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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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    科学家
     
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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。 H*SEzVb  
    C&d%S|:IR  
     N{lj"C]L  
    <ZF,3~v?  
    任务描述  ppwjr +  
    iti~RV,  
     2(s+?n.N  
    aFZu5-=x  
    镀膜样品 s`:>"1\|  
    关于配置堆栈的更多信息。 sk0N=5SB-  
    利用界面配置光栅结构 pP1|/f5n`  
    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。 7N@4c   
    - 涂层厚度：10纳米 35 Y#eU2]  
    - 涂层材料。二氧化硅 H<^*V8J 'w  
    - 折射率：扩展的Cauchy模型。 1pT v6  
    bp'qrcFuiL  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 I=N;F6  
    - 基板材料：晶体硅 XxN=vL&m  
    - 入射角度。75° VxlK:*t`  
    %SWtE5HZQq  
    ;(]O*{F7k  
     Jd].e=]pN  
    椭圆偏振分析仪 3ug|H  
    xB&kxW.;  
     [G(}`u8w"  
    Iyo ey  
    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。 Lk%u(duU^  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 MhE'_sq  
    ^ X&`:f  
    椭圆偏振分析仪     5if4eitS  
    -EwtO4vLJ  
    KNR_upO8  
     Fv[. %tW  
    总结 - 组件... Kp_L\'.I5$  
    3f 1@<7*  
     (9;qV:0`  
    .JR"|;M}  
    a@1 r3az  
    SvlS 4C  
    椭圆偏振系数测量 c=S-g 9J  
     c|f)k:Q  
    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 d+9T}? T:*  
    m,zZe}oJ  
     MX3ss,F  
    B3p[A k  
    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。 4JF8S#8B  
    i(eLE"G+  
     [+=h[DC  
    *`}4]OGv.  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 :+1S+w  
     Ek!$Ary  
    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。 NW}kvZ  
    'O#,;n  
     ` ,B&oV>  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) $EHnlaG8r  
    UOWOOdWS B  
    仿真结果与参考文献的比较 bLx70$  
     >E;&SX  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时，𝛹和𝛥的差异。 s+"[S%  
    HJY_l  
     @!92Ok  
    Y(>]7  
    VirtualLab Fusion技术 Vt_NvPB`  
    7=.}484>J  
    !ul)e;a  
    X#s:C=q1  
     jV_Eyi3  
     
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