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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-05-08
    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。 mVUDPMyZ  
    tai  
    [+dOgyK  
    `3GC}u>}  
    任务描述  o0t/  
    OT/*|Pn9  
    H~y 7o_tg  
    <4V]>[{W  
    镀膜样品 WPLM*]6  
    关于配置堆栈的更多信息。 2@ 4^ 81  
    利用界面配置光栅结构 PO9<g% qTf  
    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。 doM}vh)6  
    - 涂层厚度:10纳米 ~Mu=,OT  
    - 涂层材料。二氧化硅 CtItzp  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 G,,c,  
    Hp`Mp)1s  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 :"BZK5{8  
    - 基板材料:晶体硅 Id-?her>B  
    - 入射角度。75° <~ E'% 60;  
    &Xw{%Rg  
    aDr46TB`J  
    0{u31#0j  
    椭圆偏振分析仪 +o&&5&HR  
    n$>E'oG2 t  
    eyPh^c]?`8  
    I[b@U<\  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 D4jf%7X!Lu  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 NY]`1yy  
    CYlZ<W'  
    椭圆偏振分析仪
    5G-)>  
    GWP;; x%  
    WPbWG$Li  
    n- cEa/g  
    总结 - 组件... i^hgs`hvU  
    \g|u|Y.2[  
    &j2fh!\4  
    ^'"sFEV7RN  
    yj]\%3o<Z7  
    u[25U;xo  
    椭圆偏振系数测量 f#9DU}2m  
    N[G<&f9  
    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 {UX[SAQ  
    6fxf|R\  
    ~i&Lc7Xl  
    fG;(&Dx  
    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。 'k2Z$+  
    JpuF6mQ  
    \W73W_P&g  
    G[U'-a}I  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 adEcIvN$  
    e%#8]$  
    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。 nx<q]J uv\  
    T?=[6  
    CfFNk "0{  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) |Tz/9t  
    u#tLY/KA  
    仿真结果与参考文献的比较 'IrwlS  
    7.O1 ~-  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 YE#OAfj~  
    kzs}U'U  
    B@w Q [  
    XWo=?(iA  
    VirtualLab Fusion技术 LGb.>O^  
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    =d_@k[8<0  
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