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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。 ,zltNbu\.( :nQlS
|1RVm?~i d 8DU[p 任务描述 Y}1c>5{bE xbm%+
l6y}>] nuXL{tg6 镀膜样品 D%abBE1 关于配置堆栈的更多信息。 0z8?6~M;< 利用界面配置光栅结构 ca{MJz' 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。 $[A\i<# - 涂层厚度:10纳米 1^4:l!0D - 涂层材料。二氧化硅 Aj)Q#Fd[ - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Ic9L@2m BG+i tyH 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 ?B1Zfu0 - 基板材料:晶体硅 iCE!TmDT - 入射角度。75° u3C_Xz M'PZ{6; R7kkth &ASR2J 椭圆偏振分析仪 yGdX>h =/!lK&
@"-\e|[N wQSye*ec 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 G
aV&y 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 gvA}s/ e@Lxduq 椭圆偏振分析仪 IT1YF.i x,!Dd
n^Ca?|}
, _^r};}-} 总结 - 组件... kh5a >OX ->8Kd1^F
P.'.KZJ:WD STp9Gh- V4n~Z+k DB5J3r81 椭圆偏振系数测量 mG jB{Q+ 9 {&g.+ 椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 P:"R;YCvE d:@+dS
i6WH^IQ M
/MGapmqV9 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 {^WK#$] ;xZ+1zmL0
eDJnzh83 /jG?PZ=m 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Q":_\inF MJ|tfQwhx 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。 ]n!V HwUaaK
ipu!{kJ * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) H9mN nZ_k {821e&r 仿真结果与参考文献的比较 c/|{yp$Ga>
W,xdj! ^t 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 x+X@&S 9>)b6)J D
/Y#8.sr k=]e7~! VirtualLab Fusion技术 (Q*q#U >jW**F
&C9IR,& B\J[O5},
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