原因是： 以非專屬 、 無償授權國中央大學圖書館與國家圖書館 ， 基於推動者間 資 源共享、互惠合作之，於回饋社會與學術研究之目的，得限地域、 時間與次，以紙本、微縮、光碟及其它各種方法將上文收、重製、 公開陳、與發，或再授權他人以各種方法重製與用，並得將位化之 上文與文電子檔以上載網方式 ， 提供者基於個人非營性質之線 上檢、閱覽、下載或印。 研究生簽名: 陳建勳 文名稱: 非晶矽繞射光學元件的製作與分析 指導教授姓名：

3、 紀國鐘 系所 ： 物 所 ?博士 ?碩士班 學號： 92222022 日期：民國 94 7 月 20 日 備註： 1. 本授權書請填寫並親筆親筆簽名後，裝訂於各紙本文封面後之次頁（全文電子檔內之授權書簽名， 可用電腦打字代替） 。 2. 請加印一份單張之授權書，填寫並親筆簽名後，於辦校時交圖書館（以統一代轉寄給國家圖 書館） 。 3. 者基於個人非營性質之線上檢、閱覽、下載或印上文，應依著作權法相關規定辦。 II 非晶矽繞射光學元件的製作與分析非晶矽繞射光學元件的製作與分析 研究生：陳建勳 指導教授： 紀國鐘 國中央大學 物研究所 摘摘 要要 本實驗主要目的為以電漿輔助化學氣相沉積系統(Pl

4、asma Enhanced Chemical Vapor Deposition : PECVD)在石英基板上成長平坦 的非晶矽薄膜，並進一步以平坦的非晶矽薄膜製作高繞射效二階相 位Fresnel lens。 在實驗中，改變電漿輔助化學氣相沉積系統的SiH4氣體、腔 體工作壓、RF power大小，成功沉積出表面粗小於3nm的非晶矽 薄膜。 製作非晶矽薄膜二階相位 Fresnel lens 時，我們以 G-solver 軟體模 擬及計算，求出當以入射光波長 633nm，元件所需厚，以期達 到高繞射效。再用微影製程及蝕刻技術，製作出二階相位 Fresnel lens，當厚為 320nm，有最高繞射

5、效可達 32%，與模擬值 34%相 當接近。 III 致謝 在這研究所的，在這學到的東西，只是研究方面，做人 處事方面也有許多的成長。然而，在這要先感謝許多人，有你們 的幫助，使我在求學的過程能加順。 首先我要感謝紀國鐘師，他教導我做事的方法與態，讓我受 用無窮，再是張正陽、山明師，對我文的指正，以及口試時 觀的釐清，還有彭保仁、建階博士，平常給我許多的建議，謝謝 你們。 在半導體物實驗室，與學長及同學共同努，也受到大家的 照顧。陳景宜，敦俊儒、陳孟炬、高治舟、潘敬仁、張志仰、廖宜銘、 明洪學長們，感謝你們在實驗方面幫忙，尤其是陳景宜學長，在我 實驗迷失方向的時候，與我討，給我許多的建議。而、

6、平盛、 煥哲、吉興、阿胖、天蔚和光電所的同學，與你們一起，使我研究所 多采多姿，謝謝你們。 最後感謝我的父母，有你們的支持，讓我在求學研究的過程， 能無後顧之憂。 IV 目目 摘要 致謝 目 圖目 表目 第一章第一章 簡介簡介.1 考資.3 第二章第二章 非晶矽薄膜製作非晶矽薄膜製作.4 2.1 非晶矽薄膜4 2.2 電漿輔助化學氣相沉積的基本原.4 2.2.1 電漿輔助化學氣相沉積基本原4 2.2.2電漿輔助化學氣象沉積的優點.6 2.3 電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)非晶矽薄膜之成長.7 2.3.1 非晶矽薄膜成長機制.7 2.3.2 薄膜沉積的8 考資.14 第三章第三章 非晶矽薄膜

7、特性分析非晶矽薄膜特性分析 .15 V 3.1 折射、膜厚.15 3.2 非晶矽薄膜平整.15 3.2.1 薄膜平整測結果15 3.2.2 薄膜平整討17 3.3 非晶矽薄膜穿透光譜.17 3.4 非晶矽薄膜吸收光譜.18 3.5 化學成分分析.18 考資27 第四章第四章 非晶矽薄膜繞射元件製作及原非晶矽薄膜繞射元件製作及原.28 4.1 基本.28 4.2 繞射式光學元件.29 4.2.1 薄膜光柵.29 4.2.2 G-solver 軟體模擬光柵31 4.2.3 Fresnel lens.31 4.3 非晶矽薄膜繞射光學元件製作.33 4.4 非晶矽光柵測.36 4.4.1 光柵繞射角測

8、36 4.4.2 光柵繞射效測37 VI 4.5 Fresnel lens 測.38 考資51 第五章 結與未工作方向第五章 結與未工作方向52 5.1 結.52 5.2 未工作方向.53 考資54 VII 表目表目 表 3-1 SiH4氣體對於非晶矽薄膜特性的影響20 表 3-2 薄膜厚於非晶矽薄膜特性的影響.20 表 3-3 腔體壓對於非晶矽薄膜特性的影響.21 表 3-4 RF power 大小於非晶矽薄膜特性的影響21 表 4-1 傳統光學元件與繞射光學元件的比較.40 表 4-2 光柵週期 20um，入射光波長 633nm，各階繞射角實驗值與 值比較40 表 4-3 光柵週期 20u

9、m，厚 100nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較41 表 4-4 光柵週期 20um，厚 320nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較42 表 4-5 光柵週期 20um，厚 500nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較.43 表 4-6 為直徑 2mm 的二階相位 Fresnel lens，其焦距、繞射效、光 點大小的實驗值與值的比較.43 表 4-7 為直徑 1.75mm 的二階相位 Fresnel lens，其焦距、繞射效、 光點大小的實驗值與值的比較.43 VII

10、I 圖目圖目 圖 2-1 電漿輔助化學氣相沉積系統反應腔體圖10 圖 2-2 RF 電極電漿系統中，各部位的電位圖.10 圖 2-3 在成長非晶矽機制過程圖.11 圖 2-4 固定 RF power、腔體壓、溫，改變 SiH4氣體對沉積 速的影響12 圖 2-5 固定 RF power、SiH4氣體、溫，改變腔體壓對沉積速 的影響.12 圖 2-6 固定腔體壓、SiH4氣體、溫，改變 RF power 大小對 沉積速的影響.13 圖 3-1 固定 RF power、腔體壓、溫，改變 SiH4氣體對薄膜 表面粗的影響.22 圖 3-2 固定 RF power、溫、SiH4氣體，腔體壓對薄膜表面粗

11、 的影響.22 圖 3-3 固定腔體壓、溫、SiH4氣體，RF power 對薄膜表面粗 的影響.23 圖 3-4 固定腔體壓、溫、SiH4氣體、RF power，薄膜厚對 薄膜表面粗的影響.23 圖 3-5 非晶矽薄膜因應過大，產生皺折的情形23 IX 圖 3-6 穿透光譜測的實驗裝置示意圖.24 圖 3-7 同厚晶矽薄膜穿透.25 圖 3-8 同厚非晶矽薄膜，對於同光波長的吸收.25 圖 3-9 薄膜表面化學成分析.26 圖 3-10 距薄膜表面 5nm 深的化學成分析.26 圖 4-1 為振幅光柵示意圖44 圖 4-2 為相位光柵示意圖.44 圖 4-3 為入射光經由光柵繞射分光情形.4

12、5 圖 4-4 為週期 20um 非晶矽薄膜光柵同厚第一階和第階繞射效 模擬結果45 圖 4-5 傳統型凸透鏡以 Fresnel zone lens 型式製作，縮減厚，再 以二階相位 Fresnel zone lens 近似.46 圖 4-6 光程差為整倍之同徑示意圖.47 圖 4-7 Fresnel lens 的實際結構 SEM 圖.47 圖 4-8 光柵測系統之架設48 圖 4-9 為 Grating 100nm 實際繞射圖案48 圖 4-10 為Grating 320nm實際繞射圖.48 圖 4-11 為Grating 500nm實際繞射圖案.48 圖 4-12 Fresnel lens

13、測架設圖.49 X 圖 4-13 為入射光633nm，入射在100nm厚之Fresnel lens光場強 分佈圖.49 圖 4-14 為入射光633nm，入射在320nm厚之Fresnel lens光場強 分佈圖.50 圖 4-15 為入射光633nm，入射在500nm厚之Fresnel lens光場強 分佈圖.50 1 第一章 簡介 第一章 簡介 在 1930 真空蒸鍍設備出現以後，用這種方式將材沉積在 基板表面的技術，助長薄膜的研究與發展1。而薄膜材的特性， 使其在光、電等同域上被應用許多，尤其在光、機、電一體系統 的整合，薄膜的品質顯重要，因此研究如何製作好品質薄膜，是 微光機電製程上重

14、要的基礎。 現今在薄膜材的成長上，已經有很多種方法被使用，如濺鍍、 蒸鍍、熱氧化(thermal oxidation)和化學氣相沉積(chemical vapor deposition:CVD)等，我們用電漿輔助化學氣相沉積(plasma vapor chemical vapor deposition:PECVD)系統沉積非晶矽薄膜在石英 (quartz)積板上，這種沉積方式的優點為低溫成長( j max 則可近似 rj 2 2jf ， 其中rj為第個zone的半徑 (4.9) 由上式可知入射光波長、焦距與環半徑之關係。 而縮減後透鏡最大厚為下式，如圖 4-5 所示 (1) d n = (4.

15、10) 4.3 非晶矽薄膜繞射光學元件製作 一 石英基板的清洗 薄膜的品質取決於其的成長方式、結構、缺陷和基板的清潔等因 素，所以基板的清洗對於薄膜的成長以及元件的製作，是相當重 要的一環，其程如下: a. 將 10mm*10mm 的石英基板置入裝有丙酮(Aceton，ACE)的燒杯 內，並置入超音波水槽中震盪 5 分鐘。 b. 再將樣品置入裝有丙醇(Isopropyalcohol,IPA)的燒杯 內，並置 入超音波水槽中震動 5 分鐘。 34 c. 用去子水(DI Water)清洗樣品，並使用氮氣吹乾樣品表面。 d. 用顯微鏡檢查樣品，並反覆清洗樣品，至基板表面無灰塵為 止。 二去水烘乾 將

16、清洗完之後的樣品置於加熱板上(約 100，10 分鐘)，目的是 去除樣品表面水份，以薄膜附著於基板表面。 三、非晶矽薄膜成長 將清洗完的基板置入 PECVD 中，如第二章所述成長方法及機制， 成長非晶矽薄膜。其成長條件為 SiH4氣體 40sccm、He 氣體 200sccm、腔體壓 1100mTorr、腔體溫 280 0C、RF power 40W，成 長 100nm、320nm、500nm 厚之非晶矽薄膜。 四上光阻 我們使用的光阻為 AZ 1500 (正光阻)，使用塗佈旋轉器(spin coating)，以轉控制樣品上光阻的均勻性與厚。本實驗所使 用轉 1000 rpm (10 秒)、6

17、000 rpm (30 秒)，在此條件下，光阻 厚約為 1.5m。 五軟烤 上完光阻後，樣品上光阻呈黏稠，將樣品置於加熱板上烘烤 (100，2分鐘)，其目的是增加光阻層與樣品基板表面之間的附著 35 ，以我們進曝光。 曝光 曝光機(Quintel Mask Aligner)，光源為汞燈，使用光波長為 I-line(為365nm)，光強12.5(mW/cm 2) ; 欲將光罩上的圖案定 義在樣品上，需曝光於2um厚正光阻AZ 1500，需曝光60(mJ/cm 2)， 即曝光時間約5秒。 七顯影 顯影所使用的顯影液是AZ 300 MIF，將曝光完後的樣品放入顯 影液中，搖晃45秒後，以去子水(D.

18、I. Water)沖洗，用氮氣吹乾， 即可完成顯影。但顯影的時間對於樣品上光阻圖案品質的好壞有極 大的影響，曝光時間太長會使得光阻在顯影時造成過顯，線寬變窄， 甚至 而曝光時間過短會使得光阻在顯影時顯影完全 ， 造成 線寬過寬，所以曝光時間與顯影時間在製程上是非常重的要個 。 八觀察顯影圖案 使用高倍顯微鏡觀察顯影完的圖案是否為我們所需要的圖 案，確定線寬大小是否正確。 九硬烤 將定影完成後的樣品放置加熱板上硬烤，溫為120，時間3 36 分鐘。其目的是將光阻內所殘的溶劑加以蒸發，則光阻未硬化的部 分硬化成形，如此一，光阻才能夠抵擋下一步的感應式耦合電漿 (ICP)的蝕刻。 十乾蝕刻 使用感應

19、式耦合電漿(ICP)蝕刻機蝕刻非晶矽薄膜，目的是為 將圖案複製在非晶矽薄膜上。 蝕刻條件 : SF6 與 O2 腔體壓 : 160mTorr 蝕刻功 : 150W 蝕刻速: 25nm/s 矽與光阻選擇比: 1:50 由以上的程，我們製作光柵及二階相位Fresnel lens，經由 掃描電子顯微鏡(SEM)觀測，如圖4-7 所示，可以看出二階相位 Fresnel lens具有完整的結構，其線寬外圍約有0.5um的粗糙，為線 寬的誤差，對於光學品質的影響，下節會有測與討。 4.4 非晶矽光柵測 4.4.1 光柵繞射角測 將光柵進繞射角測，實驗測所使用的光源 He-Ne-Laser， 37 波長 6

20、33nm，垂直入射同厚，週期 20um 光柵，再由電荷耦合元 件 (Charge Couple Device ; C.C.D)測光點強。光柵至屏幕距 90cm，第一階與負一階繞射點距第階繞射點 2.8cm，則得正負一 階繞射角實驗值 1.78 。而由 Grating equation (4.1) d(sin +sin)= m，可以得知繞射角與光柵週期及入射光波長有關， 與光柵厚無關，進而可得第 m 階繞射角值，而正負一階繞射角 值為 1.81，由此實驗值與值相當接近，表 4-2 為各階繞射 角值與實驗值之結果比較。 4.4.2 光柵繞射效測 由圖 4-4 Gsolver 模擬結果，非晶矽薄膜光

21、柵厚為 90nm、 340nm、580nm 時，其第一階繞射效遠大於第階繞射效，而我 們製作好 100nm、320nm、500nm 厚之非晶矽薄膜光柵，進測， 並架設測系統，如圖 4-8。首先，固定測系統各儀器之位置，將 光柵取出，測氦氖射在 C.C.D 上能為 I0，再將光柵放在待測位 置，在由 C.C.D 各別接收各階光點能為 Ip，則繞射效為 0 P I I =。 測結果如表 4-3、4-4、4-5 實際成像如圖 4-9、4-10、4-11。由結 果可知，100nm、320nm 厚之非晶矽薄膜光柵，其第一階射效遠 大於第階繞射效，而 500nm 厚之非晶矽薄膜光柵則相反，這與 38 Gs

22、olver 模擬的結果相近。而由成像圖可以看出，非晶矽薄膜光柵具 有分光效果。 4.5 Fresnel lens 測 我們製作二元相位 Fresnel lens，其實際結構圖由 SEM 拍攝， 如圖 4-7 所示。用光學測系統，其架設圖如圖 4-12，以氦氖 射波長 633nm 為光源 ， 光束經由空間波器波 ， 將待測之 Fresnel lens 垂直置於三軸平台 ， 以 40 倍顯微物鏡放大聚焦點 ， 再以 (charge coupled device ; C.C.D)接收，分析光點品質。 將氦氖射、顯微物鏡及 C.C.D 的位置固定，用三軸平台平移 Fresnel lens，當 Fres

23、nel lens 位置移動，使成像平面在 C.C.D 上 為一清晰的同心圓，此位置定為 X0，再將 Fresnel lens 慢慢移動， 可在成像平面得到最小點，此位置定為 Xf，則 Fresnel lens 的焦 距為 Xf - X0 。 固定光學測系統的位置，測到 Fresnel lens 聚焦點能為 If，將 Fresnel lens 取出，測氦氖射在 C.C.D 上能為 I0，所 以 Fresnel lens 之繞射效為 0 f I I =。而光點大小，則由 C.C.D 接 收分析，再除上放大倍。 本文以非晶矽薄膜製作直徑為 2mm、1.75mm 的 Fresnel lens， 39

24、厚分別為 100nm、320nm、500nm，其測包含 Fresnel lens 的焦 距、繞射效、光點大小。焦距與線寬和間距有關，與厚無關， 用 4.9 式算出焦距值 ; 而繞射效與材及厚有關，可由 純繞射和電磁波求出值，或是 Gsolver 模擬 ; 將實 驗值對照值，結果如表 4-6、4-7 。 由表 4-6、4-7 的結果，直徑 2mm、1.75mm 的 Fresnel lens， 其焦距分別為 32mm、23mm，NA 值為 0.031、0.036，光點大小為 15um、 11um ， 而繞射效與厚有關 ， 其中厚為320nm非晶矽Fresnel lens 繞射效最高，可達 32%，

25、500nm 非晶矽 Fresnel lens 繞射效最低， 只有 4% ， 而實驗值與值接近 。 圖 4-13 、 4-14 、 4-15 ， 為用 C.C.D， 觀測入射光 633nm，入射同厚 Fresnel lens 之聚光光場強分 佈圖。可以看出厚為 320nm 非晶矽 Fresnel lens，其光場強最 強，光點品質也最。 40 表 4-1 傳統光學元件與繞射光學元件的比較 表 4-2 光柵週期 20um，入射光波長 633nm，各階繞射角實驗值與 值比較。 繞射式光學元件 傳統光學元件 特性 重輕，體積小 重重，體積大 純繞射 幾何光學 製作 VLSI 製程技術，可大複製機器研磨

26、，密加工 功能 多功能集一體的光學元件 單一功能元件 繞射角 光柵週期 20um 第階 正負一階 正負二階 正負三階 值() 0 1.81 3.63 5.45 實驗值() 0 1.78 3.63 5.48 誤差值(%) 0 1.65 0 0.55 41 表 4-3 光柵週期 20um，厚 100nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較。 繞射效 光柵週期 20um 厚 100nm 正一階 第階 負一階 模擬值 30.1 1.9 30.1 實驗值 28.8 5.8 29.3 表 4-4 光柵週期 20um，厚 320nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階

27、、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較。 繞射效 光柵週期 20um 厚 320nm 正一階 第階 負一階 值 34.3 7.4 34.3 實驗值 32.4 8.5 32.5 42 表 4-5 光柵週期 20um，厚 500nm，入射光波長 633nm，繞射光第 階、正負一階之繞射效實驗值與模擬值比較。 繞射效 光柵週期 20um 厚 500nm 正一階 第階 負一階 值 10.1 21.8 10.1 實驗值 4.6 20.9 4.6 43 表 4-6 為直徑 2mm 的二階相位 Fresnel lens，其焦距、繞射效、 光點大小的實驗值與值的比較。 2mm 焦距 值 測焦距 值 繞 射效 測

28、繞射 效 Spot size 100nm 31595um 32000um 30.1% 30% 15um 320nm 31595um 32000um 34.3% 32% 15um 500nm 31595um 32000um 10.1% 5% 14um 表 4-7 為直徑 1.75mm 的二階相位 Fresnel lens，其焦距、繞射效、 光點大小的實驗值與值的比較。 1.75 mm 焦距 值 測焦距 值 繞 射效 測繞射 效 Spot size 100nm 24052um 23000um 30.1% 30% 11um 320nm 24052um 23000um 34.3% 32% 11um 5

29、00nm 24052um 23000um 10.1% 4% 10um 44 圖4-1 為振幅光柵示意圖 圖 4-2 為相位光柵示意圖 45 圖 4-3 為入射光經由光柵繞射分光情形 0200400600800 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 500nm320nm100nm diffraction efficiency a-Si thin film thickness (nm) first order zero order 圖 4-4 為週期 20um 非晶矽薄膜光柵同厚第一階和第階繞射效 模擬結果。 P T d -1 1 0 46 圖4-5 傳統型凸透鏡以Fresnel zon

30、e lens型式製作，縮減厚，再 以二階相位Fresnel zone lens近似。 二階近似 47 圖4-6 光程差為整倍之同徑示意圖 圖4-7 Fresnel lens的實際結構SEM圖 ， 其直徑為2mm ， 厚為320nm 。 48 圖 4-8 光柵測系統之架設 圖 4-9 為 Grating 100nm 實際繞射圖案 圖 4-10 為 Grating 320nm 實際繞射圖案 圖 4-11 為 Grating 500nm 實際繞射圖案 He-Ne laser collimation grating C.C.D -1 -0 -1 -1 -0 -1 -1 -0 -1 49 圖 4-12

31、Fresnel lens 測架設圖。 圖 4-13 為入射光 633nm，入射在 100nm 厚之 Fresnel lens 光場強 分佈圖。 60a.u. Fresnel lens Microscopic He-Ne laser collimation C.C.D 50 圖 4-14 為入射光 633nm，入射在 320nm 厚之 Fresnel lens 光場強 分佈圖。 圖 4-15 為入射光 633nm，入射在 500nm 厚之 Fresnel lens 光場強 分佈圖。 60a.u. 60a.u. 51 考資 1兆暘， 繞射式光學元件設計與製程之整合研究，國臺灣大學 光電工程研究所，

32、碩士文，中華民國 85 2 W. H. A. Finchan , M. H. Freeman 著,楊建人譯， 光學原， 徐氏基會,1986. 3H. Nishihara and T. Suhara, Micro Fresnel lenses, in Progress in Optics XXIV(1987), E. Wolf, North-Holland, Amsterdam, 3-37 4J. Jahns and S.J. Walker, Two-dimensional array of diffractive microlenses fabricated by thin film depo

33、sition, Appl. Opt. 29(1990), 931-936 52 第五章 結與未工作方向 5.1 結 本實驗主要研究目的為以電漿輔助化學氣相沉積系統在石英基板 上成長平坦的非晶矽薄膜並研究其特性，並將非晶矽薄膜應用於光柵 及二階相位 Fresnel lens，再與模擬比對、分析，得到下幾 項結: 控制 PECVD 機台的可調(SiH4氣體 、 腔體壓 、 RF power) 對薄膜表面粗的影響，我們製作出平整最佳化的非晶矽薄膜，其 成長條件為 SiH4氣體 40sccm，腔體壓 1100mTorr，RF power 40W，腔體溫 280 0C，用此條件成長厚為 100nm、32

34、0nm、500nm 的 非晶矽薄膜，其表面粗均小於 3nm，此表面粗的非晶矽薄膜可以 應用於光學元件。 厚為 100nm、320nm、500nm 的非晶矽薄膜在光波長 633nm 時， 折射為 4.1，其穿透分別為 48%、20%、10%，而在光波長 500nm 以前，則會因為吸收大於 50%，導致穿透太低。 以 Gsolver 軟體模擬，並將成長好的非晶矽薄膜，製作二階相 位光柵及二階相位 Fresnel lens。非晶矽光柵具有分光效果，其各 階繞射效，與光柵材厚及折射相關，100nm、320nm 厚的非 53 晶矽薄膜光柵，其一階繞射效遠大於第階繞射效，500nm 厚的 非晶矽薄膜光柵則

35、相反。而二階相位 Fresnel lens，其聚焦光強主 要自第一階繞射光，繞射效與材厚及折射相關，所以 100nm、320nm 厚的非晶矽二階相位 Fresnel lens 其繞射效分別為 30%、32%，遠大於 500nm 厚的二階相位 Fresnel lens 的繞射效 4%， 得到實驗值與模擬值相當接近。 製作繞射光學元件，以光程差法設計，有幾組光程差解可得到 高繞射效，而相同的光程差解，用折射高的材，對於低折射 材，蝕刻深可以淺，於加工。 5.2 未工作方向 1.二階相位 Fresnel lens 效為 41.53%，而八階相位 Fresnel lens 效可達 94.46%1，我們製作的二階相位 Fresnel lens 繞射效最高可達 32%，仍可提高其繞射效，如鍍製抗反射層 2，使光能有效的用。 2.非晶矽薄膜在光波長 500nm 之前具有高吸收，穿透低，可用加熱 方法使其形成複晶矽，可提高短波長的穿透3。 3.以氮化矽薄膜為基膜，再沉積非晶矽薄膜，並製作微光學元件，將 微光學元件堆疊，形成複合微光學元件。 54 考資 1簡伶鈺，繞射式元件之製程及特性分析，國中央大學物研究 所，中華民國 90 2正中，薄膜光學與鍍膜技術，藝軒圖書 3V.P.Iordanov, R.Ishihara, P.M.Sarro，ECTM, DIMES