Решение обратной задачи спектральной эллипсометрии для поглощающей подложки с диэлектрическим слоем

Abstract

Получено аналитическое решение обратной задачи спектральной эллипсометрии для прозрачного слоя на поглощающей подложке, основанное на методе огибающих, и применено для определения спектральных зависимостей показателей преломления n(λ) и поглощения k(λ) модельной и реальной кремниевых подложек со слоями диоксида кремния. Аналитически в приближении модели слой—подложка с идеальными границами раздела удалось определить эффективные оптические характеристики кремниевой подложки. Этот факт и относительное расположение спектральных зависимостей эллипсометрических углов tan ψ(λ) и cosΔ(λ), измеренных для кремниевой подложки с естественным поверхностным слоем и структуры слой диоксида кремния—кремниевая подложка, объясняются тем, что слой диоксида кремния окружен переходным и поверхностным слоями. Analytical solution of the inverse spectroscopic ellipsometry problem for transparent layer on absorbing substrate was obtained on the base of the envelope method. The solution was applied for evaluating the spectra of refraction n(λ) and absorption k(λ) indices of a silicon substrate with a silicon dioxide layer. The effective optical characteristics for the silicon substrate were determined analytically using the layer—substrate model approximation with the ideal interfaces. The relative disposition of the spectra of ellipsometric angles tanψ(λ) and cosΔ(λ) measured for the silicon substrate with natural surface layers and the silicon dioxide layer—silicon substrate is explained by the fact that the silicon dioxide is surrounded by the transition and surface layers.