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氧化锌(ZnO)和氧化铝(Al2O3)异质结构薄膜厚度的测量


  氧化锌(ZnO)异质结构常用于LED应用中,以提高透光性。

  MProbe UVVisSR用来测量氧化锌(ZnO)薄膜的厚度及光学常数,异质结构为重复60次的

  氧化锌/三氧化二铝膜层(ZnO/Al2O3 x 60)。

  为了测量ZnO和Al2O3的光学常数,我们测量了多个ZnO单层薄膜,Al2O3单层薄膜和ZnO/Al2O3异质结构薄膜。通常情况下,100nm以下厚度的薄膜无法测量光学常数,所以需要先测量200nm以上厚度的ZnO单层薄膜、Al2O3单层薄膜,得到ZnO和Al2O3的光学常数,才能测量非常薄的ZnO和Al2O3薄膜样品。




图1. 相对较厚的氧化锌(ZnO)薄膜测量,测量得到的反射光谱曲线与模型曲线拟合度很好,厚度为342nm,光学常数也被测量得到(图2)



图2. 氧化锌(ZnO)的光学色散,色散模型使用CP Exciton模型



图3. 非常薄的氧化锌(ZnO)薄膜厚度测量,使用图2测量到的光学常数,测量厚度:12nm,曲线拟合中的有部分不匹配,表明相对较薄的氧化锌(ZnO)薄膜和较厚的氧化锌(ZnO)薄膜的光学常数有所不同,这有可能是由于非晶化引起的



图4. 相对较厚的三氧化二铝(Al2O3)薄膜厚度测量,测量得到的反射光谱曲线与模型曲线拟合度很好,测量得到的厚度为269nm,光学常数曲线见图5



图5. Al2O3的光学常数曲线,色散模型使用Cauchy近似模型



图6. 较薄的Al2O3薄膜测量,光学常数使用图5测量得到的数据,曲线拟合度很好,厚度测量结果:7.7nm



图7. 测量多层ZnO/Al2O3异质结构薄膜厚度,

结果为:(2.0nm ZnO/2.1nm Al2O3)x60/Si。ZnO/Al2O3薄膜的测量是基于所有重复膜层是一样的,包括厚度和光学常数。


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