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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。 BDB*>y7( QB*,+u4
"' JnFM 2.D2
o 任务描述 0%ul6LvM EtKq.<SJ
n#lbfN 4 h2ROQKL"B 镀膜样品 +e>SK!kB7 关于配置堆栈的更多信息。 Alxf;[s 利用界面配置光栅结构 2:*15RH3 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。 2n:<F9^" - 涂层厚度:10纳米 ?woL17Gt - 涂层材料。二氧化硅 D&G6^ME - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Vu:ZG*^ CS7b3p!I 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 ?veeW6E( - 基板材料:晶体硅 %Mda<3P - 入射角度。75° 2~kx3` Q ?zW'Hi Q@ VA@N=w jHFjd' 椭圆偏振分析仪 ~}.C*;J g3:@90Ba
xMJ-= >Xn,jMUW 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。 v$y\X3)mB 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 @t%da^-HS" -9b=-K.y 椭圆偏振分析仪 'Z{`P0/^o` M| (VM=~
y%TqH\RKv C4mkt2Eb0a 总结 - 组件... C- YYG C'JI%HnQ
Tn7Mt7 h suN6(p(. !db=Iz5) D!`[fjs6A 椭圆偏振系数测量 |]&3*%b@ Z",0 $Gxu 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 REh"/d *~PB
/TMVPnvz. $u<;X^ 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 b `P6Ox3 f7&ni#^Ztj
4@{;z4*` {]IY;cL 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ]3v)3Wp Hk}P 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 hC$e8t60 ie1~QQ
{QEvc * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Te+# C6>_wl] 仿真结果与参考文献的比较 ]-wyZ +a ,LBj$U]e|E 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 nAQ[
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g0 Q,]\~ `Am|9LOT VirtualLab Fusion技术 -c>3|bo Aw7N'0K9UN
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