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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。 -yKx"Q9F  
    LRNgpjE}  
    (6##\}L&9  
    YCJcDab  
    任务描述 x;d*?69f]  
    EXt?xiha?  
    yk r5bS  
    v5J% p4  
    镀膜样品 uLok0"}  
    关于配置堆栈的更多信息。 a "*DJ&  
    利用界面配置光栅结构 1u4)  
    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。 bvVEV  
    - 涂层厚度:10纳米 # `}(x;ge  
    - 涂层材料。二氧化硅 Z)=S. )  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 JBY`Y ]V3  
    3q +C8_:  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 pO^goo V\  
    - 基板材料:晶体硅 XN+~g.0  
    - 入射角度。75° FdrH,  
    L< 3U)Gp  
    ""LCyKu   
    /]pBcb|<  
    椭圆偏振分析仪 <HReh>)[  
    6|# +  
    WO=X*O ne  
    ~M@'=Q*~  
    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。 $F> #1:=v<  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 <A%}  
    ldEZ_g^  
    椭圆偏振分析仪
    :)/%*<vq,  
    |g o jb  
     U~%V;*|4  
    >GRL5Iow  
    总结 - 组件... (?luV#{5  
    p72:oX\Q I  
    G-5wv  
    *Ru@F:  
    2?=R_&0 Q  
    ] T `6Hz!  
    椭圆偏振系数测量 Iud]*5W  
    s06tCwPp  
    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 M6$9-  
    R~9\mi5^UH  
    v4X\LsOP  
    l# -4}95  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 )HLe8:PG~  
    z&a%_ ]Q*  
    oH;0_!  
    +f#o ij  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 EN OaC  
    5f.G^A: _X  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 o;.6Y `-fJ  
    >G4EiJS  
    'g3!SdaLF  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) [A@K)A$f  
    hXxgKi%  
    仿真结果与参考文献的比较 NF/@'QRT  
    f>g< :.k*  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 MjGeH>c  
    4';~@IBf  
    >.P/fnvJ  
    iw`,\V&  
    VirtualLab Fusion技术 -}2'P)Xp  
    H.sYy-_]F  
    f 7g?{M  
    Oa[G #  
    ([Gb]0  
     
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