Co to jest elipsometria?

Tutorial autorstwa J.A. Woollama jest wprowadzeniem do elipsometrii dla każdego, kto jest zainteresowany dowiedzeniem się więcej o elipsometrii i jej zastosowaniach. Samouczek ten został napisany z myślą o nowicjuszach, ale doświadczeni użytkownicy elipsometrii również skorzystają z informacji przedstawionych w tej dyskusji.

Co to jest elipsometria?

Elipsometria mierzy zmianę polaryzacji, gdy światło odbija się lub przepuszcza od struktury materiału. Zmiana polaryzacji jest reprezentowana jako stosunek amplitudy, Ψ, i różnica faz, Δ. Zmierzona odpowiedź zależy od właściwości optycznych i grubości poszczególnych materiałów. Dlatego też, elipsometria jest głównie używana do określania grubości warstwy i stałych optycznych. Jednakże, jest ona również stosowana do charakteryzowania składu, krystaliczności, chropowatości, stężenia domieszek i innych właściwości materiału związanych ze zmianą odpowiedzi optycznej.

Od lat 60-tych, gdy elipsometria rozwinęła się w celu zapewnienia czułości niezbędnej do pomiaru warstw w skali nanometrów używanych w mikroelektronice, zainteresowanie elipsometrią stale rosło. Obecnie zakres jej zastosowań rozszerzył się na badania podstawowe w naukach fizycznych, rozwiązania półprzewodnikowe i przechowywania danych, monitory płaskie, komunikację, biosensory i przemysł powłok optycznych. To szerokie zastosowanie tłumaczy się zwiększoną zależnością od cienkich warstw w wielu dziedzinach oraz elastycznością elipsometrii do pomiaru większości typów materiałów: dielektryków, półprzewodników, metali, nadprzewodników, organików, powłok biologicznych i kompozytów materiałowych.

Tutorial ten zawiera podstawowy opis pomiarów elipsometrycznych wraz z typowymi procedurami analizy danych. Omówiono również podstawowe zastosowania elipsometrii.