Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

12
При наличии на поверхности пластины тонкой диэлектрической или
полупроводниковой пленки (рис. 1.4, б) в ней происходит дополнительный
сдвиг фазы между лучом, отраженным от верхней границы пленки, и лу-
чом, отраженным от поверхности полупроводника. Оценка изменения со-
стояния поляризации светового луча при его отражении от исследуемого
объекта осуществляется с помощью эллипсометрических параметров
Ψ и
Δ. Первый эллипсометрический параметр Ψ определяется выражением
,
s
R
p
R
arctg
|
'
s
E||
p
E|
|
s
E||
'
p
E|
arctg
где R
p
и R
s
– соответствующие коэффициенты отражения.
Второй эллипсометрический параметр Δ определяется выражением
,
sp
где δ
p
и δ
s
– изменения фаз p- и s-составляющих напряженности электриче-
ского поля волны при отражении от поверхности объекта. Величины Ψ и Δ
измеряются в угловых единицах (радианы, градусы) и часто называются
поляризационными углами.
Параметры поляризации отраженного света определяются началь-
ными характеристиками светового луча, а также оптическими и электриче-
скими свойствами отражающего объекта и окружающей
среды. Связь по-
ляризационных углов Ψ и Δ с этими свойствами описывается основным
уравнением эллипсометрии:
,
*
s
R
*
p
R
i
etg
где
R
p
*
и R
s
*
- обобщенные (комплексные) коэффициенты отражения.
При наличии на поверхности пластины диэлектрической или полу-
проводниковой пленки величина ρ зависит от многих параметров, а именно
ρ=ρ(n
0
, k
0
, n
1
, k
1
, n, k, d, λ, φ
0
).
Необходимо связать экспериментально измеряемые параметры Ψ и Δ
с величинами, которые требуется определить, например, показателем пре-
ломления n
1
и коэффициентом экстинкции k
1
(предполагается, что все ос-
тальные величины, а именно, n, k, d, λ, φ
0
известны). Эта связь устанавли-
вается либо с помощью теоретических моделей, либо на основе экспери-
ментов с набором образцов, для которых величины n
1
и k
1
известны. Ре-
зультаты представляются либо в виде номограмм в координатах Ψ и Δ, ли-
бо каким-то другим образом. Это позволяет на основе измерения Ψ и Δ оп-
ределить n
1
и k
1
.
Схема эллипсометра представлена на рис. 1.5. Коллиматор служит
для формирования пучка параллельных лучей. Поляризатор из естествен-
ного света делает свет плоскополяризованным. Компенсатор представляет

Страницы