Elipsometría para el estudio óptico de estructuras semiconductoras

Abstract

En el presente trabajo de tesis se describe a detalle el principio de medición de un sistema de elipsometría, partiendo de los elementos más básicos como lo son las ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas. Para esto, se considera todo el fenómeno físico involucrado en la medición de la función dieléctrica compleja y de esta manera estudiar las propiedades ópticas de estructuras semiconductoras. Con los elementos ópticos básicos que conforman un sistema de elipsometría (polarizador, analizador y compensador), se logró la implementación de un arreglo óptico capaz de realizar espectroscopía elipsométrica en el rango de luz visible-ultravioleta. Se requirieron numerosas pruebas, así como su calibración correspondiente para poder establecer el sistema de manera óptima y reproducible. Los espectros obtenidos en el sistema implementado fueron comparados con los que se obtienen con equipos comerciales de las mismas muestras y bajo las mismas condiciones de medición; esto con la finalidad de validar el presente trabajo y poder asegurar así que las mediciones rutinarias sean de buena calidad y reproducibles para futuros trabajos. Se midieron un número de muestras semiconductoras: cristales de silico, GaAs, GaSb, películas delgadas de MoS2 crecidas sobre substratos de zafiro, así como rejillas de difracción basadas en InP.