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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。 {uO=Wkp~7 o%ZtE
Z.a`S~U PgNg1 任务描述 \KlO j%s $^ \8-k "
OT6uAm+\7_ alQMPQVin 镀膜样品 _7j-y 9V 关于配置堆栈的更多信息。 LKCj@N dV 利用界面配置光栅结构 Ga5O&`h 一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 N5>ioJj - 涂层厚度:10纳米 D0 'L - 涂层材料。二氧化硅 FLT4:B7 - 折射率:扩展的Cauchy模型。 `|Aj3a3sND Pr
|u_^ 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 -;/;d z; - 基板材料:晶体硅 F iZe4{(p - 入射角度。75° Qh4@Nl#Ncf R`? '|G]P rJ2yi6TB\ [If%+mHdU 椭圆偏振分析仪 .h!oo;@ "MH_hzbBF
I9xQ1WJc` zZrUS'8 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 T%{qwZc+mJ 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 !j'9>G{T aS
]bTYJ' 椭圆偏振分析仪 Up:<NHJT (9!$p|d*
X?m"86L qmNg Ez% 总结 - 组件... ]njObU)[zr <m;idfn
ELh`|X ZE+VLV v ^FaBaDcnl drr
W?U 椭圆偏振系数测量 @'go?E)f >=G-^z: 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
V1[Cc?o x+? P/Ckg
@FC|1=+ g^ @9SU 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。 5u(,g1s}UZ *V@>E2@
[1OX:O| f{s}[p~ 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 y5" b(nb +M@,CbqD 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。 !bf8
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x4b.^5"`: * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Fjq~^_8 Wq5 Nc 仿真结果与参考文献的比较 \^l273 8GGC)2 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 /z'fFl^6O Wt$" f
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L yeI((2L@E2 VirtualLab Fusion技术 33O O%rWi ssf.ef$
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