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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。 se=^K#o v*<rNZI
|R!ozlL{} KHJ wCv 任务描述 [cl+AV " , `EOJ"|
K~S*<? Sl<1Rme=w 镀膜样品 ib!TXWq 关于配置堆栈的更多信息。 _p'@.P 利用界面配置光栅结构 +o"CMI 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。 {Ja (+NQ - 涂层厚度:10纳米 EIyFGCw|U - 涂层材料。二氧化硅 imAOYEH7} - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Ck"db30. C+5X8 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 WXDo`_{R - 基板材料:晶体硅 suGd &eP| - 入射角度。75° <8Nr;96IA k%kEW%I yG ]+B.=mO_ 2efdJ&eIV 椭圆偏振分析仪 yx:+Xy*N 7n+,!oJ
U[8F{LX U|\ .)h= 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。 YG8)`XqC 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 niW"o-} <hTHY E= 椭圆偏振分析仪 %.l={B,i Fav++ z
,Oy$q~. J2!
Q09 }5 总结 - 组件... EN":}!E: 2 >j0,2
a l6y=;\jZ l"DHG`kb <mVFC _2{_W9k 椭圆偏振系数测量 5;XYF0 u U>L ( 椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 -"i$^Q` DG0I-"s
:l1-s] b09xf"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。 lz36;Fp |0}7/^
g7*Uuh# @o^$/AE? 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 H)"]I3 SE6(3f$ 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。 !J X7y%J Ak kF6d+
ABkDOG2br * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) WWZ<[[ > F'|e:h 仿真结果与参考文献的比较 -1v9 ~9yKMUf 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 5y\35kT' Q@>1z*'I
5$HG#2"Kb# q9j~|GE| VirtualLab Fusion技术 I}0? d d,(q3
&0%Zb~ts ZeU){CB
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