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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。 EALgBv>#ZL  
    jfsbvak  
    xkmqf7w  
    _rfGn,@BH  
    任务描述 uOQl;}Lk5  
    QxeK-x^  
    gBJM|"_A?  
    .u&GbM%Ga  
    镀膜样品 h}f l:J1C  
    关于配置堆栈的更多信息。 Q5/BEUkC  
    利用界面配置光栅结构 "[wP1n!G  
    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。 Gcd'- 1  
    - 涂层厚度:10纳米 nVv=smVOt  
    - 涂层材料。二氧化硅 F@jyTIS^  
    - 折射率:扩展的Cauchy模型。 HbQ+:B]  
    |9fGn@-  
    𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 m7NrS?7  
    - 基板材料:晶体硅 SMbhJ}\O  
    - 入射角度。75° *N3X"2X:  
    KcF#c_f   
    w $z]Z-  
    VVm8bl.q  
    椭圆偏振分析仪 W5zlU2  
    =aJb}X  
    |-.r9;-b  
    i")ucrf  
    椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 ("ulL5  
    有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 2j*o[kAE  
    9e'9$-z  
    椭圆偏振分析仪
    8@d,TjJDo  
    ew\ZFqA;  
    Sz'JOBp  
    7W `gN[*  
    总结 - 组件... wU)vJsOq  
     ylBjuD+  
    @#KZ2^  
    GsvB5i  
    I+_u?R)$  
    B3-;]6  
    椭圆偏振系数测量 ?s5hck hh  
    =#sr4T  
    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 :/941?%M  
    <ZgbmRY8  
    ?(P3ZTk?.  
    G$!JJ. )d  
    在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 ^Yu%JCN8g  
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    c(G;O )ikS  
    w8>  
    椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 ^E`SR6_cmj  
    5p`.RWls  
    为了评估椭偏仪对涂层厚度即使是非常小的变化的敏感性,对10纳米厚的二氧化硅层和10.1纳米厚的二氧化硅膜的结果进行了比较。即使是厚度的微小变化,1埃的差异也高于普通椭圆偏振的分辨率(0.02°为𝑇,0.1°为𝛥*)。因此,即使是涂层中的亚纳米变化也可以通过椭偏仪来测量。 D+xHTQNTL  
    nK;c@!~pS  
    %W:]OPURK  
    * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) 1*u i|fuK  
    =}7[ypQM`]  
    仿真结果与参考文献的比较 y{]iwO;  
    @O Rk  
    被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 mq*Efb)!  
    c2d=dGP>~f  
    UA]U_P$c  
    gdkQ h_\  
    VirtualLab Fusion技术 `UDB9Ca  
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    *='J>z.]  
    _"R /k`8  
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