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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。 7<T1#~w4L Hz*5ZIw
A*$JF>`7 CWTPf1?eB 任务描述 nD8 Qeem@ *v' d1.Z
-|"[S"e X3bPBv 镀膜样品 Z4^O`yS9+ 关于配置堆栈的更多信息。 fbG+.' 利用界面配置光栅结构 [eb?Fd~WB] 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。 / bxu{|. - 涂层厚度:10纳米 j.?c~Fh - 涂层材料。二氧化硅 '@ $L}C#OI - 折射率:扩展的Cauchy模型。 1[;
7Ay O3YD
jas 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 Ap:mc: - 基板材料:晶体硅 -kGwbV} - 入射角度。75° ,[}
XK9 @%oHt*u o#D;H[' A _uYidtxo= 椭圆偏振分析仪 qM$4c7'4P6 B"@3Q av3
hLv~N} F&Bh\C)] 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 ~yGD("X 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 t-;zgW5mwF ag_RKlM3 椭圆偏振分析仪 !a.|URa7 :aIS>6
hR g?H V!{}%;f 总结 - 组件... ccdP}|9e B2R^oL'}
5~pQ$- -/ltnx)j )wt mc4' l\HLlwYO 椭圆偏振系数测量 @X|Mguq5 } xy>uT 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
W0&x0 A=PJg!
$ouw*|< G2 E4 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 -->~<o Un~8N
t1Zcr#b> 1GaM!OC 9 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Cwh*AKq( :j)v=qul 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 KkIgyLM TEzMFu+V
&2P+9j> * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) WLy%|{/ Fad.!%[ 仿真结果与参考文献的比较 ~fht [S?@M Ik\n/EE 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 xsO
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<27:O,I &tJ!cTA.- VirtualLab Fusion技术 LwI A4$d O7Z?y*
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