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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 <J-bDcp Af1izS3 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。 ~R/w~Kc!/A _H}y7
@3KVYv,q 'ah|cMRn 任务描述 _ _cJ+%e wVkms
J9S9rir& d=V4,:=S 镀膜样品 jUtrFl 关于配置堆栈的更多信息。 .z&V!2zp 利用界面配置光栅结构 %F-/|x1#Q 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。 =2uE\6Fl, - 涂层厚度:10纳米 !O
F#4N - 涂层材料。二氧化硅 bcL>S$B - 折射率:扩展的Cauchy模型。 &;L4Cj$q
loN!&YceW 𝐴 = 1.44, 𝐵 = 0.00422𝜇𝑚², 𝐶 = 1.89𝐸 - 05𝜇𝑚4 mN+~fuh - 基板材料:晶体硅 )bRe"jxn7 - 入射角度。75° W"Hjn/xSS i@e.Uzn
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nj yveyAsN`B 椭圆偏振分析仪 &&$/>[0=. 6-va;G9Fc
RrKAgw #n%?} 椭圆偏振分析仪用于计算相位差𝛥,以及反射光束的振幅分量Ψ。 >SpXB:wx 有关该分析仪的更多信息可在这里找到。 vb/*ILS '7o'u] 椭圆偏振分析仪 2+"=i/8 MK9?81xd
IIeEe7%# 84L!r 总结 - 组件... f/Km$#xOr zf$&+E-
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BL0WI9 X5 lB],t"= 椭圆偏振系数测量 ,e+.Q#r*Y ?2[=llS4 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 Fp4?/-] }Bw=2 ~
$D5[12X 1~8F& 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。 KIn^,d0H % \N.m/5
bL_s[-7 -aG( Yx 椭圆偏振对小厚度变化的敏感性 F3jrJ+nJ 2g-'.w 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。 OP
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OdgfvHDgW * 数值根据Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999) RyD2LAf)J *{W5QEa 仿真结果与参考文献的比较 ;Fcdjy <kn#`w1U' 被研究的SiO2层厚度变化为1埃时,𝛹和𝛥的差异。 OH5
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;7me.
({D.oS -qfd)A6] VirtualLab Fusion技术 i051qpj pTUsdao^,
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