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In Situ Fiber Optical Sensor for the Measurement of Thin Films Capteur à fibre optique in situ pour la mesure de couches minces

Yifei HE, Brian W. SHELDON, Theodore F. MORSE

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Résumé:

Une nouvelle technique a été développée pour la détection in situ de la croissance de films minces. Dans ce procédé, une sonde à fibre optique est placée à un endroit approprié dans une chambre de dépôt et le film mince s'accumule à l'extrémité de la fibre. Ce film est soit le même que sur la tranche où le dépôt a lieu, soit il entretient une relation fixe avec le film sur la tranche. Par une analyse de l'intensité de la lumière réfléchie par le film et guidée par la fibre, des informations sur le film peuvent être obtenues. Avec des interférences provoquant des maxima, des minima et un point d'inflexion au fur et à mesure de la croissance du film, il est possible d'obtenir des informations en temps quasi réel sur les grandeurs suivantes : les parties réelles et imaginaires de l'indice de réfraction du film, un paramètre gaussien caractérisant la rugosité de la surface, et l'épaisseur du film lui-même. Pour démontrer cette technique, nous avons étudié le dépôt de films de nitrure de silicium dans un réacteur CVD et comment la température du réacteur et les débits de réactifs influencent la croissance du film. Cette technique peut être appliquée pour mesurer la réflectivité in situ de films multicouches, de sorte que la réflectance en fonction de la température et du temps puisse être obtenue. Parce que la mesure est simple et directe et que les informations sont optiques, nous pensons que cette technique a le potentiel de supplanter les oscillateurs à quartz dans la mesure de la croissance de couches minces.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E83-C No.3 pp.315-325
Date de publication
2000/03/25
Publicisé
ISSN en ligne
DOI
Type de manuscrit
Special Section PAPER (Special Issue on Optical Fiber Sensors)
Catégories
Capteurs physiques et mécaniques

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