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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。 Ul8HWk[6Iw  
    #)'Iqaq7  
    505c(+  
    :E9pdx+  
    任务描述 J 8 KiL  
    B $u/n  
    \c2x udU  
    o;@~uU  
    镀膜样品 'g%:/lwA  
    关于配置堆栈的更多信息。 2M x\D  
    利用界面配置光栅结构 cN@_5  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 3t-STk?  
    - 涂层厚度:10纳米 }H ~-oYMu  
    - 涂层材料。二氧化硅 d88A.Z3w  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 L\#YFf  
    q/@2=$]hH3  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 |enLv12Gm  
    - 基板材料:晶体硅 Jl_W6gY"Z  
    - 入射角度。75° bMK X9`*o  
    3dN`Q:1R9  
    F0!Z1S0g  
    :i&]J$^;  
    椭圆偏振分析仪 S<7!<]F-  
    v>keZZOs  
    Lg<h54X  
    ~cc }yDe  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 ."wF86jW|  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 ( v*xW.  
    /ZyMD(_J  
    椭圆偏振分析仪
    SZH`-xb!+5  
    wN.S]  
    }||u {[  
    LK DfV  
    总结 - 组件... X):7#x@uy  
    t`B@01;8A  
    *v%y;^{k[/  
    ~61b^L}$  
    (RFH.iX  
    $ 64up!  
    椭圆偏振系数测量 y'm!h?8  
    ,ayEZ#4.m  
    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 6J>AU  
    Z[Tou  
    W yM1s+@  
    q=pRe-{  
    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。 u)<]Pb})r  
    X\`']\l  
    =!t;e~^8]  
    x`g,>>&C  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 %T]$kF++&  
    %tP*_d:  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 J$}]p  
    _tHhS@   
    > -OOU  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 4Kch=jt4#  
    <\O+  
    仿真结果与参考文献的比较 S OI=~BGd)  
    Bf*>q*%B{  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 f- (i%  
    d3:GmB .  
    eyK xnBz  
    wF`Y ,@  
    VirtualLab Fusion技术 /K|(O^nw  
    p{5m5x  
    sQ`G'<!  
    bB?E(>N;  
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