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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。 E.x<J.[Y  
    b^P\Kky  
    Djp;\.$(  
    >(Wt  
    任务描述 b|.<rV'BTt  
    Z+FhI^  
    \ tU[,3  
    "@xL9[d  
    镀膜样品 2.a{,d  
    关于配置堆栈的更多信息。 r,GgMk  
    利用界面配置光栅结构 Qz<i{r-z  
    一般光栅组件能够对周期性结构进行建模。在各向同性的情况下,使用一个非常小的周期,以确保只有0阶会传播。二氧化硅层也是根据参考文献来定义的。 ]6WP;.[  
    - 涂层厚度:10纳米 |A)a ='Ap  
    - 涂层材料。二氧化硅 #\LYo{op/.  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 4"+v:t)z6{  
    Sjmq\A88dc  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 xUB{{8B:L  
    - 基板材料:晶体硅 k,/2]{#53d  
    - 入射角度。75° G|UeR=/  
    !@)tkhP  
    xwijCFI*  
    )},/=#C0  
    椭圆偏振分析仪 cMAY8$  
    *.-qbwOg  
    V:8{MO(C\  
    }~ga86:n0  
    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。 %cq8%RT  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 R+=Xr<`%U|  
    `S]DHxS  
    椭圆偏振分析仪
    S^SF!k=  
    Ec!R3+  
    )5s-"o<  
    s#(<zBZ9p#  
    总结 - 组件... ~H626vT37  
    Qy'-3GB  
    DV~g  
    8-Z|$F"  
    +tv"j;z  
    \r\wqz7  
    椭圆偏振系数测量 =#?=Lh  
    IOH6h=  
    椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 JjBlje  
    '&iAPc4=  
    F#l!LER^1g  
    SrvC34<7  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 f_r4*#&v  
    X}]g;|~SN  
    .$r7q[  
    &jF[f4:7  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ~qb-uT\(99  
    @?[}\9dW  
    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。 P{>-MT2E  
    x1 1ug  
    M_#^zo "x  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 4]ETF+   
    zWq&HBs  
    仿真结果与参考文献的比较 )9V8&,  
    RjG=RfB'V  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 M{`uI8vD  
    '<hg c  
    ]iH~ 1[  
    jsIT{a*]  
    VirtualLab Fusion技术 W0 N*c*k  
    -F';1D!l%  
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    w O*x0$  
    |6zx YuX  
     
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