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    [技术]SiO2膜层的可变角椭圆偏振光谱(VASE)分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-05-08
    可变角度椭圆偏振光谱仪(VASE)是一种常用的技术,由于其对光学参数的微小变化具有高灵敏度,而被用在许多使用薄膜结构的应用中,如半导体、光学涂层、数据存储、平板制造等。在本用例中,我们演示了VirtualLab Fusion中的椭圆偏振分析器在二氧化硅(SiO2)涂层上的使用。对于系统的参数,我们参考Woollam等人的工作 "可变角度椭圆偏振光谱仪(VASE)概述。I. 基本理论和典型应用",并研究该方法对轻微变化的涂层厚度有多敏感。 mfUKHX5  
    "F04c|oR<X  
    Q9SPb6O2  
    `<bCq\+`  
    任务描述 o(vZ*^\  
    if\k[O 1T6  
    Pau&4h0  
    c M|af#o  
    镀膜样品 Uia)5zz8  
    关于配置堆栈的更多信息。 Ebmqq#SHjX  
    利用界面配置光栅结构 ,2Sv1v$  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 AJdlqbd'+  
    - 涂层厚度:10纳米 8j({=xbg&  
    - 涂层材料。二氧化硅 us(sZG  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 t%ou1 &SO  
    >0[qi1  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 GIJV;7~  
    - 基板材料:晶体硅 %@)U/G6s}  
    - 入射角度。75° $H %+k?  
    Y>c5:F;  
    PLl x~A  
    \v B9fA:*  
    椭圆偏振分析仪 K .c6Rg  
    9~*_(yjF  
    ZfF`kD\  
    V1AEjh  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 =t <:zLe  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 aa'0EU:  
    b3jU~L$  
    椭圆偏振分析仪
    jp\JwE  
    .'+|>6eU  
    *&~sr  
    D z]}@Z*jK  
    总结 - 组件... $]`'Mi  
    |i jW_r  
    j8F~j?%!  
    oC;l5v<  
    :$u{  
    9 ^=t@  
    椭圆偏振系数测量 !~VR|n-  
    ?`BED6$`G9  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 fNmG`Ke  
    5Od(J5`  
    }*{\)7g  
    O=9VX  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 B_6v'=7]  
    Mf,Mcvs  
    M2;(+8 b  
    XJV3oj   
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Uzm[e%/`  
    Jh/M}%@|  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 3IRRFIiO  
    e`gGzyM  
    !SD [6Z.R  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) S|Ij q3  
    %`<`z yf  
    仿真结果与参考文献的比较 GurE7J^=  
    S{r)/ ~/  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 y("0Xve  
    a5Acqa  
    xaq=?3QOH  
    jd*%.FDi{  
    VirtualLab Fusion技术 .w*{=x0k  
    %V" +}Dr  
    [F9KC^%S  
    eG2qOq$[  
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