Ellipsométrie

L'ellipsométrie est un outil d'analyse puissant pour la caractérisation de films minces dans de nombreux matériaux, notamment les semi-conducteurs, les films diélectriques, les métaux et les polymères. Également connue sous le nom d'ellipsométrie spectroscopique (SE), il s'agit d'une technique optique sans contact et non destructive, qui mesure le changement de polarisation de la lumière réfléchie après interaction avec un échantillon. Ce changement de polarisation est lié aux propriétés du matériau.

L'ellipsométrie est principalement utilisée pour mesurer l'épaisseur du film, l'indice de réfraction (n) et le coefficient d'extinction (k), mais elle peut également être utilisée pour étudier d'autres propriétés qui affectent la polarisation de la lumière, telles que la rugosité, l'anisotropie optique (biréfringence), nature cristalline, composition, bande interdite optique et dilatation thermique. Veuillez noter que cette technique ne mesure pas directement ces paramètres. Afin d'extraire des informations utiles sur les couches minces, un modèle est construit qui décrit les paramètres optiques de l'échantillon. Ensuite, les paramètres inconnus sont ajustés pour obtenir une meilleure correspondance entre la réponse théorique et les données expérimentales.

Utilisations idéales de l'ellipsométrie

Epaisseur, constantes optiques de films minces organiques et inorganiques sur des substrats plats
Épaisseurs de couche individuelles d'échantillons multicouches

Nos points forts

Sans contact, non destructif
Insensible aux instabilités d'intensité de la source lumineuse ou à l'absorption atmosphérique
Blanchiment
Mesures précises d'épaisseur de film mince et de constantes optiques

Limites

Aucune mesure directe des propriétés du matériau; un modèle optique de l'échantillon doit être adapté aux données
Nécessite des surfaces d'échantillon optiquement plates

Spécifications techniques de l'ellipsométrie

Données acquises: Données ellipsométriques de réflexion et de transmission, transmission polarisée et intensité de réflexion (plage de longueur d'onde 192–1689 nm)
Information latérale: 200 μm ou 2 mm, selon la taille du spot. Platine de traduction automatisée des échantillons (150 × 150 mm) disponible pour les procédures de cartographie
Précision (épaisseur, constantes optiques): Principalement déterminé par la qualité du modèle optique décrit par l'échantillon réel. La précision (répétabilité) peut être meilleure que 0.1 nm pour l'épaisseur et meilleure que 0.001 pour n et k
Type d'échantillon et exigences: Solides, couches minces et multicouches avec des substrats optiquement plats. Épaisseur de la couverture sous-monocouche à la plage de µm
Expériences de chauffage: Des mesures dépendantes de la température (max. 300°C) sont possibles dans différentes atmosphères
Taille du spot: 200 µm ou 2 mm