Steuerung der Peaklage und der Sensitivität von siliziumbasierten porösen optischen Multischichten

Inhalt:
In diesem Beitrag wird die Steuerung der Peaklage des Reflexionsspektrums von siliziumbasierten porösen optischen Multischichten vorgestellt. Die Peaklage der quasi als optische Filter wirkenden Multischichten wird durch einen zweistufigen Prozess eingestellt. In der ersten Stufe wird die Peaklage durch die Herstellungsparameter des Schichtsystems, d.h. Porosität und Bildungsrate der periodisch aufeinander folgenden Schichten mit hohen (nH) und niedrgem (nL) Brechungsindex bestimmt. Damit kann die spektrale Lage des Peaks durch die Einstellung der entsprechenden Prozessparameter gesteuert werden. In der zweiten Stufe findet eine Oberflächenstabilisierung statt, die mit einer Materialumwandlung verbunden ist. Diese Umwandlung ruft eine Blauverschiebung hervor, wodurch die endgültige zentrale Peaklage definiert wird. Die Sensitivität des optischen Sensors wird durch die relative Peaklagenverschiebung (Rotverschiebung) infolge der Porenfüllung bzw. die Brechungsindexänderung bestimmt. Die Peaklagenverschiebung ist abhängig von der Wellenlänge der Peaklage. Bei einer Verdoppelung der Peak-Wellenlänge kann eine ca. doppelt so große Peakverschiebung und damit Empfindlichkeit des Schichtsystems in sensorischen Anwendungen erreicht werden.