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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: 04-08
    摘要 :IRQouTf:,  
    \(`,z}Ht _  
    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。 t`G<}t  
    EE,C@d!*k7  
     >gZ"^iW  
    B/gI~e0  
    任务描述 6(-c$d`C.0  
    }cd-BW  
     #|;;>YnZ   
    my*E7[  
    镀膜样品 a @i?E0Fr  
    关于配置堆栈的更多信息。 yq,%<%+  
    利用界面配置光栅结构 )@E'yHYO>  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下，使用一个非常小的周期，以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 '$y.`/$  
    - 涂层厚度：10纳米 |6T"T P  
    - 涂层材料。二氧化硅 uYMH5Om+i  
    - 折射率：扩展的Cauchy模型。 gjc[\"0a5h  
    F:'>zB]-}  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 +{[E Ow  
    - 基板材料：晶体硅 Bt(U,nFB  
    - 入射角度。75° -MuKeCgi  
    VNHt ]Ewj  
    6;p"xC-  
     2PQY+[jx  
    椭圆偏振分析仪 Vh8RVFi;c  
    '$Fu3%ft  
     "fWm{;  
    0uhIJc'2  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥，以及反射光束的振幅分量Ψ。 by* v($  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 KJCi4O&  
    2hFOwI  
    椭圆偏振分析仪     ]X<L~s_*  
    L,* #  
    zD): yEc  
     Na{&aqdz  
    总结 - 组件... l4Qv$  
    $*vj7V_  
     {^6<Ohe4j  
    }`D-]/T8.  
    w02t9vz  
    8Lh[>|~=  
    椭圆偏振系数测量 FXo{|z3  
     #b+>O+vx8  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数（s-和p-极化分量）的比率𝜌，并输出相位差𝛥，以及振幅分量Ψ，根据 dY'>'1>P 9  
    QI{<q<  
     oxJ#NGD  
    :AM_C^j~ D  
    在VirtualLab Fusion中，复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析（RCWA），也被称为傅里叶模态法（FMM）来计算。因此，在研究光栅样品的情况下，这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 EV|L~^Q  
    N3o kN8d  
     </33>Fu)  
    0;:AT|U/d  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 7,,#f&jP  
     cDqj&:$e  
    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。 T8\%+3e.  
    9Lqo^+0)\  
     x qLIs:*  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) G L8 N!,  
    &ZAc3@l[c  
    仿真结果与参考文献的比较 <7yn:  
     *kKdL  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时，𝛹和𝛥的差异。 AW/)R"+  
    .p /VRlLU  
     V|G[j\]E<  
    n8 e4`-cY  
    VirtualLab Fusion技术 )kK" 1\m  
    4!0nM|~  
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