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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。 ##] `  
    yzNDXA.  
    e<u~v0rDl  
    w);Bet  
    任务描述 +f^|Yi  
    kk CoOTe&  
    5]3Mj*u\  
    v)zxQuH]^  
    镀膜样品 Q?Xqf7y  
    关于配置堆栈的更多信息。 UD2 l!)rW  
    利用界面配置光栅结构 1yc$b+TH  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 >8`;SEnv  
    - 涂层厚度:10纳米 sk t9mU  
    - 涂层材料。二氧化硅 lj *=bK  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 WZbRR.TxO  
    b^P\Kky  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 @_#]7  
    - 基板材料:晶体硅 4 `}6W>*R  
    - 入射角度。75° [/J(E\9  
    B-$ps=G+z  
    Fdx4jc13w  
    _#<7s`i  
    椭圆偏振分析仪 &c= 3BEh  
    /E Z -  
    `my\59T  
    ge{%B~x  
    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。 wI[J>9Qn  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 }%,LV]rGEZ  
    'L%)B-,n  
    椭圆偏振分析仪
    KM oDcAjH  
    ( d8rfet  
    wr6(C:  
    ]vCs9* |B  
    总结 - 组件... 17ynFHMd,  
    4_ZHY?VRd  
    $j0<ef!  
    #]wBXzu?  
    ;Z&w"oSJ  
    Y^5)u/Y=U  
    椭圆偏振系数测量 MnW"ksH  
    n*eqM2L  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 `6*1mE1K&  
    -D_xA10  
    uX&Tn1Kg  
     pm*i!3g'  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 d]^\qeG^p  
    7}Jn`^!  
    Vf$q3X  
    XpP}(A@G  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 tHH @[E+h  
    v *@R U  
    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。 "A}2iI  
    YD;"_yH  
    KyzdJ^xC"  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 1F[W~@jW  
    hJoh5DIE95  
    仿真结果与参考文献的比较 {MmK:C  
    SKSI\]Cc  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 J/A UOInh  
    YM +4:P2  
    Z+S1e~~  
    t[bZg9;  
    VirtualLab Fusion技术 n'<F'1SWv  
    vsbD>`I  
    m^1'aO_;q  
    vb]H $@0  
    (!diPwcv  
     
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