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2023-05-08 08:48 |
SiO2膜层的可变角椭圆偏振光谱(VASE)分析
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。 l@@qpaH 8,B#W#*{
QCfR2Nn} ?.nD!S@ 任务描述 _IvqZ/6Y( hXx:D3h
UXHtmi|_: 1L3 $h0i 镀膜样品 2W63/kRbU 关于配置堆栈的更多信息。 pWb8X}M 利用界面配置光栅结构 |j$$0N 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。 `3dGn.M - 涂层厚度:10纳米 4HGR-S/ - 涂层材料。二氧化硅 b|Eo\l2 - 折射率:扩展的Cauchy模型。 U
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9}d^ll& 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 W{kTM4 - 基板材料:晶体硅 X>MDX.Z - 入射角度。75° >V&GL{ <mQ9YO#
u4[rA2Bf8E z*N%kcw" 椭圆偏振分析仪 h-*h;Uyc F[0w*i&u5
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ig| F=;nWQ& 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。 v=YI%{tx) 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 NcIr;
} LT/*y= 椭圆偏振分析仪 ,WS{O6O7 U
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0-Wv$o[ mFBuKp+0)h 总结 - 组件... -.UUa + Ui%}^ZZ
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<!~NG3KW[> I$I',x5Z 椭圆偏振系数测量 pA@BW:# F^7qr 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 M` |E)Y !f#[4Xw
>NBwtF> dca?(B!'6 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。 5Ja[p~^L V}q=!zz
Yg]!`(db K1-y[pS]E 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 \Jr7Hy1; Ng\] 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。 hKN/&P^ F6
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j`k:) * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) ;VPYWss bVds23q 仿真结果与参考文献的比较 ob7hNo# ~P+;_ 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 Kl*/{&,P ~@'DYZb-
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