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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。 zx3gz7>k; S/nPK,^d2
*m~-8_ >; S#7YJ7
K"N 任务描述 E>!=~ 7. 5*AXL.2ih
c0qp-=^&. 5(3O/C{?~ 镀膜样品 xN 1P# 关于配置堆栈的更多信息。 o~Se[p 利用界面配置光栅结构 p+VU:%.t 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。 `(e :H - 涂层厚度:10纳米 M+)a6g e - 涂层材料。二氧化硅 !@xO]Jwv - 折射率:扩展的Cauchy模型。 Gv:~P_vBH[ Zxa.x?:?n 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 2 !s&|lI - 基板材料:晶体硅 a=iupXre9 - 入射角度。75° JVZ-nHf(9 XKoY!Y\ 6':iW~iI a.Ho>(V/4 椭圆偏振分析仪 3k Ci5C h>-P /
. %RM8 b;k+N` 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。 3S^0%"fY 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 X8nos J:xGEa t 椭圆偏振分析仪 YuX JT* Shm> r@C?
@60D@Y 4,9$udiGY 总结 - 组件... #Y'eS'lv4 +r:g }iR
p"g|]@m }>A
q<1% w5@5"M 8y;Rw#Dz 椭圆偏振系数测量 J K
k0f9) 7]ieBUfS 椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 #[93$)Gd! uO?+vYAN
[a=exK >=~\b 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。 La4S/. +$2{u_m,
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M:f/eV $3-vW{< 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 Ey6R/M)?:y !X>u.}?g 为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 e#"h@kZP ,_[x|8m
)vp0X\3q` * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) K_7pr~D]@r F3tps
jQ 仿真结果与参考文献的比较 gP^2GnjHL8 ^ Ltho` 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 H;H=8' [$N_YcN?
8|u4xf< _z\/{ VirtualLab Fusion技术 m'4f'tbN PwY/VGT
G7Nw}cVJ) {SoI;o_>
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