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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。 P{StF`>Y  
    )?6%d  
    \uJ+~db=  
    gp'k(rGH  
    任务描述 Np$ue }yr  
    Y'+K U/H  
    `/B+  
    J 5xZL v  
    镀膜样品 >8$Lqj^i  
    关于配置堆栈的更多信息。 ~K(mt0T )  
    利用界面配置光栅结构 2gEF$?+q?  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 Tv~Ho&LS  
    - 涂层厚度:10纳米 <l eE.hhf.  
    - 涂层材料。二氧化硅 KYz@H#M  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 G%K&f1q%  
    g\iSc~%?  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 k_gl$`A  
    - 基板材料:晶体硅 <B @z>V  
    - 入射角度。75° M<Dvhy[  
    M.EL^;r  
    HLc3KYIk  
    Ev3,p`zS._  
    椭圆偏振分析仪 ]A1'+!1$  
    i4M%{]G3Y  
    -uhVw_qq#  
    sJ5#T iX  
    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。 "QBl "<<s  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 jI<_(T  
    Wo,93]  
    椭圆偏振分析仪
    4Bt)t#0  
    -e0?1.A$  
    l701$>>  
    ]c6h'}  
    总结 - 组件... 2~V"[26t  
    `-?`H>+OG  
    z2#k /3%o=  
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    8~|v:qk  
    ]x%sX|Rj  
    椭圆偏振系数测量 Id8e%)  
    cu)B!#<!&  
    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 C@pn4[jTl  
    pkTVQdtRG  
    E[BM0.#bZ  
    lB!M;2^)X  
    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。 W[>qiYf^b  
    )lJi7 ^,  
    d\8j!F^=  
    %CUwD  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 _!w69>Nj  
    V`1x![\  
    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。 9`KFJx6D  
    +HgyM0LFg  
    7Rc>LI* '  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) b+L!p.:  
    u_FN'p=.  
    仿真结果与参考文献的比较 r >sXvzv  
    JEP9!y9y  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 [lu+"V,<LJ  
    w?Cho</Xu  
    *Y!RU{w+Z  
    '+c@U~d*7  
    VirtualLab Fusion技术 vZ^U]h V  
    %:sP#BQM  
    gtqtFrleG  
    }?HWUAL\  
    KUU ZN  
     
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