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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。 (,E.1j]ji 10JxfDceD
r)dT,X[}F pt;kN&A^ 任务描述 ) tGC&l+?/ CW Y'q
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镀膜样品 Mp~E$f 关于配置堆栈的更多信息。 Nd&u*&S 利用界面配置光栅结构 .!
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一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 FxC@KZG - 涂层厚度:10纳米 7:1c5F~M - 涂层材料。二氧化硅 h{]l?6` - 折射率:扩展的Cauchy模型。 AO9F.A<T5 C,w$)x5kls 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 33\{S$p - 基板材料:晶体硅 4
~17s`+ - 入射角度。75° NwmO[pt+ 'Z-jj2t} h]<Ld9 p3*}! ez4 椭圆偏振分析仪 !9i,V{$c`" c8gdY`
3_IuK6K2 i` Es7 } 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。 v"L<{HN 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 7 [55 lhx6+w 椭圆偏振分析仪 xv9Z~JwH p~28?lYv
"j9,3yJT ocy fU=}X 总结 - 组件... kzGD* I`2hxLwh+
>U9* pHY~_^B4& O'" &9 'u$$scGt 椭圆偏振系数测量 >(u =/pp=: _ 9Tv*@ 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 7,_N9Q]rB TC3xrE:U<m
H.j(hc' `w]=xe 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。 8(D>ws$
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T<DQi GLt#]I"LY 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 sW#6B+5_k z:|4S@9 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
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+BM (0M+ * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) s6w</ Ta%{Wa\U9z 仿真结果与参考文献的比较 (J][(=s;a zhU)bb[A 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 bJ]g2C7`36 q.t>:`
}f<.07 _NA0$bGN9 VirtualLab Fusion技术 0CQ\e1S,# k(><kuJ`3
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