Ellipsometric characterization of inhomogeneous thin films with complicated thickness non-uniformity: application to inhomogeneous polymer-like thin films

Simple item page
dc.contributor.authorOhlídal, Ivancs
dc.contributor.authorVohánka, Jířícs
dc.contributor.authorBuršíková, Vilmacs
dc.contributor.authorŠulc, Václavcs
dc.contributor.authorŠustek, Štěpáncs
dc.contributor.authorOhlídal, Miloslavcs
dc.coverage.issue24cs
dc.coverage.volume28cs
dc.date.issued2020-11-23cs
dc.description.abstractThe method of variable angle spectroscopic ellipsometry usable for the complete optical characterization of inhomogeneous thin films exhibiting complicated thickness non-uniformity together with transition layers at their lower boundaries is presented in this paper. The inhomogeneity of these films is described by means of the multiple-beam interference model. The thickness non-uniformity is taken into account by averaging the elements of the Mueller matrix along the area of the light spot of the ellipsometer on the films. The local thicknesses are expressed using polynomials in the coordinates along the surfaces of the films. The efficiency of the method is illustrated by means of the optical characterization of a selected sample of the polymer-like thin film of SiOxCyHz, prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition onto the silicon single crystal substrate. The Campi-Coriasso dispersion model is used to determine the spectral dependencies of the optical constants at the upper and lower boundaries of this film. The profiles of these optical constants are determined too. The thickness non-uniformity is described using a model with local thicknesses given by the polynomial with at most quadratic terms. In this way it is possible to determine the geometry of the upper boundary. The thickness and spectral dependencies of the optical constants of the transition layer are determined as well. Imaging spectroscopic reflectometry is utilized for confirming the results concerning the thickness non-uniformity obtained using ellipsometry. (C) 2020 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreementen
dc.description.abstractJe prezentována metoda spektroskopické elipsometrie s proměnným úhlem použitelná pro úplnou optickou charakterizaci nehomogenních tenkých vrstev vykazujících komplikovanou neuniformitu v tloušťce spolu s přechodovými vrstvami na jejich spodních rozhraních. Nehomogenita těchto vrstev je popsána pomocí mnohapaprskového intereferenčního modelu. Neuniformita v tloušťce je vzata v úvahu zprůměrováním prvků Muellerovy matice podél plochy světelné stopy elipsometru na vrstvě. Lokální tloušťka je vyjádřena pomocí polynomů v souřadnicích podél plochy vrstev. Efektivnost metody je ilustrována pro případ vybraných vzorků polymerům podobných vrstev SiOxCyHz připravených technologií PECVD na podložce tvořené monokrystalem Si. K určení spektrálních závislostí optických konstant by užit Campi-Corriassův disperzní model na horních a spodních rozhraních vrstev. Jsou určeny rovněž profily těchto konstant. Neuniformita v tloušťce je popsána pomocí modelu s lokální tloušťkou vyjádřenou polynomy nejvýše druhého stupně. Takto je možné určit geometrii horního rozhraní. Je také určena tloušťka a spektrální závislosti optických konstant přechodových vrstev. K ověření výsledků týkajících se neuniformity v tloušťce obdržených pomocí elipsometrie byla užita zobrazovací spektroskopická reflektometrie.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent36796-36811cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationOPTICS EXPRESS. 2020, vol. 28, issue 24, p. 36796-36811.en
dc.identifier.doi10.1364/OE.412043cs
dc.identifier.issn1094-4087cs
dc.identifier.orcid0000-0002-4313-2375cs
dc.identifier.orcid0000-0001-9827-3725cs
dc.identifier.orcid0000-0002-4207-3641cs
dc.identifier.other167467cs
dc.identifier.researcheridDJQ-0305-2022cs
dc.identifier.scopus6701513140cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/196569
dc.language.isoencs
dc.publisherOptical Society of Americacs
dc.relation.ispartofOPTICS EXPRESScs
dc.relation.urihttps://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-28-24-36796&id=442763cs
dc.rights(C) Optical Society of Americacs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/1094-4087/cs
dc.subjectEllipsometryen
dc.subjectinhomogeneous thin filmsen
dc.subjectnonuniformity in thicknessen
dc.subjectthickness non-uniformityen
dc.subjectinhomogeneous polymer-like thin films.en
dc.subjectElipsometrie
dc.subjectnehomogenní tenké vrstvy
dc.subjectneuniformita v tloušťce
dc.subjectnehomogenní polymerům–podobné tenké vrstvy.
dc.titleEllipsometric characterization of inhomogeneous thin films with complicated thickness non-uniformity: application to inhomogeneous polymer-like thin filmsen
dc.title.alternativeElipsometrická charakterizace nehomogenních tenkých vrstev s komplikovanou neuniformitou v tloušťce: aplikace k nehomogenním polymerům-podobným tenkým vrstvámcs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-167467en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2025.02.03 15:48:13en
sync.item.modts2025.01.17 18:34:32en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrstvícs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
oe282436796.pdf
Size:
3.72 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
oe282436796.pdf
Download
Collections
Ústav fyzikálního inženýrství