離子注入非晶硅薄膜厚度的測(cè)量

　　當(dāng)離子注入層的薄膜厚度非常薄(小于10nm)，光學(xué)常數(shù)的變化非常小，標(biāo)準(zhǔn)非晶硅材料的光學(xué)常數(shù)可以用于測(cè)量模型中(如圖1)，但對(duì)于較厚的非晶硅注入層，使用標(biāo)準(zhǔn)非晶硅材料的光學(xué)常數(shù)不能得到很好的測(cè)量結(jié)果(圖2)，曲線(xiàn)擬合度較差。在這種情況下，我們使用表征非晶硅色散模型的Tauc-Lorentz近似模型，來(lái)計(jì)算真實(shí)的非晶硅光學(xué)常數(shù)和厚度(圖3)。通過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)的非晶硅光學(xué)色散和測(cè)量得到的光學(xué)色散(圖4)，得出兩者的差異非常明顯。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，測(cè)量20nm-50nm左右的非晶硅注入層薄膜，若使用標(biāo)準(zhǔn)非晶硅光學(xué)常數(shù)，將會(huì)引起5nm左右的誤差。

　　MProbe UVVisSR可以用來(lái)測(cè)量離子注入的非晶硅薄膜厚度，其光譜范圍：200nm-1000nm，厚度測(cè)量范圍：1nm-20um。它是一種快速、可靠且經(jīng)濟(jì)的測(cè)量非晶硅注入層薄膜厚度的方法，一個(gè)點(diǎn)測(cè)量的時(shí)間小于100ms，不但可以臺(tái)式測(cè)量，還可以在線(xiàn)測(cè)量。

　　以下是光譜數(shù)據(jù)分析：

　　圖1. 測(cè)量很薄的離子注入非晶硅薄膜，厚度為6.3nm，使用非晶硅標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)常數(shù)，測(cè)量得到的光譜曲線(xiàn)(紅色)與模型曲線(xiàn)(藍(lán)色)擬合度很好

　　圖2. 測(cè)量相對(duì)較厚的離子注入非晶硅薄膜(16nm)，使用非晶硅標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)常數(shù)，測(cè)量得到的光譜曲線(xiàn)(紅色)與模型曲線(xiàn)(藍(lán)色)在紫外部分?jǐn)M合度很差

　　圖3. 與圖2同一個(gè)樣品，使用Tauc-Lorentz近似模型，厚度測(cè)量結(jié)果為16.1nm，測(cè)量得到的光譜曲線(xiàn)(紅色)與模型曲線(xiàn)(藍(lán)色)擬合度很好，光學(xué)常數(shù)曲線(xiàn)見(jiàn)圖4

　　圖4. 測(cè)量得到的真實(shí)非晶硅光學(xué)常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)非晶硅光學(xué)常數(shù)的比較， 代表測(cè)量得到的折射率(n)曲線(xiàn)， 代表測(cè)量得到的消光系數(shù)(k)曲線(xiàn)， 代表標(biāo)準(zhǔn)非晶硅材料的折射率(n)曲線(xiàn)， 代表標(biāo)準(zhǔn)非晶硅材料的消光系數(shù)(k)曲線(xiàn)