Способ определения качества поверхности диэлектрических волноводных пленок

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19,0779 (21) 2799360/25-28 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 231281.Бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 23.1231 п11892207 (51)М. Кл З

G 01 В 11/30

Государствеииый комитет

СССР по делам иэобретений и открытий (53) УДК 531. 717. . 8 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Э.Петрова, В.A.Ãàíüøèí и N.Ý.Ê

Московский институт электронно (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДНЫХ ПЛЕНОК

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-опре- 1О деления качества поверхности диэлектрических волноводных пленок., заклю-.— чающийся в том, что на контролируемый участок пленки под углом к ней направляют излучение, регистрируют 15 интенсивность выходящего из пленки излучения в диапазоне углов от 0 до 180, строят расчетные кривые распределения интенсивности рассеи" ваемого в пленке излучения при раз- 20 личных значениях величины среднеквадратичной шероховатости и определяют качество поверхности (1) .

Недостаток известного способа 25 заключается в необходимости регистрации большого количества значений интенсивности выходящего излучения, построении расчетных кривых с использованием ЭВМ, т.е. трудоемкость про- 30 цесса контроля и его недостаточная точность;

Цель изобретения — повышение точности и упрощение процесса контроля.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют два максимальных значения интенсивности выходящего из пленки излучения в интервале углов 0-90, определяют их отношение и по графику зависимости величины средних поперечных размеров поверх-- ностных дефектов от отношения интенсивностей и известной зависимости от среднеквадратичной шероховатости поверхности определяют качество поверхности диэлектрических волноводных пленок.

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 угловые диаграммы многомодовых волноводных пленок; на фиг. 3 — зависимость средних поперечных размеров поверхностных дефектов от отношения интенсивностей для двухмодового и че тйрехмодового волноводов.

Суть способа поясняется диаграммой (фиг. 2), где J+ — максимум рассеяния при углах. Q < 90 (так называемое рассеяние вперед), (+ — угол максимума 1+, соответственно для углов

892207

Q > 90о имеет 1 и Q- > 1о — максимум мощности, рассеиваемой под углом 90 о к поверхности волновода. Вид кривых и величины укаэанных максимумов 1 (, 1о сильно зависят от средних поперечных размеров дефектов поверхности (В). Влияние параметра В на характер угловых диаграмм рассеяния наиболее наглядно .вы сажается зависимостями

1 (В), где 1 — 1 /1о 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 практически неизменной. Параметр В можно определить из кривых фиг. 3, если значения величины В лежат в диапазоне порядка 10500 нм.

Пленки оксинитрида кремния Si0 Ny 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

Ф значениях параметра В (см. фиг. 3).

Значения параметра В в образцах, взятых для построения зависимости, определяют методом электронной микроскопии. В дальнейшем, построенная зависимость Т (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 6 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 6 и добиваются появления в волноводной пленке 7 светового трека, проходящего через контролируемый учас ок поверхности. Изменяя с помощью поворотного узла 9 гониометра положение фотоприемника 8 по отношению к поверхности пленки 7 (меняя угол наблюдения), фиксируют последовательно значения максимумов интенсивности

1 и 1 . Далее рассчитывают отношение 1+1 /1 по графику (фиг. 3) . Зная определяют величину искомого па раметра В и среднеквадратичной шероховатости А, а также качество поверхности диэлектрических волноводных пленок.

Способ обладает достаточно высокой точностью и ..менее трудоемкий, чем известный, так как требует регистрации лишь двух значений интенсивности

20 в небольшом диапазоне углов и позво ляет определить качество поверхности без привлечения ЭВМ.

Формула изобретения

Способ определения качества по- . поверхности диэлектрических волноводных пленок, заключающийся в том, что на контролируемый участок пленки под углом к ней, направляют излучение, регистрируют интенсивность выходящего из пленки излучения и определяют качество поверхности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса определения качества, регистрируют два максимальных значения интенсивности выходящего из пленки излучения в интервале углов 0-90о, определяют их

40 отношение и по графику зависимости величины средних поперечных размеров поверхностных дефектов от отношения интенсивностей и известной зависимости для среднеквадратичной шерохо45ватости поверхности определяют качество поверхности диэлектрических волноводных пленок.

Источники информации, о принятые во внимание при экспертизе

1. V. Sumatsu and К. Furuya.

Electronics and Communications in

Japan. v. 5б-с, 1973, 9 7, р. 6267.

892207, 7

О,Aw

0.1

Фиг.3

1,0

0,01

Эакаэ 11206/60 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушекая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В.Климова.

Редактор Н.Кончицкая Техред М.Надь Корректор Н. Стец