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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。 r ;RYGLx )4L2&e`k)(
<l{oE?N uL`#@nI 任务描述 ny5P*yWEh Rql/@j`JX
t0m;tb bg cag 5w~Px 镀膜样品 ("2X8(3z 关于配置堆栈的更多信息。 ez,.-@O 利用界面配置光栅结构 &<VU}c^! 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。 0K%okq|n - 涂层厚度:10纳米 ]y_:+SHc - 涂层材料。二氧化硅 HAxLYun(3w - 折射率:扩展的Cauchy模型。 'x*C#mt JU?;Kq9R 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 Qr$'Q7 - 基板材料:晶体硅 2/&=:,"t,B - 入射角度。75° ba|xf@=& d`^3fr'.4A
8G:/f3B= jIubJQR~ 椭圆偏振分析仪 #n>U7j9`O 41X`.
[ohLG_9 IVNH.g' 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。
XIInI 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 4$xVm,n|
,a #>e 椭圆偏振分析仪 0=$/ |?T=4~b
{A0jkU k&$ov 总结 - 组件... Hr?lRaV @+b$43^
zZCl]cql ET}Z>vU}+ 4z<c8
E8 J&A1]T4d 椭圆偏振系数测量 {`!6w>w0 KU|W85ye 椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 @z1QoZ^w YV.' L
&-=~8 w}3N!jNDv 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 2;v:Z^& oco,sxT
syl7i>P //7YtK6 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 UIAazDyC X:i?gRy" 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 %'KRbY ?X|)0o
7Eyi~jes * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) XDPR$u8hM X:W\EeH 仿真结果与参考文献的比较 d5'Q1"{ 0AO^d[v 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 v9f+ {Y%- H$I~Vz[\yb
u@_|4Bp," #/YS VirtualLab Fusion技术 eK7A8\;e _&-d0'+
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