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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。 db )2>  
    v^C\ GDH  
    ~?/7: S  
    wkt4vE87  
    任务描述 nDrRK  
    -h8mJ D%Oi  
    stw@@GQ  
    oiyvKMHz7  
    镀膜样品 [<B,6nAl  
    关于配置堆栈的更多信息。 #]Vw$X_S  
    利用界面配置光栅结构 ^A ]4  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 _c]}m3/  
    - 涂层厚度:10纳米 ?qQ{]_q1&.  
    - 涂层材料。二氧化硅 fN9{@)2Mz  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 ]@U?hD  
    \9+,ynJH8z  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 %<yW(s9{  
    - 基板材料:晶体硅 KDN#CU  
    - 入射角度。75° oIrc))j,$  
    kHK<~srB  
    7] y3<t  
    +C=vuR  
    椭圆偏振分析仪 lg|6~=aQ  
    P}6#s'07~  
    k7Nx#%xx  
    M.g2y&8  
    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。 4f j}d.?  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 H [+'>Id:  
    8i6iynR  
    椭圆偏振分析仪
    T)tr"<F5NP  
    =o@}~G&HA  
    !+$qSD,%x  
    {r&r^!K;  
    总结 - 组件... l"8g9z  
    ,I iKe_B  
    #7fOH U8v  
    51}C`j|V3{  
    (F'~K,0  
    3\2&?VAjR  
    椭圆偏振系数测量 ^(Gl$GC$Mu  
    ?3DL .U{  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 J#d,?  
    r%: :q^b3  
    }ll&EB  
    0Y`+L6&UX  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 ,$]m1|t@z  
    ;$eY#ypx  
    6X ]I`e  
    [<+T@"y  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 !@V]H  
    nR%w5oe  
    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。 2 zo>`;l  
    \1R*M  
    :MDFTw~|  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 1sUgjyGQ  
    P w6l'  
    仿真结果与参考文献的比较 Fkv284,LM  
    r0z8?  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 ]_ LAy  
    JNU9RxR  
    H( LK}[  
    aV f sF|,  
    VirtualLab Fusion技术 Z){fie4WM  
    BDp(&=ktq  
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