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2026-04-08 07:57 |
SiO2膜层的可变角椭圆偏振光谱(VASE)分析
摘要 ')yYpWO Sw; kUJ 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。 v?6*n>R
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7BwR ]. lfCr`[!E 任务描述 TB&IB:4)R 5[B)U">]
Nl,iz_2] J?dz>3Rhx9 镀膜样品 ia;osqW 关于配置堆栈的更多信息。 }|) N5bGQe 利用界面配置光栅结构 5Uy*^C7M^ 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。 `EvO^L - 涂层厚度:10纳米 toPFkc6` - 涂层材料。二氧化硅 K
re*~ " - 折射率:扩展的Cauchy模型。 _7';1 D
TNN@G~@cm 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 D$H&^,?N - 基板材料:晶体硅 iR{@~JN=) - 入射角度。75° ht6}v<x.eA TC'SDDX
Bfdfw+ Xg1TX_3Ml 椭圆偏振分析仪 ;g+fY6 L[Y$ `e{zd
76 o[qay s?1Aj< 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。 roG<2i F 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 A0;{$/ U61
LMH 椭圆偏振分析仪 H=WB6~8) GyxLzrp
~p{YuW[e 32anmVnf 总结 - 组件... u6Ux nqNc ds+2z=!!e
;O,&MR{;|n 0v1~#KCm
~+BU@PHv Y4,p_6aKJ] 椭圆偏振系数测量 :U'n0\ J?Q@f
椭圆偏振分析仪测量反射系数(s-和p-极化分量)的比率𝜌,并输出相位差𝛥,以及振幅分量Ψ,根据 &pz`gna =*+f2
0N4ZV}s,d )ytP$,r![S 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。 9T`YHA'g #%OS=.V
3y:),;|5 #zSNDv` 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 #Ak9f-pf >oEFuwE 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。 n36@&q+B& mc,HliiJ
O0pXHXSAL * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) ,~l4-x., 4m~p(r 仿真结果与参考文献的比较 we*E}U4 NcSi %] 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 U}<zn+SI#V =1O;,8`
$"Ci{iE poqNiOm4% VirtualLab Fusion技术 l]IQjjJ` %]F{aR
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