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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。 RNb"O{3  
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    n(jrK9]  
    >0I\w$L  
    任务描述 m =%yZ2F;  
     o*xft6U  
    d? 4-"9Y  
    e%KCcU  
    镀膜样品 90!67Ap`x  
    关于配置堆栈的更多信息。 dA$qzQ  
    利用界面配置光栅结构 'E%+ O  
    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)cL=4G  
    - 涂层厚度:10纳米 !p(N DQm  
    - 涂层材料。二氧化硅 )OV2CP  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 a/U4pSug  
    _yc &'Wq  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 nrCr9#  
    - 基板材料:晶体硅 a<&GsDw  
    - 入射角度。75° M[?0 ^ FBx  
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    7aeyddpM  
    椭圆偏振分析仪 |:5[`  
    HI{IC!6  
    $mF9os-  
    p-B |Gr|  
    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。 /t_AiM,(  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 $WG<  
    w>6 cc#>q  
    椭圆偏振分析仪
    l6< bV#_qe  
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    X>ck.}F  
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    总结 - 组件... 3zo:)N \K  
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    Vi<F@ji  
    !Bn,f2  
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    椭圆偏振系数测量 |Q*{yvfEo  
    nBGcf(BE.$  
    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 'Sjt*2blq  
    I.u[9CI7HU  
    0v'!(&m  
    &``nYI g/  
    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。 tz/NR/[  
    gR@,"6b3  
    %q_b\K  
    yo_;j@BGR  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Bngvm9k3  
    4>t=r\"4  
    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。 ]rc =oP;  
    E{}Vi>@V?  
    {Zrf>ST  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 8d8GYTl b)  
    R![4|FR  
    仿真结果与参考文献的比较 S~Yu;  
    6G]hs gro  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 Vv3:x1S  
    P2sM3C  
    FmC [u  
    TtP2>eh-  
    VirtualLab Fusion技术 =Bb/Y`Q  
    }g_\?z3gt  
    dmk_xBy s|  
    ($[)Tcq*~  
    -9^A,vX  
     
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