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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。 pU!o7>p )=Q)BN[
(Bo bB]~a \NqEw@91B 任务描述 8)VgS&B~ u7;~
= zl=SLe K"2|[ 5 镀膜样品 G5tday~3 关于配置堆栈的更多信息。 jvVi%k 利用界面配置光栅结构 !Do,>gO 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。 *g;-H&` - 涂层厚度:10纳米 fRm}S>Nibb - 涂层材料。二氧化硅 8#` 6M5 - 折射率:扩展的Cauchy模型。 * \HRw +cL &&L"&Rc 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 =raA?Bp3;( - 基板材料:晶体硅 E-1"+p - 入射角度。75° (}:C+p
'I j|e[s ?d xiyxrR; <SVmOmJ-K 椭圆偏振分析仪 M@p"yq !~lW3
V8O.3fo`[` 50a\e 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。 mo1
puU 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 NfE.N&vI_c D*vm
cSf 椭圆偏振分析仪 4(vyp.f W>spz~w%j
`dJDucD gUB{Bh($Y 总结 - 组件... }iIbcA Q1>zg,r
tiLu75vj KIL18$3J v\ZBv zd 4x'AC%&Qi 椭圆偏振系数测量 he)ulB S*%iiD) 椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 PdY>#Cyh {4ptu~8
ew#T8F[ w 7tC|^#G 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 r3I,11B oTOfK}
`HUf v@5 {TZE/A3D, 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 b2h":G|s }sMW3'V 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 -Gsl[Rc0H; J"[3~&em
~,}s(`~ * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) g=A$< |