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摘要 wz+5
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{`E 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。 sJb)HQ,7x ZCBPO~&hO'
Iv(Qa6( f9,EWuQNS 任务描述 W3/ 7BW` bW9"0=j[{
6B''9V:s JT|u;Z*n 镀膜样品 14D7U/zer 关于配置堆栈的更多信息。 V-_/(xt* 利用界面配置光栅结构 y|.fR>5 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。 7"q+"0G - 涂层厚度:10纳米 y-# - 涂层材料。二氧化硅 N\q)LM !M - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Mi}I0yhVm u<]mv 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4
s8_aL)@f - 基板材料:晶体硅 rer|k<k;]G - 入射角度。75° OB6J.dF[% A=%k/ i
u1KRuaF[ '_qQrP# 椭圆偏振分析仪 |qlS6Aln 9k:W1wgH1
0)AM-/" PXosFz~ 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。 w(/DTQc~d 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 \2Og>{"U uuSR%KK]| 椭圆偏振分析仪 Y}LLOj@L efjO8J[uk-
/2e%s:")h yW\XNX 总结 - 组件... b,s Gq yGvDn' m
q_T]9d r219M)D? '@TI48 J+ =4tO0 椭圆偏振系数测量 :N@U[Wx0A x(PKFn 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 TMJ9~"IO fcRj
'{[!j6wt\ lC#RNjDp/~ 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。 4:vTxNs&S u#`+[AC`
Q,.By& o+<29o 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Ly9Q}dL k-"<{V 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。 nr OqH
D_d|=i
-(*nSD9 * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) g96T*T 3AURzU 仿真结果与参考文献的比较 #?9Q{0e Kax#OYLpg 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 .f>,6? (ZV;$N-t
TPHYz>D]
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