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2023-05-08 08:48 |
SiO2膜层的可变角椭圆偏振光谱（VASE）分析
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。 t!^FWr&
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任务描述 I%xrDiK97
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镀膜样品 K8*QS_*
关于配置堆栈的更多信息。 uF5d
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利用界面配置光栅结构 2YK4 SL
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。 S |T:rc(~
- 涂层厚度：10纳米 nut;ohIh
- 涂层材料。二氧化硅 xXO& -v{
- 折射率：扩展的Cauchy模型。 e 1{t qNJ
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𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 @Zd+ XWFw
- 基板材料：晶体硅 ; }IF'ANA
- 入射角度。75° 77/y{#Sk
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椭圆偏振分析仪 9\TvX!)h
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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。 W"Dj+ /uS
有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 )Y~q6D K
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椭圆偏振分析仪 P&| =
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总结 - 组件... 9In&vF7$
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椭圆偏振系数测量 3]'=s>UO>^
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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 [k-7Kq
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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。 \,
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椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 \+GXUnkj
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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。 #2yOqUO\
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* 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) nS?HH6H
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仿真结果与参考文献的比较 ?0[%+AD hM
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被研究的SiO2层厚度变化为1埃时，𝛹和𝛥的差异。 Si]Z `_
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VirtualLab Fusion技术 6El%T]^
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