انواع بیضی سنج

  • بیضی سنج طیف نگار Spectroscopic Ellipsometer
  • بیضی سنج لیزری Laser Ellipsometer

Sentech Ellipsometer sample

بیضی‌سنجی چیست

دستگاه بیضی سنج یا بیضی نگار خصوصیات لایه های نازک و ساختارهای چند لایه را به صورت غیرمخرب بررسی می کند.

کلیپ زیر از سایت thinfilmscience.com

معرفی جامع بیضی سنجی

الیپسومتری (به انگلیسی: Ellipsometry)‏ روشی نوری (اپتیکی) برای مطالعه ویژگی‌های دی‌الکتریک و لایه نازک است.
در این روش با بررسی تغییرات قطبش نوز بازتابیده از نمونه، می‌توان اطلاعاتی درباره لایه‌هایی که نازکتر از طول موج نور (حتی به اندازه یک لایه اتمی) است، بدست آورد. این اطلاعات می‌تواند شامل ریخت‌شناسی، ترکیب شیمیایی، رسانایی و غیره باشد. نام الیپسومتری اشاره به این موضوع دارد که بیشتر حالتهای قطبش، بیضی‌گون هستند.

بیضی سنجی

بخش های مختلف یک بیضی سنج طیف نگار

اساس کار بیضی سنج

  • نور منبع به عنوان موج الکترومغناطیسی و غیرقطبی، به وسیله قطبی کننده (polarizer) ، خطی و قطبیده می-شود
  • قطبش خطی نور قطبیده توسط جبران‌کننده (compensator)، به قطبش دایره‌ای تبدیل می‌شود
  • نور قطبیده دایروی به نمونه برخورد میکند
  • بعد از بازتاب از سطح نمونه، از جبران کننده دوم عبور میکند
  • سپس از آنالایزر یا قطبنده دوم عبور میکند
  • نور نهایتا به آشکارساز می رسد تا شدت آن اندازه گیری شود
  • متغیرهای بیضی‌سنجی (Δ وψ) از رابطه اصلی بیضی‌سنجی محاسبه میشود و با مدل‌سازی این توابع به وسیله بانک مواد، می‌توان به خواص اپتیکی لایه‌ها پی برد.

بیضی سنجی کجا کاربرد دارد؟

  • سلول های خورشیدی
  • نیمه هادی ها
  • تولید انواع سنسور و دتکتور
  • شیشه های خود تمیز شونده

می توان گفت کاربرد بیضی نگار در تمامی صنایعی کاربرد دارد که با نانولایه سر و کار دارند یا جاهایی که حتی نانو لایه نداریم اما خواص سطحی ماده برای ما اهمیت دارد.

Solar Cells

کار با نرم افزار بیضی سنجی

  • تنظیم زاویه اندازه گیری و محدوده طول موجی
  • اندازه گیری
  • ساخت یک مدل مشابه نمونه
  • فیت دستی جهت رسیدن به تطابق حد اقلی
  • فیت اتوماتیک نرم افزار
  • گرفتن خروجی از نرم افزار

اساس کار

ویژگی‌های یک ماده باعث می‌شود قطبش نور بازتابش‌یافته از آن تغییر کند. تابش الکترومغناطیسی با استفاده از یک منبع نوری انجام می‌شود و با یک قطبش‌گر، قطبیده می‌شود. پس از بازتابش، نور با قطبش‌گر دیگری که آنالیزور نام دارد برخورد می‌کند و به حسگر می‌رسد. می‌توان از یک جبران‌کننده در راه تابش و بازتابش استفاده کرد.

– اندازه گیری لایه‌ های شفاف نازک روی سطح شیشه
– پلیمرهای نیمه‌ هادی و ساطع کننده نور
– چندلایه های مواد نیمه ‌هادی
– مجموعه لایه های متعدد روی بسترهای شفاف و جاذب
– کاربرد های پیشرفته میکروالکترونیک مثل مواد با ضریب جذب کم و زیاد
این مدل همچنین قادر به آنالیز نمونه های انیزوتروپ می‌ باشد.

مزایای کمپانی سنتک

یکی از برتری های کمپانی سنتک آلمان، نرم افزار مناسب کاربر است. مراحل کار با نرم افزار بصورت زیر است:

برای اطلاعات بیشتر به سایت www.sentech.de مراجعه نمایید.

داده‌ها

زاویه تابش و بازتابش در این روش با هم برابرند. با تجزیه برداری نور، نوری که موازی صفحه تابش است، P و نور عمود S نام دارد و سای و دلتا دامنه این دو موج نوری هستند و الیپسومتری با بکاربردن دو تا از چهارپارامتر استوکس سای و دلتا، نسبت این دو دامنه را اندازه‌گیری می‌کند.


آنالیز داده‌ها

الیپسومتری روشی غیرمستقیم برای اندازه‌گیری ویژگی‌هاست. بدین معنا که از روی سای و دلتا نمی‌توان یک‌راست خواص را بدست آورد مگر اینکه ماده همگن و همسانگرد باشد.


مزایا

الیپسومتری در مقایسه با روش اندازه گیری شدت بازتابش، مزایایی دارد:

الیپسومتری دست کم دو پارامتر را برای یک طول موج طیف اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از الیپسومتری عمومی، می‌توان تا 16 پارامتر را برای یک طول موج بدست آورد.
از آنجا که الیپسومتری تغییرات را (و نه مقدار مطلق) اندازه‌گیری می‌کند، نیازی به پرتو یا نمونه مرجه ندارد و ناپایداری‌های شدت نور از منبع یا جذب نور بوسیله هوا تاثیری بر آن ندارد.
برای مطالعه مواد ناهمسانگرد این روش بسیار کارآمدتر از روش اندازه گیری شدت بازتابش است.

دستگاه های بیضی سنج (Ellipsometer) طیف نگار که خصوصیات لایه های نازک و ساختارهای چند لایه را به صورت غیرمخرب بررسی می کنند.

SENpro sentech

– اندازه گیری لایه‌ های شفاف نازک روی سطح شیشه
– پلیمرهای نیمه‌ هادی و ساطع کننده نور
– چندلایه های مواد نیمه ‌هادی
– مجموعه لایه های متعدد روی بسترهای شفاف و جاذب
– کاربرد های پیشرفته میکروالکترونیک مثل مواد با ضریب جذب کم و زیاد
این مدل همچنین قادر به آنالیز نمونه های انیزوتروپ می‌ باشد.


برای اطلاعات بیشتر به سایت www.sentech.de مراجعه نمایید.


فرمت های نتایج آنالیز و فیت بیضی سنجی:

  • SPC این فرمت حاوی پارامتهای سای و دلتا و همچنین اطلاعاتی چون تنظیمات دستگاه و شرایط اندازه گیری است. این فرمت تنها با نرم افزار اسپکتراری قابل بازشدن است.
  • EXP این فرمت مربوط به آزمایش است و تمام بخش های آزمایش را دربر می گیرد. حاوی آنالیز اندازه گیری شده و مدل تئوری است. این فرمت تنها با نرم افزار اسپکتراری قابل بازشدن است.
  • RTF این فرمت مربوط به نرم افزار وردپد است. در فایلی با این فرمت، گزارش کلی آزمایش را مشاهده می کنید.
  • DAT این فرمت مربوط به ضریب شکست و ضریب میرایی و پارامترهای سای و دلتای تئوری و عملی است. منحنی های سای و دلتا معمولن در مقالات گزارش می شوند. همچنین منحنی ضریب شکست و منحنی ضریب میرایی (اگر ضریب میرایی صفر نباشد)

اندازه‌ گیری ضخامت و ضریب شکست لایه ‌های شفاف روی زیرلایه‌ های جاذب یا شفاف با استفاده از دستگاه مدل SENpro ساخت کمپانی SENTECH آلمان.
اندازه ‌گیری مواد چندلایه، آنالیز لایه‌ های آمورف، پلی‌سیلیکون و SOI، اندازه ‌گیری ثوابت نوری مواد فوتورزیست.

 

مشخصات دستگاه موجود در آزمایشگاه:

-محدوده‌ی طول موج 370- 1050 nm
-حداکثر ابعاد نمونه 200mm
-ضخامت قابل اندازه‌گیری 1-10.000 nm
-قطر نقطه آزمایش 2mm
-حداکثر ضخامت نمونه 8mm
-زوایا 40°- 90°


عکس دستگاه موجود در آزمایشگاه شرکت مهار فن ابزار:

دستگاه سن پرو ساخت کمپانی سنتک آلمان

 

Cauchy Parameters

Spectroscopic ellipsometer family SENresearch

Widest spectral range

The SENresearch spectroscopic ellipsometer family covers the widest spectral range from 190 nm (deep UV) to 3,500 nm (NIR) in one tool. FTIR is applied in the near infrared, allowing an extension to3,500 nm at highest spectral resolution and speed.

Step Scan Analyzer principle:

The Step Scan Analyzer principle is a unique feature of the SENTECHspectroscopic ellipsometer family. During data acquisition, polarizer and wide band compensator are fixed to provide highest accuracy of the ellipsometric measurement.

The spectroscopic ellipsometer SENresearch measures thin film thickness, refractive index, extinction coefficient, and related properties of bulk materials, single layers, and multi‑layer stacks. Isotropic and anisotropic materials, surface and interface roughness as well as gradients can be analyzed. Furthermore, SpectraRay/3, SENTECH proprietary ellipsometer software, treats sample effects like depolarization, non-uniformity, scattering (Mueller-matrix), and backside reflection.

The SENresearch represents the high end of SENTECH spectroscopic ellipsometers. The compact table top instrument comprises the ellipsometer optics, goniometer, sample platform, auto-collimating telescope, light source, and detection unit. It can be extended by a variety of options for any R & D and routine application.

The SENresearch is focused on speed and accuracy for insitu and exsitu measurements of thin films wherever they are applied. Applications range from measuring on textured surfaces to determining the conductivity of TCO films, from insitu monitoring of deposition processes to offline mapping on large glass panels. With the latest development launched by SENTECH, magneto‑optical properties can be characterized. For a large variety of applicationspredefined recipes are offered by SpectraRay/3 for spectroscopic ellipsometers.

SpectraRay/3

SENTECH’s proprietary ellipsometer software SpectraRay/3 comprises two modes of operation: recipe mode and interactive mode. The recipe mode allows for easy execution of repetitive applications. In interactive mode, ellipsometric measurements are enhanced by an interactive, guiding graphical user interface.

Large materials database and all applicable dispersion models are included. Multiple angle of incidence, multiple sample, and combined photometric measurements are supported by SpectraRay/3.

Spectroscopic Ellipsometer

بیضی سنج طیف نگار

دیدگاه بگذارید