基于新算法的晶相半导体全自动光谱椭偏分析
材料科学
2022-05-13 v1
摘要
光谱椭偏(SE)技术的一个显著缺点是其分析过程耗时且往往复杂，而该过程对于评估薄膜与块体样品的光学函数是必需的。在此，为解决传统SE方法这一固有问题，我们提出了一种通用的新途径，可对具有复杂吸收特征的晶相半导体实现SE分析的全自动化。具体而言，我们改进了先前研究中建立的方案：该方案起初仅在低能区进行非线性SE拟合分析，随后通过纳入额外的光学跃迁峰，将分析能区逐步向高能方向扩展。本研究中，我们进一步开发了独特的分析能区搜索算法，其中通过确定合适的分析能区来纳入新的跃迁峰特征。在所开发的方法中，相较于先前简单方案，在表达由尖锐与宽化吸收峰构成的复杂介电函数方面已确认有显著改进。所提方法(Delta M方法)已成功应用于分析钙钛矿基晶相样品，包括杂化钙钛矿(CH3NH3PbI3)与硫族钙钛矿(SrHfS3和BaZrS3)。在这些半导体的自动化分析中，自动引入了7-8个跃迁峰来描述样品介电函数，同时还可确定薄膜与粗糙度厚度等结构参数。所建立的方法能将分析时间大幅缩短至可对日常变化材料光学性质进行自动检测的水平，并显著拓展了光谱椭偏技术的应用范围。
引用
@article{arxiv.2205.05833,
title = {Fully automated spectroscopic ellipsometry analyses of crystalline-phase semiconductors based on a new algorithm},
author = {Sara Maeda and Kohei Oiwake and Yukinori Nishigaki and Tetsuhiko Miyadera and Masayuki Chikamatsu and Takayuki Nagai and Takuma Aizawa and Kota Hanzawa and Hidenori Hiramatsu and Hideo Hosono and Hiroyuki Fujiwara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05833},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 10 figures