Измерение толщины и параметров роста пленок металлов на подложке лазерным методом в процессе их создания

В. А. Городничев; М. Л. Белов; А. М. Белов; М. Б. Михайловская

doi:10.24108/rdeng.0219.0000153

Измерение толщины и параметров роста пленок металлов на подложке лазерным методом в процессе их создания

В. А. Городничев, М. Л. Белов, А. М. Белов, М. Б. Михайловская

https://doi.org/10.24108/rdeng.0219.0000153

Полный текст:

Аннотация

Статья посвящена лазерному методу измерения толщины и параметров роста пленок металлов на диэлектрической подложке в процессе их создания. Метод основан на измерении в нескольких моментах времени коэффициентов отражения и определении толщины и параметров пленки путем поиска квазирешений системы нелинейных уравнений. Для поиска квазирешений используются алгоритмы роя частиц. Приведены результаты математического моделирования. Показано, что для пленок золота на кварцевой подложке в диапазоне толщин пленок 5 – 50 нм для шумов измерения 1 – 5 % погрешности восстановления начальной толщины пленки небольшие (единицы процентов), а погрешности измерения параметров роста пленки существенно зависят от шума измерения и могут быть от единиц процентов до ~ 50 %. Наименьшее время вычисления обеспечивает гибридный алгоритм метода роя частиц и метода имитации отжига.

Ключ. слова

лазерный метод, нанопленка металла, измерение толщины и параметров роста пленки,

Об авторах

В. А. Городничев

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

М. Л. Белов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Белов Михаил Леонидович

РЛ 2, профессор, 6214-0799

А. М. Белов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

М. Б. Михайловская

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Список литературы

1. Спектральный эллипсометр Elli-SE. https://www.czl.ru/ catalog/spektr/films-analysis/ellipsometr-elli-se.html?utm_source=yandex&utm_medium =cpc&utm_campaign=ellipsometers_search&utm_term=эллипсометрия&utm_content=4482373177.main&yagla=30061237&yclid=4425655536723960244 (дата обращения 20.04.2019).

2. Горляк А.Н., Храмцовский И.А., Солонух В.М. Применение метода эллипсометрии в оп-тике неоднородных сред // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики , 2015, том 15, No 3 с.378-386.

3. Хашим Х., Сингх С.П., Панина Л.В., Пудонин Ф.А., Шерстнев И.А., Подгорная C.В., Шпетный И.А., Беклемишева А.В. Применение метода спектральной эллипсометрии для характеризации наноразмерных пленок с ферромагнитными слоями // Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 11. С. 2191-2195.

4. Рентгеновская дифрактометрия. http://www.nalkho.com/information/xrd/ (дата обращения 20.04.2019).

5. Имамов Р. М., Субботин И. А., Галиев Г. Б. Двухкристальная рентгеновская дифракто-метрия в исследовании взаимосвязи совершенства кристаллической структуры нанораз-мерных слоев и электрофизических свойств в псевдобинарных гетерокомпозициях. // Кристаллография, 2008, том 53, № 2, с. 210-213.

6. Фурье-спектроскопия. http://www.laserportal.ru/content_643 (дата обращения 20.04.2019).

7. Жижин Г. Н., Кирьянов А. П., Никитин А. К., Хитров О. В. Дисперсионная фурьеспектроскопия поверхностных плазмонов инфракрасного диапазона // Оптика и спектроскопия, 2012. , том 112, No 4, с. 597–602.

8. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 342с.

9. Белов М.Л., Белов А.М., Городничев В.А., Козинцев В.И., Федотов Ю.В. Лазерный реф-лектометрический метод измерения толщины и оптических характеристик тонких пленок в процессе их роста. // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 2011.- N2.- С.16-24.

10. Городничев В.А., Белов М.Л., Белов А.М., Федотов Ю.В. Лазерный рефлектометрический метод измерения толщины и характеристик роста нанопленок золота на кварцеврй обложке в процессе их напыления. // Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. “Приборостроение Спец. Выпуск “Современные проблемы оптотехники”, 2012. № 8. С. 99-107.

11. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979. 288 с.

12. Воскобойников Ю. Е., Мицель А.А. Некорректные задачи математической физики. Томск: ТУСУР, 2018. 126 с.

13. Васин В. В. Метод квазирешений Иванова и его эффективная реализация. // Известия Ур-ГУ. 2008. №58. С. 59 -77.

14. Simon D. Evolutionary Optimization Algorithms: Biologically-Inspired and Population-Based Approaches to Computer Intelligence. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 2013. 776 p.

15. Deb K. Multi-objective optimization using evolutionary algoritms/ Chichester, UK: Wiley, 2001, 518 p.

16. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохнов-ленные природой. Москва: Издательство МГТУ. 2014. 446 с.

17. Analysis of Algorithms: An Active Learning Approach. JeffreyJ. McConnell. Jones and Bartlett Publishers, Inc. 2001. 315 p.

18. Замчий А.О., Старинский С.В., Сафонов А.И., Буйко М.А., Баранов Е.А. Влияние плаз-монных наночастиц и пленок золота на спектры пропускания тонких пленок субоксида кремния // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15975 (дата обращения: 20.04.2019).

19. Лазерный рефлектометрический метод измерения толщины нанопленок золота на кварцевой подложке / В.А. Городничев, М.Л. Белов, А.М. Белов, С.В. Березин, Ю.В. Федотов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012, № 3. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/326698.html (дата обращения 20.04.2019).

Дополнительные файлы

Для цитирования: Городничев В.А., Белов М.Л., Белов А.М., Михайловская М.Б. Измерение толщины и параметров роста пленок металлов на подложке лазерным методом в процессе их создания. Радиостроение. 2019;(2):1-15. https://doi.org/10.24108/rdeng.0219.0000153

For citation: Gorodnichev V.A., Belov M.L., Belov A.M., Mikhailovskaya M.B. Measurement of Thickness and Growth Parameters of Metal Film on Substrate by Laser Method During Evaporation. Radio Engineering. 2019;(2):1-15. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/rdeng.0219.0000153

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2587-926X (Online)

Логин
Пароль