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。

半导体物理实验 04 - | 椭圆仪测量薄膜厚度_光强

 

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。