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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。 PlK3; %X}vuE[[UC
#b:YY^{g_ ur=:Ha 任务描述 AkdO:hVtG ~gOZ\jm}
UIg?3J}R ~-uf%= 镀膜样品 |!7leL 关于配置堆栈的更多信息。 `-R&4%t% 利用界面配置光栅结构 %|^,Q -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。 v^F00@2I - 涂层厚度:10纳米 I|>.&nb - 涂层材料。二氧化硅 , /jHhKW - 折射率:扩展的Cauchy模型。 p5w9X+G% TX@ed 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 8faT@J'e; - 基板材料:晶体硅 Bg zq - 入射角度。75° *//z$la Li0+%ijM <sM_zoprc 55UPd#E' 椭圆偏振分析仪 BA@M>j6d skTaIGRL
7ncR2-{g 4K dYiuz0` 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。 1ah,Zth2 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 NjA[(8\: A:2CP&* 椭圆偏振分析仪 tX@y ]" 5L~lF8
(: kn) 0dS (g&ZR 总结 - 组件... N#)Klq87z S1@r.z2L
4g}r+!T <SOG?Lh~ I|K!hQ"m v<)&JlR 椭圆偏振系数测量 !g}@xwWax o"L8n(\ 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 Qt_KUtD jq8TfJ|
hNkv lk'Ui J kAd3ls 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。 ^`aw5 +S UzIE,A
s'l|Ii llh
+r? 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 :[f[-F %H&WihQ 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。 nnE'zk<" LjW32>B
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EsM * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) G|-RscPe c9Cc%EK 仿真结果与参考文献的比较 >+.GBf<E +oO7UWs>6 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 JdUdl_Dz >=:mtcph
Jg{K!P|i E]g6|,4~- VirtualLab Fusion技术 *icaKy3 _5(p=Zc
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