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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。 zx3gz7>k;  
    S/nPK,^d2  
    *m~-8_ >;  
    S#7YJ7 K"N  
    任务描述 E>!=~ 7.  
    5*AXL .2ih  
    c0qp-=^&.  
    5(3O/C{?~  
    镀膜样品 xN1P#  
    关于配置堆栈的更多信息。 o~Se[p  
    利用界面配置光栅结构 p+VU:%.t  
    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。 `(e :H  
    - 涂层厚度:10纳米 M+)a6ge  
    - 涂层材料。二氧化硅 !@xO]Jwv  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Gv:~P_vBH[  
    Zxa.x?:?n  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 2 !s&|lI  
    - 基板材料:晶体硅 a=iupXre9  
    - 入射角度。75° JVZ-nHf(9  
    XKoY!Y\  
    6 ':iW~iI  
    a.Ho>(V/4  
    椭圆偏振分析仪 3k Ci5C  
    h>-P/  
    . %RM8  
    b;k+N`  
    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。 3S^0%"fY  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 X8 nos  
    J:xGEa t  
    椭圆偏振分析仪
    YuXJT*  
    Shm> r@C?  
    @60D@Y  
    4,9$udiGY  
    总结 - 组件... #Y'eS'lv4  
    +r:g}iR  
    p"g|]@m  
    }>A q<1%  
    w5@ 5"M  
    8y;Rw#Dz  
    椭圆偏振系数测量 JK k0f9)  
    7]ieBUf S  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 #[93$)Gd!  
    uO?+vYAN  
    [a=exK  
    >=~\b  
    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。 La4S/.  
    +$2{u_m,  
    Gw M:f/eV  
    $3-v W{<  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Ey6R/M)?:y  
    !X>u.}?g  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 e#"h@kZP  
    ,_[x|8m  
    )vp0X\3q`  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) K_7pr~D]@r  
    F3tps jQ  
    仿真结果与参考文献的比较 gP^2GnjHL8  
    ^ Ltho`  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 H;H=8'  
    [$N_YcN?  
    8|u4xf<  
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    VirtualLab Fusion技术 m'4f'tbN  
    PwY/VGT  
    G7Nw}cVJ)  
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