Gabor dalgacığı kullanılarak ince filmlerin yüzey profillerinin belirlenmesi
Determination of surface profile of thin film by using gabor wavelet
Yazar: SEMANUR GÜVEN
Danışman: PROF. DR. EMRE COŞKUN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Gabor dalgacıkları = Gabor wavelets

Özet:
İnce filmler, son yıllarda yapılan bilimsel çalışmalar arasında büyük bir ivme kazanmıştır. Günümüzde ince film teknolojisi, birçok teknolojik çalışmanın belirleyici unsuru haline gelmiştir. İnce filmler kullanılarak, transistörler, ledler, entegre devreler ve diyotlar üretilmektedir. Entegre devreler, tek bir ince film üzerine kondansatör, transistör ve diyotların bir araya getirilmesiyle oluşturulmaktadır. Elde edilen bu entegre devreler, bilgisayarların, saatlerin, hesap makinelerinin, otomobillerin, kameraların, televizyonların, cep telefonlarının ve birçok yenilenebilir enerji kaynaklarının kalbini oluşturmaktadır. Bu yüzden aygıt teknolojisinin gelişebilmesi için ince filmlerin yüzey profili analizleri oldukça önemlidir. Ekonomik ve kullanışlı olması nedeniyle optik yöntemler yüzey profili analizinde en çok tercih edilen yöntemdir. Yüzey profili belirme yöntemlerinde optik yöntemlerin yanı sıra Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) vb. farklı yöntemler bulunmaktadır. 

Bu çalışmada, optik ölçüm yöntemi olarak tek renk kırınım faz mikroskopisi (TRKFM) kullanılmıştır. Kırınım Faz Mikroskobunda, ince film yüzeyinin interferogram görüntüleri alınır ve analiz edilir. Bu çalışma kapsamında yüzey profili analizinde teorik olarak simülasyon çalışmalarından yararlanılmıştır. Oluşturulan simülasyonlar ile Sürekli Dalgacık Dönüşümü (SDD) kullanılarak yüzey profili analiz algoritması geliştirilmiştir. Analiz dalgacığı olarak Gabor dalgacığı tercih edilmiştir. Simülasyon çalışmaları ile SDD yönteminin yüzey analizine uygunluğu gösterilmiştir. Teorik çalışmalar için geliştirilen algoritmalar, TRKFM sistemi ile alınan interferogram görüntülerinin analizine uygun hale getirilmiştir. Analizi yapılması istenilen interferogram görüntülerinin SDD yöntemi ile yüzey profilleri belirlenmiştir. Teorik ve deneysel olarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Thin films have gained great momentum in scientific studies in recent years. Thin film technology is the defining element of technological studies today. Transistors, LEDs, integrated circuits, and diodes are produced using thin films. Integrated circuits are constructed by combining transistors, diodes, and capacitors on a single thin film. These integrated circuits form the heart of computers, watches, calculators, automobiles, cameras, televisions, mobile phones, and many renewable energy sources. Therefore, surface profile analysis of thin films is very important for the development of device technology. Optical methods are the most preferred method in surface profile analysis because they are economical and useful. In addition to optical methods, there are different methods such as Scanning Electron Microscope (SEM), Atomic Force Microscope (AFM), etc. in surface profile determination methods.

Monochromatic Diffraction Phase Microscopy (MDPM) has been preferred as an optical method in this work. In the Monochromatic Diffraction Phase Microscope, interferogram images of the thin film surface are taken and analyzed. In this work, theoretical simulation studies were used in surface profile analysis. With the simulation studies, a surface profile analysis algorithm was developed using the Continuous Wavelet Transform (SDD) method. Gabor wavelet was preferred as the analysis wavelet. The suitability of the SDD method for surface analysis has been demonstrated through simulation studies. The algorithms developed for theoretical studies have been adapted to the analysis of interferogram images taken with the MDPM system. The surface profiles of the interferogram images to be analyzed were determined with SDD. The theoretical and experimental results were compared.