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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。 {uO=Wkp~7  
    o% ZtE  
    Z.a`S~U  
    PgNg1  
    任务描述 \KlOj%s  
    $^ \8-k "  
    OT6uAm+\7_  
    alQMPQVin  
    镀膜样品 _7j-y 9V  
    关于配置堆栈的更多信息。 LKCj@NdV  
    利用界面配置光栅结构 Ga5O&`h  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 N5>ioJj  
    - 涂层厚度:10纳米 D0'L  
    - 涂层材料。二氧化硅 FLT4:B7  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 `|Aj3a3sND  
    Pr |u_^  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 -;/;dz;  
    - 基板材料:晶体硅 F iZe4{(p  
    - 入射角度。75° Qh4@Nl#Ncf  
    R`? '|G]P  
    rJ2yi6TB\  
    [If%+mHdU  
    椭圆偏振分析仪 .h!oo;@  
    "MH_hzbBF  
    I9xQ1WJc`  
    zZ rUS'8  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 T%{qwZc+mJ  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 !j'9>G{T  
    aS ]bTYJ'  
    椭圆偏振分析仪
    Up:<NHJT  
    (9!$p|d*  
    X?m"86L  
    qmNgEz%  
    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 r  
    @|3PV  
    x4b.^5"`:  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Fjq~^_8  
    Wq5Nc  
    仿真结果与参考文献的比较 \^l273  
    8G GC)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$" f  
    0rnne L  
    yeI((2L@E2  
    VirtualLab Fusion技术 33O O%rWi  
    ssf.ef$  
    !CJh6X !  
    -SyQ`V)T7N  
    ,{tz%\, %  
     
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