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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。 ,zltNbu\.(  
    :n QlS  
    |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。 $[A\i<#  
    - 涂层厚度:10纳米 1^4:l!0D  
    - 涂层材料。二氧化硅 Aj)Q#Fd[  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Ic9L@2m  
    BG+i tyH  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 ?B1Zfu0  
    - 基板材料:晶体硅 iCE!TmDT  
    - 入射角度。75° u3C_Xz  
    M'PZ{6;  
    R7kkth  
    &ASR2J  
    椭圆偏振分析仪 yGdX>h  
    =/!lK&  
    @"-\e|[N  
    wQSye*ec  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 G aV&y  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 gvA}s/   
    e@Lxduq  
    椭圆偏振分析仪
    IT1YF.i  
    x,!Dd  
    n^Ca?|} ,  
    _^r};}-}  
    总结 - 组件... kh5a>OX  
    ->8Kd1^F  
    P.'.KZJ:WD  
    STp9Gh-  
    V4n~Z+k  
    DB5J3r81  
    椭圆偏振系数测量 mGjB{Q+  
    9 {&g.+  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 P:"R;YCvE  
    d:@+dS  
    i6WH^IQM  
    /MGapmqV9  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 {^WK#$]  
    ;xZ+1 zmL0  
    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) H9mNnZ_k  
    {821e&r  
    仿真结果与参考文献的比较 c/|{yp$Ga>  
    W,xdj!^t  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 x+X@&S  
    9>)b6)J D  
    /Y #8.sr  
    k=]e7~!  
    VirtualLab Fusion技术 (Q*q# U  
    >jW**F  
    &C9IR,&  
    B\J[O5},  
    Kh]es,$D  
     
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