Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методики измерения толщин тонких слоев и их показателей преломления методом зеркального отражения

ФИО: Михайлов А. М.

Направление: Современные материалы и технологии их создания (У.М.Н.И.К.)

Научный руководитель: к.ф.м.н. Козлова Н.С.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Академическая группа: ММП-14-2

В настоящее время существует потребность исследования параметров пленок (показателя преломления и толщины нанесенного слоя) неразрушающими методами, в связи с этим возникает необходимость разработки таких методик.

Спектроскопия отражения – раздел оптической спектроскопии, изучающий закономерности отражения электромагнитного излучения от различных сред, лежит в основе методов измерения толщин пленок (слоев) и показателей преломления по спектрам зеркального отражения. Определение спектральной зависимости коэффициента зеркального отражения от длины волны исследовалась на спектрофотометре «CARY 5000» со специальной приставкой «VASRA», которая позволяет проводить измерения в диапазоне длин волн от 200–3300 нм при изменении угла падения излучения от 20 до 70 градусов через каждые 0,5 градусов. Целью данной работы была оценка возможности определения показателя преломления и толщины нанесенного слоя и воспроизводимости полученных результатов.

Для разработки методики измерения показателя преломления (n) и толщины нанесенного слоя (d) применялся образец с известной толщиной нанесенного слоя LiNbO3 на подложку монокристаллического Si d = 200 нм. Измерялась зависимость коэффициента зеркального отражения от длины волны в видимом диапазоне при разных углах падения света, с s и p – поляризацией. По спектральным и угловым зависимостям определялся угол Брюстера и в соответствии с формулой (1) оценивался показатель преломления пленки:

Зная показатель преломления пленки и разность хода оптического излучения, определялась толщина нанесенного слоя, по формуле (2):

2222sin()odnλΔ+=⋅⋅j .(2)

Проведены предварительные измерения и оценка показателя точности измерений. Для оценки достоверности результата проведены измерения показателя преломления и толщины нанесенного слоя методом эллипсометрии на эллипсометре «Альфа СЕ» при длине волны λ = 632,8 нм. Получены близкие результаты, что дает возможность разработки методики измерения показателя преломления (n) и толщины нанесенного слоя (d) беcконтактным неразрушающим методом на спектрофотометре «CARY 5000» со специальной приставкой «VASRA».