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infotek 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。 wO\!xW:  
Q~CpP9%  
S%P3ek>3  
K \m4*dOv  
任务描述 a:xgjUt&5  
qSCTFJ0  
gNi}EP5>  
0 wYiu  
镀膜样品 1o)=GV1  
关于配置堆栈的更多信息。 F_~6n]Sr  
利用界面配置光栅结构 [@s=J)H  
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。 8ST~$!z$  
- 涂层厚度:10纳米 8s&2gn1  
- 涂层材料。二氧化硅 7vdHR\#;$  
- 折射率:扩展的Cauchy模型。 v,@E}F~-f1  
3# :EK M~!  
𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 )[RpZpd`*  
- 基板材料:晶体硅 /TG| B Eb  
- 入射角度。75° _fe0,  
/!o1l\i=5  
k.h^ $f  
?RqTbT@~  
椭圆偏振分析仪 !4!S{#<q  
Y~}QJ+`?  
G0^V!0I&O  
N_*u5mfQX  
椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 vJzxP y|  
有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 9O2a | d  
R\i]O  
椭圆偏振分析仪
e*6U |+kJ  
'G3+2hah  
CD$u=E ]  
K7y!s :rg!  
总结 - 组件... ,5`."-0}  
/ N*HE  
+YkmLD  
Nt?2USTs-  
$&c<T4$d  
D6"~fjHh  
椭圆偏振系数测量 V%VrAi.  
p,!fIx  
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 y_;]=hEL  
j P{:A9T\  
1 yxZ  
xop-f#U*  
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。  rytGr9S  
Mt]=v}z  
M^!C?(Hx^x  
iDyMWlV  
椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 & bp#1KR)  
~pDRF(  
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。 8N</Yi|n  
V!jK3vc  
5&G Q=m  
* 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Vq?8u/  
7<Z~\3x  
仿真结果与参考文献的比较 Ac*B[ywA3  
iqc4O /  
被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 :e5:\|5*5  
{PP ^Rb)  
tIc0S!H#  
7TMDZ*  
VirtualLab Fusion技术 UeutFNp  
6:SK{RSURC  
Y`E {E|J  
N{0+C?{_  
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