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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。 ##]
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e<u~v0rDl w);Bet 任务描述 +f^|Yi kk
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5]3Mj*u\ v)zxQuH]^ 镀膜样品 Q? Xqf7y 关于配置堆栈的更多信息。 UD2l!)rW 利用界面配置光栅结构 1yc$b+TH 一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 >8`;SEnv - 涂层厚度:10纳米 skt9mU - 涂层材料。二氧化硅 lj*=bK - 折射率:扩展的Cauchy模型。 WZbRR.TxO b^P\Kky 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 @_#]7
- 基板材料:晶体硅 4 `}6W>*R - 入射角度。75° [/J(E\9 B-$ps=G+z Fdx4jc13w _#<7s`i 椭圆偏振分析仪 &c=
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`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
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wr6(C: ]vCs9* |B 总结 - 组件... 17ynFHMd, 4_ZH Y?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
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