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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。 {i}z|'! ">?ocJ\9
Cq-d, qJ\tc\ 任务描述 OB-2xmZW c_oI?D9
u2p5*gzZ Lbo8>L( 镀膜样品 ]yzqBbV 关于配置堆栈的更多信息。 1O<Gg<<,e 利用界面配置光栅结构 +W= 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。 UD0via - 涂层厚度:10纳米 =e<;B_~. - 涂层材料。二氧化硅 A(!nT=0o - 折射率:扩展的Cauchy模型。 3M/iuu
Z @:5vo 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 AYB
=iLa - 基板材料:晶体硅 B5-G.Z - 入射角度。75° ulc m Cpyv@+;D
$-Ud&sjn #Kr\"o1] 椭圆偏振分析仪 NS^(5g uydy[n\
@PYCl T2;%@Ghc 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 1-HL#y*7$ 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 8XwZJ\5 _.E y_K_1 椭圆偏振分析仪 )kMA_\$, @@!Mt~\
95`Q=I|i a!`b`r-4 总结 - 组件... .Pp;% |7ga9
/zB;1%m- ||{V*"+\
."N`X\ ^qs{Cf$ 椭圆偏振系数测量 Bl)znJ^ rZ.,\ X_ 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 !11x&Db FQV]/
s_`PPl_D$K q\PHA 在VirtualLab Fusion中,复数系数𝑅p和𝑅s是通过应用严格耦合波分析(RCWA),也被称为傅里叶模态法(FMM)来计算。因此,在研究光栅样品的情况下,这些系数也可以是特定衍射阶数的瑞利系数。 --ED]S
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(r&e| ?DN4j!/$ 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 P)7_RE*gY XM0;cF 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。 qDOJ;>I aJnZco6
&VY(W{\eY * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) Gi<ik~ 1QfOD-lv 仿真结果与参考文献的比较 ?J;* 0YMmW xV 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 pq
\M;& Dy>U=(S
8,E#vQ55}( R~z@voM*< VirtualLab Fusion技术 "82<}D^; x]({Po4
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