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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。 EALgBv>#ZL jfsbvak
xkmqf7w _rfGn,@BH 任务描述 uOQl;}Lk5 QxeK-x^
gBJM|"_A? .u&GbM%Ga 镀膜样品 h}f l:J1C 关于配置堆栈的更多信息。 Q5/BEUkC 利用界面配置光栅结构 "[wP1n!G 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。 Gcd'- 1 - 涂层厚度:10纳米 nVv=smVOt - 涂层材料。二氧化硅 F@jyTIS^ - 折射率:扩展的Cauchy模型。 HbQ+:B] |9fGn@- 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 m7NrS?7 - 基板材料:晶体硅 SMbhJ}\O - 入射角度。75° *N3X"2X: KcF#c_f
w$z]Z- VVm8bl.q 椭圆偏振分析仪 W5zlU2 =aJb}X
|-.r9;-b i")ucrf 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 ("ulL5 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 2j*o[kAE 9e'9$-z 椭圆偏振分析仪 8@d,TjJDo ew\ZF qA;
Sz'JOBp 7W `gN[* 总结 - 组件... wU)vJsOq ylBjuD+
@#KZ2^ GsvB5i I+_u?R)$ B3-;]6 椭圆偏振系数测量 ?s5hckhh =#sr4T 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 :/941?%M <ZgbmRY8
?(P3ZTk?. G$!JJ.
)d 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 ^Yu%JCN8g 3v7*@(y
c(G;O)ikS w8> 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ^E`SR6_cmj 5p`.RWls 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 D+xHTQNTL nK;c@!~pS
%W:]OPURK * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 1*ui|fuK =}7[ypQM`] 仿真结果与参考文献的比较 y{]iwO; @O Rk 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 mq*Efb)! c2d=dGP>~f
UA]U_P$c gdkQ
h_\ VirtualLab Fusion技术 `UDB9Ca |ZuS"'3_w
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