Desenvolvimento da técnica elipsométrica para caracterização ótica de filmes finos

Abstract

Neste trabalho é apresentado a montagem e desenvolvimento de um elipsômetro fotométrico, com o qual se pode fazer a caracterização ótica de filmes finos, ou seja, medir o índice de refração e a espessura, independentemente se o filme é transparente ou não. O primeiro objetivo foi estudar filmes antirefletores sobre células solares de sílico monocristalino, mas o método permite caracterizar qualquer tipo de filme sobre qualquer substrato. O funcionamento desse equipamento está baseado na elipsometria, que consiste em uma técnica ótica que explora a transformação da polarização de um feixe de luz, refletido pelo filme em estudo. Com os dados fornecidos por essa técnica e com a ajuda de um computador pode-se determinar o índice de refração real para filmes transparentes e complexos (parte real e imaginária) para filmes absorventes, assim como a espessura. Obtivemos como a parte real do índice de refração do dióxido de estanho R1 = (1,95 &#177 0,03), para o dióxido de titânio R1= (2,42 &#177 0,02), para o sequióxido de alumínio R1= 1,54 e R1= 1,32 para o difluoreto de magnésio, que estão perfeitamente de acordo com os resultados publicados na literatura

In this work we show the construction of an ellipsometer wich allows us to do the optical characterization of thin films, the measurement of the refraction index and thickness for any film transparency. This ellipsometer was used to study antireflection coatings for monocrystaline silicon solar cells. The principle of functioning is based in the variation of the polarization of light reflected by a film. With this technique and using a computer was possible to determine the thickness of the film, the real or complex refraction index for transparent or absorving films respectively. The results for tin oxide (n= 1,95 &#177 0,03), titanium oxide (n= 2,42 &#177 0,02), aluminium oxide (n= 1,54) and magnesium fluoride (n= 1,32), are in good agreement with values published in the literature