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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。 RNb" O{3 1qh SN#s{_
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 I5w>*F zE]h]$oi 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。 $WG< w>6cc#>q 椭圆偏振分析仪 l6< bV#_qe 9v(k<('_
X>ck.}F ]McDN[h: 总结 - 组件... 3zo:)N \K <{1=4PA
nSB@xP#& Vi<F@ji !Bn,f2 ;<nQl,2N 椭圆偏振系数测量 |Q*{yvfEo nBGcf(BE.$ 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]hsgro 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 Vv3:x1S P2sM3C
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[u TtP2>eh- VirtualLab Fusion技术 =Bb/Y`Q }g_\?z3gt
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