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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。 q$|0)}  
    /!-J53K  
    )FV6,  
    B3eNFS  
    任务描述 +R9%~Z.=  
    K,G,di  
    U-1VnX9m  
    a" ^#!G<+  
    镀膜样品 QYH."7X >  
    关于配置堆栈的更多信息。 u*U_7Uw$  
    利用界面配置光栅结构 K_Z+]]$#  
    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。 '1Y<RD>x  
    - 涂层厚度:10纳米 k+f1sV[4}  
    - 涂层材料。二氧化硅 R !Fx)xj  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 ZRX^^yN  
    $vW^n4!  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 j6RJC  
    - 基板材料:晶体硅 \ hrBq^I  
    - 入射角度。75° n}VbdxlN  
    $1b]xQ  
    FoQ?U=er  
    )CFk`57U  
    椭圆偏振分析仪 3Hy%SN(  
    u"*J[M~  
    3,%nkW  
    =!(S<];  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 !~?W \b\:  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 -e &$,R>;  
    U.Pa7tn  
    椭圆偏振分析仪
    /4(Z`e;0  
    D7EXqo  
    !NIL pimi  
    YomwjKyuP  
    总结 - 组件... P_kaIPP  
    >-UD]?>  
    %uh R'8"  
    _RN/7\  
    gkSGRshf  
    #8S [z5 `  
    椭圆偏振系数测量 XCW+ pUX  
    an-\k*w  
    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 0@o;|N"i  
    UENYJ*tnP  
    Lr K9F^c  
    yBr$ 0$  
    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。 T_3V/)%@  
    czXI?]gg,  
    zNNzsT8na  
    *U( 1iv0n  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 2qt=jz\s  
    ( K^YD K  
    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。 m]bL)]Z  
    z~GVvgd  
    OJnPP>  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 2q2p=H>&  
    \/? ! 6~  
    仿真结果与参考文献的比较 $ijx#a&O  
    tpN]evp|  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 ~+sne7 6 U  
    +J\L4ri k  
    Q3 K;kS  
    Rh wt<  
    VirtualLab Fusion技术 `=_7I?  
    Se!gs>  
    .d<~a1k  
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    ^G ]KE8  
     
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