Способ определения оптических параметров тонких пористых пленок

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 21 4 ОПИ 25Бюл. М 44мачев, М, А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авдошин В, П. и др. Исследование пористых пленок на металле, - Журнал фиэ. химии. Т. 53, 1984, М 6, с, 1501-1505.Первеев А, Ф. и др, Спектроскопический метод определения сорбционной способности и пористости тонких пленок твердых веществ. - Физика твердого тела. Т. 14, 1972, выл. 10, с. 2902 - 2912,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОНКИХ ПОРИСТЪХ ПЛЕНОК(57) Изобретение относится к технологии обработки матеоиалов и нанесения покрытий Изобретение относится к технологии обработки материалов и нанесения покрытий и может быть использовано в оптическом и электронном приборостроении.Цель изобретения - расширение диапазона исследуемых обьектов, увеличение точности, определение истинного показателя преломления материала пленки за счет измерения поляризационных (более чувствительных к оптическим характеристикам пленки) параметров отраженного излучения.Способ осуществляется следующим образом.Пленка наносится на подложкукоторую размещают в замкнутом объеме, вакуумируют этот объем до полного опорожнения пор пленки от адсорбированных газообразных веществ, Затем производят измерения и может быть использовано в оптическом и электронном приборостроении. Цель изобретения - расширение диапазона исследуемых объектов, повышение точности и определение истинного показателя преломления материала пленки, Для этого пленку наносят на реальную подложку, вакуумируют; измеряют параметры поляризации отраженного излучения, по которым определяют эффективный показатель преломления, после заполнения пор сконденсированным газообразным веществом вновь измеряют параметры поляризации и определяют эффективный показатель преломления и затем по значениям показателей преломления в вакууме и в условиях конденсации определяют лористость и истинный показатель преломления материала пленки. 1 табл,параметров. поляризации (относительных изменений разности фаз Ь и отношения амплитуд ф) отраженного излучения и по соответствующей выбранной модели оптического строения пленки осуществляют расчет оптических параметров этой модели, например пзф и толщины ) (для однородной прозрачной пленки). Далее напускается газообразное вещество до давления, равного 0,1 - 0,95 от давления насыщенных паров для данной температуры. При этом вследствие конденсации происходит заполнение жидкостью обьема пор с эффективным размером пор 3 - 1000 А, В этих условиях измеряют параметры поляризации отраженного излучения и рассчитывают по выбранной модели оптические параметры. Совладение значений толщин при измерениях, во-первых, под различными угламинаклона падения иэлуцения, во-вторых, до и после заполнения пор свидетельствует о правильности примененной модели, Затем используют уравнение Лорентц-Лоренца5 пэф -1 п 1 - 1 Пист - 1 пэф+2 п 1+2 пйст+2(1) где пэф - измеренное в эксперименте значение показателя преломления пористой пленки в вакууме или в условиях заполнения пор сконденсированным веществом;п 1 - принимается для пустых пор равным показателю преломления вакуума (п 1=Ц, а для заполненных - равныы показателю преломления в жидком состоянии сконденсированного вещества для данной длины волны Л,Использование двух и более равнений (1) для соответственно двух и более измере-, ний (до и после заполнения пор соответстцующим веществом) позволяет найти два неизвестных показателя; пористссть - о и истинный показатель преломления матери ала пленки - пист.Изобретение может быть применено для широкого диапазона пленок, подложек и конденсирующихся веществ. Измерения параметров поляризации отраженного из луцения позволяют регистрировать и определять изменения оптических параметров с ошибкой Л пэф=0,01-0,0001 для пленок толщиной от.3 до 2000 и более ангстрем соответственно. 35Г р и м е р, К эллипсометру с Л =б 32,8 нм присоединяют камеру-приставку с входным и выходным окном и системой юстирогки обоазца. Образец с пленкой помещают в эту камеру; вакуумируют и измеряют эллипсо метрические параметры Лиф при нескольких углах наклона излучения р. Затем достигают давление паров, например, воды р=19 тор и измеряют установившиеся эна- цения Ли ф Далее на ЭВМ по модели однородного прозрачного слоя рассчитывают пэф и Ь пленки,. Затем по уравнению (1) рассцитывают ц и пист. Измерения Ли ф проводят с ошибкой дЛ не более 5 и Лф не более 3, цто соответствует (после пересчета Лпэф=0,002, следовательно, ошибка определения пористости Л р,062 и истинного показателя преломления материала пленки Л пист=0,002, Результаты измерений и расчетов представлены в таблице,Из таблицы видно, цто пэф в различных условиях разный и не соответствует истинному значению материала пленки пист, который оказывается выше, чем и для кварцевого стекла и может быть обьяснен неполным выщелачиванием исходного стекла, содержащего компоненты с более высоким п. Несколько заниженное значение пист в парах этилового спирта является результатом затрудненной диффузии молекул спирта по сравнению с молекулами воды в парах пленки. Эти данные позволяют сравнивать процесс формирования пленки в зависимости от состава стекла и других факторов,Формула изобретения Способ определения оптических параметров тонких пористых пленок, заклюцающийся в нанесении пленки на подложку, помещении ее в герметичную кювету, вакуумировании кюветы, заполнении кюветы парами адсорбата, облучении пленки пучком света, измерении параметров отраженного света и определении эффективного показателя преломления и пористости, о тл и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью расширения диапазона исследуемых плднок, повышения точности и определения истинного показателя преломления материала пленки, после вакуумирования кюветы облуцают пленку пуцком поляризованного света, измеряют относительные изменения разности фаз и отношения амплитуд поляризационных компонентов отраженного от пленки света, по которым определяют эффективн ый показател ь и реломлен и я. после заполнения кюветы парами адсорбата вновв облуцают пленку пуцком поляризованного света и измеряют те же поляризационные параметры, . по которым определяют эффективный показатель преломления, а затем по значениям эффективных показателей преломления в вакууме и в условиях конденсации определяют пористость и истинный показатель преломления материала пленки.1695183 рректор . Пали Редактор М. Келемеш изводственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 каз 4157 ВНИИП оставитель Ю. Гриневехред М.Моргентал Тираж Подписное .дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5