透明波长范围下非常薄膜厚度和光学性质的全自动化逐波长确定方法
摘要：透射光谱椭偏仪是一种具有高表面敏感性的强大方法，可用于监测甚至亚单层薄膜的生长。然而，超薄膜的分析受到介电常数和厚度的相关性的影响。这个问题通常通过固定其中一个值来解决，从而限制了可以提取的信息。在这里，我们提出了一种方法，可以在所研究的能量范围内有透明范围时，明确确定薄膜的折射率、消光系数和厚度。我们将分析分解为三个步骤。首先，通过薄膜的透明范围确定薄膜的厚度。然后，根据椭偏比的一阶泰勒展开，对层的折射率和消光系数进行初步估计。最后，使用这个估计值，进行数值回归以确保适合值收敛到解决方案。给出了两种不同厚度的TiO2薄膜的理论示例。最后，将该方法应用于在Si上生长的一层薄膜Hf0.5Zr0.5O2的原子层沉积期间测得的实验数据。在3.5-6.5eV的能量范围内，以高精度检索到了厚度、折射率和消光系数。对检索值的精确性以及对不同能量范围的随机误差和系统误差的依赖性进行了详细分析。
作者：Florian Maudet, Charlotte Van Dijck, Muhammad Hamid Raza, Catherine Dubourdieu
论文ID：2303.06918
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-08-09