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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。 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  
    x MJ-=  
    >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  
    Tn7Mt7h  
    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.  
    $u<;X^  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 b `P6Ox3  
    f7&ni#^Ztj  
    4@{;z4*`  
    {]IY; cL  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ]3v)3Wp  
    H k}P  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 hC$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[ -NbW,  
     ]! ZZRe  
    g0 Q,]\~  
    `Am|9LOT  
    VirtualLab Fusion技术 -c>3|bo  
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    ^@x&n)nzP  
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