半导体物理实验 04 - | 椭圆仪测量薄膜厚度

Posted 2021-08-10 Neutionwei

一、实验目的和任务

1、结合传统的测试方法去理解自动椭圆偏振测厚仪的工作原理，并且熟悉其操作的软件平台，懂得在出现误差的时候找出原因；

2、用椭偏仪测量Si衬底上的SiO2薄膜的折射率和厚度。

二、实验原理

使一束自然光经起偏器变成线偏振光。再经1/4波片，使它变成椭圆偏振光入射在待测得膜上。反射时，光的偏振状态将发生变化。通过检测这种变化，便可以推算出待测膜面的某些光学参数。其光路如图3.2所示。

 

L：光源；M1：棱镜1；M2：棱镜2；P：起偏器；

C：1/4波片；S：样品；A：检偏器；

D：接收器；1、入射光栅；2、接收光栅；

3、调整光栏（调整光路时使用，平时摘下）

三、实验设备

本仪器分为光源、接收器、主机、电子及通讯四部分。

1、 光源：采用波长为632.8nm的氦氖激光光源，其特点是：光强大、光谱纯、波长稳定性好。

2、 接收器：采用光电倍增管，把光讯号变为电讯号，经放大后输出至微机，微机选择出消光位置的角度值。

3、 主机部分：除以上两项外，还有起偏组件，样品台，检偏组件。

4、 电子及通讯部分：采集光强及对应的角度值并传输到计算机，再接收由计算机发出的指令逐步靠近消光点。

四、实验结论

通过这次试验理解半自动椭圆偏振测厚仪的工作原理，了解了光在经过起偏器，玻片，再经过检偏器怎样接受显示在屏幕上的过程。薄膜厚度与阈值电压有关，对一个半导体器件的性能有极大影响。