一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法及系统与流程

专利检索2026-08-03  20


本申请涉及半导体,尤其涉及一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法及系统。


背景技术:

1、铌酸锂晶体是集成光学应用最多的一种晶体材料,因为其自身具有多种优良的光学性能,如压电、铁电、光电、光弹、热释电、光折变和非线性等光学性质,已被广泛应用于电光调制器、声表面波器件、薄膜体声波谐振器、光电传感器等各种核心电子元器件。

2、例如,在电光调制器中,可以包括衬底层和层叠于所述衬底层上的铌酸锂薄膜层,其中,铌酸锂薄膜层用于传输光信号,所制备的铌酸锂薄膜层可以包括多层铌酸锂,复合薄膜结构中的不同切向方向的铌酸锂薄膜层可以都用来实现多种功能,如滤波器功能、电光调制器功能。

3、但是,在对上述结构的铌酸锂层进行检测时,存在以下缺陷:极化方向检测困难,没有测量手段;厚度测量困难,目前针对铌酸锂薄膜的厚度进行测量时,使用常规的白光干涉以非接触的方式测量铌酸锂薄膜的厚度,但是只能测量折射率有差异的铌酸锂薄膜,同样折射率的铌酸锂薄膜,不能测量出其厚度;而且只能测量铌酸锂层的总厚度无法测量铌酸锂层每一层单独的厚度。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法及系统,以解决目前对铌酸锂层进行检测时,存在极化方向检测困难,没有测量手段;厚度测量困难,只能测量折射率有差异的铌酸锂薄膜,折射率相同的铌酸锂薄膜,不能测量出其厚度;而且只能测量铌酸锂层的总厚度无法测量铌酸锂层每一层单独的厚度的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,包括:

3、获取待检测样本,并对所述待检测样本进行研磨或抛光得到具有斜截面的所述待检测样本;所述待检测样本包括:衬底层以及与所述衬底层相连接的至少一层铌酸锂层;

4、利用pfm探针获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度;

5、利用边缘轮廓仪获取所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;

6、基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度。

7、在一些实施例中,所述利用pfm探针获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度包括:

8、利用pfm探针获取所述铌酸锂层的相位信息;

9、基于所述铌酸锂层的相位信息,获取所述铌酸锂层的极化方向;

10、基于所述铌酸锂层的极化方向,获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度。

11、在一些实施例中,所述基于所述铌酸锂层的极化方向,获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度包括:

12、基于所述铌酸锂层的极化方向,获取所述铌酸锂层的相位突变变化点位;

13、基于所述铌酸锂层的相位突变变化点位,获取所述铌酸锂层的层数;

14、基于所述相位突变变化点位和所述铌酸锂层的层数,获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度。

15、在一些实施例中,所述基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度包括:

16、判断所述铌酸锂层的层数是否为一层,若是,则基于所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取所述铌酸锂层的厚度;所述铌酸锂层的厚度为:

17、δd1=sinα·δx1;

18、式中,α为所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;x1为所述斜截面长度。

19、在一些实施例中,所述基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度还包括:

20、判断所述铌酸锂层的层数是否为一层,若否,则基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取所述铌酸锂层的厚度;每层所述铌酸锂层的厚度为:

21、δdn=sinα·δxn;

22、式中,α为所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;xn为所述每层相位突变的斜截面长度。

23、在一些实施例中,所述方法还包括:

24、判断所述铌酸锂层的层数是否为一层,若否,利用边缘轮廓仪获取每层所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;

25、基于每层所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,判断是否重新对所述待检测样本进行研磨或抛光。

26、在一些实施例中,所述基于每层所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,判断是否重新对所述待检测样本进行研磨或抛光包括:

27、基于每层所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,计算所述夹角数值中最大值与最小值的差值,判断所述差值是否小于预设阈值,若否,则重新对所述待检测样本进行研磨或抛光,直至所述差值小于所述预设阈值。

28、本申请第二方面提供了一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的系统,包括:

29、第一获取模块,用于获取待检测样本,并对所述待检测样本进行研磨或抛光得到具有斜截面的所述待检测样本;所述待检测样本包括:衬底层以及与所述衬底层相连接的至少一层铌酸锂层;

30、第二获取模块,被配置为利用pfm探针获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度;

31、第三获取模块,被配置为利用边缘轮廓仪获取所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;

32、第四获取模块,被配置为基于所述每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度。

33、在一些实施例中,所述第二获取模块包括:

34、第一获取单元,被配置为利用pfm探针获取所述铌酸锂层的相位信息;

35、第二获取单元,被配置为基于所述铌酸锂层的相位信息,获取所述铌酸锂层的极化方向;

36、第三获取单元,被配置为基于所述铌酸锂层的极化方向,获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度。

37、本申请实施例提供一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法及系统,所述方法包括:获取待检测样本,并对所述待检测样本进行研磨或抛光得到具有斜截面的所述待检测样本;所述待检测样本包括:衬底层以及与所述衬底层相连接的至少一层铌酸锂层;利用pfm探针获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度;利用边缘轮廓仪获取所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值;基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度,以实现对铌酸锂层进行检测时,可以检测出铌酸锂层的极化方向,且可以测量出铌酸锂层每一层单独的厚度。



技术特征:

1.一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述利用pfm探针获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度包括:

3.根据权利要求2所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述基于所述铌酸锂层的极化方向,获取每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度包括:

4.根据权利要求3所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度包括:

5.根据权利要求3所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述基于每层所述铌酸锂层斜截面一侧的宽度和所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,获取每层所述铌酸锂层的厚度还包括:

6.根据权利要求1所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求6所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法,其特征在于,所述基于每层所述铌酸锂层与所述衬底层的夹角数值,判断是否重新对所述待检测样本进行研磨或抛光包括:

8.一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的系统,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的系统,其特征在于,所述第二获取模块(2)包括:


技术总结
本申请提供一种测量多层铌酸锂薄膜厚度的方法及系统,所述方法包括:获取待检测样本,并对待检测样本进行研磨或抛光得到具有斜截面的待检测样本;待检测样本包括:衬底层以及与衬底层相连接的铌酸锂层;利用PFM探针获取每层铌酸锂层斜截面一侧的宽度;利用边缘轮廓仪获取铌酸锂层与衬底层的夹角数值;基于每层铌酸锂层斜截面一侧的宽度和铌酸锂层与衬底层的夹角数值,获取每层铌酸锂层的厚度,以解决目前对铌酸锂层进行检测时,存在极化方向检测困难,没有测量手段;厚度测量困难,只能测量折射率有差异的铌酸锂薄膜,折射率相同的铌酸锂薄膜,不能测量出其厚度;而且只能测量铌酸锂层的总厚度无法测量铌酸锂层每一层单独的厚度的问题。

技术研发人员:刘桂银,张秀全,杨超
受保护的技术使用者:济南晶正电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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