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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。 lh'S_p8g  
    ?v M9 !  
    @T\n@M]  
    3:nBl?G<  
    任务描述 FiiDmhu  
    h97#(_wV>  
    SdYf^@%}F  
    Cty#|6 k  
    镀膜样品 Oq.ss!/z  
    关于配置堆栈的更多信息。 ?p@J7{a  
    利用界面配置光栅结构 D BHy%i  
    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。 =^u;uS[IW  
    - 涂层厚度:10纳米 &$/ #"lW,V  
    - 涂层材料。二氧化硅 ,J|,wNDU!K  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 * $f`ouJl  
    XJe=+_K9  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 @/<UhnI  
    - 基板材料:晶体硅  viAAb  
    - 入射角度。75° QKj0~ia 5  
    _aPAn|.  
    '3672wF/  
    uTR^K=Ve  
    椭圆偏振分析仪 bOj)Wu  
    z;S-Q,  
    ) 6)bI.BY  
    >l &]Ho  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 ^MvuFA ,C  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 +>q#eUS)  
    !G;u )7'v  
    椭圆偏振分析仪
    (*$bTI/~  
    PoF3fy%.  
    7_i8'(``  
    #; ?3k uq(  
    总结 - 组件... TsTc3  
    o]oiJvOr  
    GkJcd;  
    :ZrJL&  
    %rptI$^*X  
    0ae8Xm3J@R  
    椭圆偏振系数测量 (P)G|2=  
    .ImaM  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 |GnTRahV.  
    SQ>i:D;  
    C.jWT1  
    1Nt &+o  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 o&q>[c  
    !?>V^#c  
    O]u'7nO{{  
    G>V6{g2Q  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ]1!" q40)]  
    ~ 29p|X<  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 >7>I1  
    hN-@_XSw<I  
    4KH492Nq9  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Nwi|>'\C  
    /\8I l+0  
    仿真结果与参考文献的比较 (wDE!H7  
    FO2e7p^Q  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 zU?O)w1'  
    WUYI1Ij;  
    CFaY=Cy  
    !$Nj!  
    VirtualLab Fusion技术 9"P|Csj  
    ntW@Fm:bw>  
    X NJ4T]><  
    "}]$ag!`q$  
    eTuqK23  
     
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