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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。 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)`X qC  
    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
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    Fa v++z  
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    J2! Q09 }5  
    总结 - 组件... EN":}!E:  
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    l"DHG`kb  
    <m VFC  
    _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  
    ~9yK MUf  
    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,(q 3  
    &0%Z b~ts  
    ZeU){CB  
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