Способ определения качества поверхности диэлектрических волноводных пленок

Сева СоветскихСоциалистическихРеспубпик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19,0779 (21) 2799360/25-28С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Йо. 1 Р 1 М Кз С 01 В 11/30 Государствеиицй комитет СССР по дедам иэооретений и открытий) Заявите 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ таточна о н цесса контроля и ег едос яточность;Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса контроля.Поставленная цель достигаетсятем, что регистрируют два максимальных значения интенсивности выходящего из пленки излучения в интервалеуглов 0-90 о, определяют их отношение 0 и по графику зависимости величинысредних поперечных размеров поверхностных дефектов от отношения интенсивностей и известной зависимости отсреднеквадратичной шероховатости по верхности определяют качество поверхности диэлектрических волноводныхпленок,На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 20 угловые диаграммы многомодовых волноводных пленок; на фиг. 3 - зависимость средних поперечных размеровповерхностных дефектов от отношенияинтенсивностей для двухмодового и че 5 тйрехмодового волноводов.Суть способа поясняется диаграммой (фиг. 2), где Э - максимум рассеяния при углах. 090 ф(так называемое рассеяние вперед), + - угол мак.0 симума 1 ф, соответственно для углов Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, конкретно к тонкопленочной электронике и оптоэлектронике и может быть использовано в волноводной оптике и контрольноизмерительных операциях технологии микроэлектроники.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ определения качества поверхности диэлектрических волноводных пленок., заклю-. - чающийся в том, что на контролируемый участок пленки под углом к ней направляют излучение, регистрируют интенсивность выходящего из пленки излучения в диапазоне углов от 0 до 180 , строят расчетные кривые распределения интенсивности рассеи" ваемого в пленке излучения при различных значениях величины среднеквадратичной шероховатости и определяют качество поверхности 1) . сабарегист ачений учения с испо сть пр Недостаток известного спозаключается в необходимостирации большого количества знинтенсивности выходящего излпостроении расчетных кривыхзеванием ЭВМ, т.е. трудоемко КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИОЛНОВОДНЫХ ПЛЕНОК0, 90 имеет 1 и 0,-1 о - максимум мощности, рассеиваемой под углом 90о к поверхности волновода. Вид кривых и величины укаэанных максимумов 1(7, 1 сильно зависят от средних поперечных размеров дефектов поверхности (В), Влияние параметра В на характер угловых диаграмм рассеяния наиболее наглядно .выражается зависимостями 1 (В), где 1 - 1 /1 О или 1+, /1 для двухмодового и четырехмодового волноводов, соответственно (см. Фиг. 3). Расчет таких зависимостей для самых различных значений параметров диэлектрических пленок, толщины и показателя преломления, показывает,.что форма кривых является практическинеизменной, Параметр В можно определить из кривых фиг. 3, если значения величины В лежат в диапазоне порядка 10- 500 нм.Пленки оксинитрида кремния 510 И толщиной 1,6 мкм и коэффициентом преломления 1,59 осаждают на подложки из окисленного полированного кремния, при этом пленки поддерживают четыре направляемые моды ТЕ поляризации.Перед началом измерений для укаэанных параметров пленок рассчитывают графическую зависимость отношений двух максимумов интенсивности рассеиваемого волноводной пленкой. излучения 1 = 1" /1 при различных значениях параметра В (см. Фиг. 3). Значения параметра В в образцах, взятых для построения зависимости, определяют методом электронной микроскопии. В дальнейшем, построенная зависимость 1 (В), используется как калибровочная кривая,для определения средних поперечных размеров поверхностных дефектов (В).Устройство, реализующее способ, содержит (фиг. 1) лазер 1, поляризатор 2, прерыватель 3 светового потока, линзу 4, столик 5 гониометра, призму 6, установленную на контролируемый участок диэлектрической волноводной пленки 7, Фотоприемник 8, и поворотный узел 9 гониометра.Способ реализуется следующим образом.Пленку с призмой б связи размещают на столике 5 гониометра таким образом что контролируемый участок поверхности пленки находится на оси поворотного узла 8 гониометра. Луч лазера 1 направляют в призму б идобиваются появления в волноводнойпленке 7 светового трека, проходящего через контролируемый участокповерхности. Изменяя с помощью поворотного узла 9 гониометра положениефотоприемника 8 по отношению к поверхности пленки 7 (меняя угол наблюдения), Фиксиру 1 от последовательнозначения максимумов интенсивности1 и 1 п . Далее рассчитывают отношение 1 /11 по графику (фиг. 3). Знаяопределяют величину искомого параметра В и среднеквадратичной шероховатости А, а также качество поверхности диэлектрических волноводныхпленок.Способ обладает достаточно высокойточностью и менее трудоемкий, чемизвестный, так как требует регистрации лишь двух значений интенсивности 20 в небольшом диапазоне углов и позво."ляет определить качество поверхностибез привлечения ЭВМ.Формула изобретенияСпособ определения качества по- .поверхности диэлектрических волноводных пленок, заключающийся в том, чтона контролируемый участок пленки подуглом к ней, направляют излучение,регистрируют интенсивность выходящего из пленки излучения и определяюткачество поверхности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения процессаопределения качества, регистрируютдва максимальных значения интенсивности выходящего из пленки излучения винтервале углов 0-90, определяют их 40 отношение и по графику зависимостивеличины средних поперечных размеровповерхностных дефектов от отношенияинтенсивностей и известной зависимости для среднеквадратичной шерохо 4 ватости поверхности определяют качество поверхности диэлектрическихволноводных пленок.Источники информации,о принятые во внимание при экспертизе1. Ч, 5 иаайаи апд К, ГцгОуа.Е 1 ессгоп 1 сь апд Соппаип 1 сае 1 опи 1 п ,3 арап. ч, 56-с, 1973, Р 7, р. 62- 67.,1 фиг. 3 аэ 11206/60 Тираж 645 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035( Москва Ж 35 уПодп комитета ССС и открытий аушекая наб.,