• 제목/요약/키워드: spectroscopic ellipsometer

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Spectroscopic Ellipsometer 의 제작 및 광학 박막 분석에의 응용 (Fabrication of a Spectroscopic Ellipsometer and Characterization of Optical Thin Films)

  • 김상열;신준호
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1990년도 광학 및 양자전자학 워크샵
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    • pp.45-58
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    • 1990
  • 회전 편광자 영의 Spectroscople Ellipsometer를 제작하였다. 각 부품의 미소결함에 의한 오차를 추정하고 이들 각 부품의 미소결함이 Ellipsometric 상수들에 미치는 영향을 보정하여 정확도를 향상시키는 관련표현들을 유도하였다. Straight through operation에 대한 성능 평가 결과 파장 대역 400nm-600nm 내에서 tan$\psi$ 와 cos$\Delta$ 의 편차는 0.2% 내외로 만족할 만한 것으로 판단되었다. 광학 박막을 중심으로 Spectroscopic Ellipsomter를 사용한 연구에 대하여 실험예를 중심으로 논의하였다.

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Rotating Compensator Spectroscopic Ellipsometer의 개발 및 응용 (Development and Application of Rotating Compensator Spectroscopic Ellipsometer)

  • 이재호;방경윤;박준택;오혜근;안일신
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.1-4
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    • 2003
  • We have developed a rotating compensator spectroscopic ellipsometer (RCSE). As the ellipsometry measures a change in the polarization state of a light wave upon non-normal reflection from surface, the degree of sensitivity is enhanced greatly through the detection of relative phase change. RCSE acquires additional information from the non-ideal surface of sample and operates over the photon energy range from 1.5 to 4.5 eV. We applied RCSE to measure the optical properties of films and the line-width of patterned PR films on crystalline silicon.

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Spectroscopic ellipsometer를 이용한 삼원 SiO박막의 증착조건에 따른 유전율 특성 (The dielectric properties of triple SiO thin film using spectroscopic ellipsometer)

  • 김창석;황석영
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권2호
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    • pp.129-135
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    • 1995
  • SiO thin films are deposited by evaporator the refractive index of wave length, photon energy and the absorptive rate of these films are measured by spectroscopic ellipsometer. It is derived the absorptive rate and permitivity of SiO thin films from the equations that calculating the refractive index. And the result show good agreement with the calculated values and experimental values. As a result, the wave length of light is increased in the condition that the angle of incidence is fixed on SiO thin film, the basic absorption and the absorption impurities are found in the low wave length (below 450 nm in this study) and the reflective absorption and conductive absorption is increased by the form of exponential function over the low wavelength. The absorptive rate is increased by increased the angle of incidence and thickness of SiO film for the insulating layer. As the thickness of SiO film is increased, the value of complex permitivity is decreasing and as wave length of incidence is increased., the value of dielectric is linearly increasing.

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Spectroscopic Ellipsometer를 이용한 삼원 SiO박막의 유전율특성 (The Dielectric Properties by Triple SiO Thin Film using Spectroscopic Ellipsometer)

  • 김병인;이우선;김창석;이상일;황석영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.249-251
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    • 1994
  • We fabricated the sample of M-I-M with the insulating layer SiO. Refractive index of wave length, photon energy, absorption rate of SiO evaporation thin film are experimentally examined by spectroscopic Ellipsometer. The calculated equations of refractive index, absorption rate and permittivity of SiO thin film are induced. Calculated values and experimental values are compared and then mutual validity is proved.

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Development of a Microspot Spectroscopic Ellipsometer Using Reflective Objectives, and the Ellipsometric Characterization of Monolayer MoS2

  • Kim, Sang Jun;Lee, Min Ho;Kim, Sang Youl
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권4호
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    • pp.353-360
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    • 2020
  • Adopting an elaborately designed reflective objective consisting of four mirrors, we have developed a rotating-polarizer-type microspot spectroscopic ellipsometer (SE) with an ultra-small spot size. The diameter of the focused beam, whether evaluated using a direct-image method or a knife-edge method, is less than 8.4 ㎛. After proper correction for the polarizing effect of the mirrors in the reflective objective, we unambiguously determine the dispersion of the complex refractive index and the thickness of monolayer MoS2 using the measured microspot-spectroellipsometric data. The measured ellipsometric spectra are sensitive enough to identify small variations in thickness of MoS2 flakes, which ranged from 0.48 nm to 0.67 nm.

Spectroscopic Ellipsometer를 이용한 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지 박막 분석 (A Novel Analysis Of Amorphous/Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cells Using Spectroscopic Ellipsometer)

  • 지광선;어영주;김범성;이헌민;이돈희
    • 신재생에너지
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    • 제4권2호
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    • pp.68-73
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    • 2008
  • It is very important that constitution of good hetero-junction interface with a high quality amorphous silicon thin films on very cleaned c-Si wafer for making high efficiency hetero-junction solar cells. For achieving the high efficiency solar cells, the inspection and management of c-Si wafer surface conditions are essential subjects. In this experiment, we analyzed the c-Si wafer surface very sensitively using Spectroscopic Ellipsometer for < ${\varepsilon}2$ > and u-PCD for effective carrier life time, so we accomplished < ${\varepsilon}2$ > value 43.02 at 4.25eV by optimizing the cleaning process which is representative of c-Si wafer surface conditions very well. We carried out that the deposition of high quality hydrogenated silicon amorphous thin films by RF-PECVD systems having high density and low crystallinity which are results of effective medium approximation modeling and fitting using spectroscopic ellipsometer. We reached the cell efficiency 12.67% and 14.30% on flat and textured CZ c-Si wafer each under AM1.5G irradiation, adopting the optimized cleaning and deposition conditions that we made. As a result, we confirmed that spectroscopic ellipsometry is very useful analyzing methode for hetero-junction solar cells which need to very thin and high quality multi layer structure.

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표준기용 Spectroscopic Ellipsometer 제작

  • 조용재;조현모;김현종;신동주;이윤우;이인원
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.38-39
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    • 2002
  • Spectroscopic ellipsometer(SE)는 박막의 두께, 굴절률, 흡수율, 에너지 갭, 결정상태, 밀도, 표면 및 계면의 거칠기 등에 관한 유용한 정보들을 제공한다. (1-3) SE는 빛을 탐침으로 사용하기 때문에 비파괴적이고 비접촉식 박막물성 측정방법이며 편광변화에 대한 상대적 물리량을 측정함으로써 정밀도와 재연성이 매우 높은 장점들을 갖고 있다. 따라서 SE는 반도체 메모리 소자, 평판 디스플레이, DVD와 CD와 같은 데이터 저장장치 등을 제작하는 공정에서 박막에 관련된 공정계측장비로 사용되고 있다. 특히, 최근의 차세대 반도체 소자 개발에 관한 연구 등(4-6)에서는 수 nm 두께의 다양한 초박막들에 관한 물성연구가 주관심사이기 때문에 최고의 성능을 갖는 계측장비와 기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 그림과 같은 편광자(polarizer)-시료(sample)-검광자(analyzer)로 구성된 PSA구조의 표준기용 rotating-analyzer SE를 제작하게 되었다. 현재까지 개발된 ellipsometer의 수많은 종류들 중에서 null 형, rotating element 형, 그리고 phase modulation 형이 가장 많이 사용되고 있다. 여기서 element란 polarizer, analyzer, 또는 compensator와 같은 광 부품들을 지칭하는데 이 중 하나 또는 둘을 회전시키기 때문에 그 종류 또한 매우 많다. 이들 중에서 회전검광자형 ellipsometer는 입사각 정렬이 우수하고, 파장에 무관한 편광기만 사용하므로 비교적 넓은 광량자 에너지영역에서 정확도 높은 데이터를 얻을 수 있기 때문에 박막 상수의 정밀측정에 가장 적합하다. 특히, 본 연구에서 제작된 ellipsometer에는 간섭계 장치, polarizer tracking,(2) zone average,(1) 그리고 low-pass filter 등을 사용함으로써 측정오차를 최대한 줄이는 노력을 하였다.

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분광 타원해석기 입사각의 정밀 보정 (Precise calibration of the angle of ncidence in spectroscopic ellipsometer)

  • 김현종;김상열;이윤우;조현모;조용재;이인원
    • 한국광학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.208-213
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    • 1999
  • 반도체 및 박막의 두께 측정에 많이 이용되는 분광 타원해석기의 입사각을 정밀하게 보정하기 위한 방법을 제안하고 이를 실험적으로 확인하였다. 몇 종류의 광학유리를 이용하여 프리즘과 기판을 가공하였다. 프리즘의 꼭지각과 최소 벗어나 기각을 측정해 광학유리의 굴절률을 결정하였고 브루스터각(Brewster's angle)에서 측정한 유리기판의 타원해석 스펙트럼을 분석하기 위한 기준값으로 이 굴절률을 사용하여 분광 타원해석기의 입사각을 0.01도의 정밀도로 결정,보정하였다.

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Ellipsometry에서의 Calibration 및 입사면 고정형 Ellipsometer (Calibration and a Plane of Incidence Fixed Ellipsometer)

  • 경재선;오혜근;안일신;김옥경
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.23-26
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    • 2003
  • The general users find difficulties in using ellipsometers. Thus, the object of this study is to construct an ellipsometer with simple operation principle. We developed an ellipsometer which does not require alignment and calibration before measuring sample. A basis structure model after rotating a compensator spectroscopic ellipsometry, the fixed incidence angle at $70^{\circ}$. This ellipsometer does not demand calibration, because the plane of incidence is not changed due to the novel sample holder structure. The results for various standard samples were compared with those from conventional RCSE to test the performance of this instrument. Also repeated measurements were performed to test the precision of the calibration coefficient in a plane of incidence fixed.

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분광 타원계측기를 이용한 고굴절률 게이트 산화막의 광물성 분석 (Optical Properties of High-k Gate Oxides Obtained by Spectroscopic Ellipsometer)

  • 조용재;조현모;이윤우;남승훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1932-1938
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    • 2003
  • We have applied spectroscopic ellipsometry to investigate $high-{\kappa}$ dielectric thin films and correlate their optical properties with fabrication processes, in particular, with high temperature annealing. The use of high-k dielectrics such as $HfO_{2}$, $Ta_{2}O_{5}$, $TiO_{2}$, and $ZrO_{2}$ as the replacement for $SiO_{2}$ as the gate dielectric in CMOS devices has received much attention recently due to its high dielectric constant. From the characteristics found in the pseudo-dielectric functions or the Tauc-Lorentz dispersions, the optical properties such as optical band gap, polycrystallization, and optical density will be discussed.

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