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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。 >p3S,2SM  
    { !t6& A  
    t&C0V|s79$  
    "^t;V+Io  
    任务描述 W,%qL6qV  
    1 y7$"N8Xo  
    b:&= W>r  
    '1lz`CAB+  
    镀膜样品 <2\Q Y  
    关于配置堆栈的更多信息。 `)H| &!wT  
    利用界面配置光栅结构 ?YM0VB,y  
    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。 UFE~6"t(  
    - 涂层厚度:10纳米 8WwLKZ}  
    - 涂层材料。二氧化硅 5?TjuGc  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 ?o(Y\YJf  
    ,27=i>>  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 6w0r)  
    - 基板材料:晶体硅 "; ?^gA  
    - 入射角度。75° UQ2;Dg G%  
    mTa^At"  
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    z\<gm$1CB  
    椭圆偏振分析仪 !M k]%  
    XOzZtt  
    =1j`VJU9  
    Eqh&<]q  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 oX-h7;SD  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 &wB?ks  
    4hV~ ir  
    椭圆偏振分析仪
    WoWBZ;+U  
    iu'rc/=V  
    WtbOm  
    ="[6Z$R  
    总结 - 组件... E"%G@,|3*  
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    x;/%`gKn8  
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    椭圆偏振系数测量 bhT:MW!  
    !%YV0O0  
    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 MtK5>mhZI`  
    >c@1UEwkm  
    p:qj.ukw  
    9,Ug  
    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。 N:rnH:g+:  
    PF-"^2&_  
    C9 cQ} j:  
    B ? D|B  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Edav }z  
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    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。 p"/B3  
    ^1+&)6s7V  
    2o-Ie/"d\  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) t>%J3S>'ZV  
    ?1MaA  
    仿真结果与参考文献的比较 m_1BB$lyP2  
    nK|WzUtp  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 6\?< :Qto  
    {AqPQeNgz  
    i^DZK&B@u  
    JIU=^6^2'  
    VirtualLab Fusion技术 )3~):+  
    W%cJ#R[o  
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