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该论文对FHD法制备SiO<,2>/Si材料的原理、工艺和材料性能展开了深入研究.用热氧化法和火焰水解法两种方法制备了SiO<,2>/Si下包层材料.用棱镜耦合法测量了材料的折射率和厚度,用原子力显微镜(AFM)测量了材料的表面微观形貌.结果发现,与火焰水解法相比,热氧化法制备的SiO<,2>/Si下包层材料的折射率和厚度更均匀,表面更平整.用X射线物相衍射法对FHD法沉积的粉末和烧结后的膜进行了检测.结果发现SiO<,2>和GeO<,2>-SiO<,2>粉末在烧结时容易析出α-方石英.在烧结结束时以大于120℃/分钟的速度快速降温,能大大抑制这一析晶过程.而当向上述两种体系材料中掺入适量的B<,2>O<,3>,则能彻底防止析晶.但B<,2>O<,3>掺入过量时,在GeO<,2>-SiO<,2>体系中会析出GeO晶体.用扫描电镜(SEM)和光学显微镜观察了在硅基片上用FHD法制备的材料的表面开貌.发现SiO<,2>和GeO<,2>-SiO<,2>粉末在烧结时容易产生龟裂.当改用石英基片时,同样发生了龟裂.而通过适量掺入B<,2>O<,3>,成功的消除了这种龟裂.这些结果证明,导致SiO<,2>/Si龟裂的主要原因并不是SiO<,2>和Si的热膨胀失配,而是SiO<,2>粉末在烧结时发生析晶.FHD法沉积的SiO<,2>粉末的烧结属于粘性流动烧结.其烧结速率与粉末颗粒粒径、体系粘度成反比,与表面张力成正比.场发射扫描电镜照片表明,减小源的流量或者缩短氢氧焰到硅基片的距离,都能减小颗粒粒径,促进烧结.差热分析结果证明,掺入适量B<,2>O<,3>,能显著降低粉末的烧结温度.使用He气氛,能加快闭气孔的消除,从而促进烧结.AWG等器件对SiO<,2>/Si波导芯层的折射率、厚度及其均匀性要求很高.在不同工艺条件下制备了SiO<,2>/Si波导芯层材料,并用棱镜耦合法测量了其折射率、厚度.结果表明,GeCl<,4>流量对芯层材料折射率影响较大,而BBr<,3>流量对芯层材料折射率影响较小.先通过GeCl<,4>流量粗调折射率,再通过BBr<,3>流量微调折射率,能够准确控制芯层材料的折射率.此外,还研究了源的流量和氢氧焰扫描步对厚度及其均匀性的影响.当源的流量在S<,19>G<,9>B<,19>—S<,23>G<,11>B<,23>之间变化时,芯层厚度与设计值6μm的偏差小于0.2μm,当扫描步进为0.08nm时,所制备的芯层材料厚度不均匀度≤2﹪,能够满足AWG等波导器件设计的要求.用热氧化法制备了SiO<,2>/Si下包层,用FHD法制备了芯层.用棱镜耦合法测得此波导材料的损耗为1.73dB/cm,比国内PECVD法制备的SiO<,2>/Si材料损耗低0.25dB/cm.