Топ-100

Элипсометрия

Эллипсометрия — это оптический метод, изучающий диэлектрические свойства (состав показателя преломления или диэлектрической функции) тонкой пленки. Эллипсометрия измеряет изменение поляризации во время отражения или пропускания и сравнивает его с моделью.

Его можно использовать для характеристики состава, шероховатости, толщины (глубины), кристаллической природы, концентрации легирования, электропроводности и других свойств материала. Он очень чувствителен к изменениям оптического отклика падающего излучения, которое взаимодействует с исследуемым материалом.

Спектроскопический эллипсометр Horiba Jobin с тонкой пленкой можно найти в большинстве аналитических лабораторий. Эллипсометрия также становится все более интересной для исследователей других дисциплин, таких как биология и медицина. Эти области создают новые проблемы для технологий, такие как измерения на нестабильных жидких поверхностях и микроскопические изображения.

Основные принципы

Измеренный сигнал представляет собой сдвиг поляризации, потому что падающее излучение (в известном состоянии) взаимодействует с интересующей структурой материала (отражается, поглощается, рассеивается или проходит). Изменение поляризации количественно выражается амплитудным коэффициентом Ψ и разностью фаз Δ (определенными ниже). Поскольку сигнал зависит как от толщины, так и от свойств материала, эллипсометрия может быть универсальным инструментом для бесконтактного определения толщины и оптических постоянных пленок всех типов.

Анализируя изменения поляризации света, эллипсометрия может предоставить информацию о слоях, которые тоньше, чем длина волны самого зондирующего света, вплоть до одного атомного слоя. Эллипсометрия может исследовать комплексный показатель преломления или диэлектрическую функцию тензора, который обеспечивает доступ к основным физическим параметрам, таким как перечисленные выше. Обычно используется для определения толщины пленки для однослойных или сложных многослойных стопок от нескольких ангстрем или десятых долей нанометра до нескольких микрон с превосходной точностью.

Детали эксперимента

Как правило, эллипсометрия выполняется только в режиме отражения. Точный характер изменения поляризации определяется свойствами образца (толщиной, сложностью, показателем преломления или диэлектрической функцией тензора). Хотя оптические методы по своей природе ограничены дифракцией, эллипсометрия использует информационную фазу (состояние поляризации) и позволяет достичь субнанометрического разрешения. В простейшей форме этот метод используется для тонких пленок толщиной от менее одного нанометра до нескольких микрометров. Большинство моделей предполагают, что образец состоит из небольшого числа дискретных, четко определенных слоев, которые являются оптически однородными и изотропными. Нарушение этих предположений требует улучшенных технических возможностей (см. Ниже).

Методы иммерсионной или полигональной эллипсометрии используются для определения оптических констант материала с шероховатой поверхностью образца или наличием неоднородных сред. Новые методические подходы позволяют использовать отражательную эллипсометрию для измерения физико-технических характеристик градиентных элементов в случае неоднородности поверхностного слоя оптической части.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Яндекс.Метрика contador usuarios online