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摘要 P^VV8Z>\& ft:/-$&H 可变角度椭圆偏振光谱仪(VASE)是一种常用的技术,由于其对光学参数的微小变化具有高灵敏度,而被用在许多使用薄膜结构的应用中,如半导体、光学涂层、数据存储、平板制造等。在本用例中,我们演示了VirtualLab Fusion中的椭圆偏振分析器在二氧化硅(SiO2)涂层上的使用。对于系统的参数,我们参考Woollam等人的工作 "可变角度椭圆偏振光谱仪(VASE)概述。I. 基本理论和典型应用",并研究该方法对轻微变化的涂层厚度有多敏感。 C
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$P4hNb bZERh:%o 任务描述 LTBqXh [C
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9bqfZ"6nXY 镀膜样品 >d#B149 关于配置堆栈的更多信息。 |44CD3A% 利用界面配置光栅结构 j%~UU0(J 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。 BU]9eF!>h - 涂层厚度:10纳米 'Kp|\Tr - 涂层材料。二氧化硅 ~A>3k2N/e - 折射率:扩展的Cauchy模型。 ~wh8)rm ~cU,3g 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 Gd:fWz( - 基板材料:晶体硅 /`:5#O - 入射角度。75° [4PG_k[uTJ k<8: #H M0s~^w& mZMLDs: 椭圆偏振分析仪 qhL e[[> EDL<J1%
,i,f1XJ| yd`.Rb&V 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。 +#'exgGU^[ 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 <Pg.N \HTXl] 椭圆偏振分析仪 lq1pgM ?Kf "1h|1'S50?
3u+~!yz |CStw"Fog 总结 - 组件... /$+ifiFT W#-M|
[$-y8`~( 0Oe@0L%^3" mw?,oiT,) :mY(d6#A> 椭圆偏振系数测量 \u",bMQF +4B>gS[ F 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 !mq+Oz~ w9c
DFqXZfjm L!-T`R8'c 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。 "m/0>UU0 Rz*%(2Vz
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)xm?RK 0&c12W|B<L 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 >|uZIcs 6 =;^2#UxXA& 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。 A!goR-J] Gi ZyC
q$>At}4 * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) )[G5qTO I9k o*f 仿真结果与参考文献的比较 GP`_R #Z (B4YO 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 k((_~<$2K :|N5fkhN
;]vE"M x$ ks
3<zW( VirtualLab Fusion技术 [fO \1J lE$X9yIt
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