碳化硅外延层厚度的双光束和多光束干涉法测量研究

摘要

本文面向干涉光谱数据的厚度反演问题，建立双光束与多光束干涉的统一建模与求解框架.针对SiC样品，基于Cauchy色散模型构建双光束干涉理论表达式，并引入滑动窗口快速傅里叶变换对不同入射角下的光谱进行局部主频与信噪比评估，优选高质量频段；在此基础上采用带物理正则项的非线性最小二乘联合反演，得到外延层厚度为7.604μm.针对硅晶圆样品，推导Airy多光束干涉模型，并结合相干长度与界面反射率条件判定其多光束干涉特征；进一步在模型中考虑衬底折射率的色散效应，反演得到外延层厚度为3.814μm.实验结果表明，该方法能够根据样品反射特性自适应选择干涉模型，并在噪声与波段差异存在时保持稳定的厚度估计.

关键词

碳化硅外延层厚度 / 红外干涉测量 / 傅里叶变换 / 双光束干涉 / 多光束干涉 / Cauchy色散模型 / Airy公式