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薄膜折射率的测量研究+文献综述(4)

时间:2017-01-17 19:59来源:毕业论文
根据工作原理,椭偏仪主要分为消光式和光度式两类。在普通椭偏仪的基础上,又发展了椭偏光谱仪、红外椭偏光谱仪、成像椭偏仪和广义椭偏仪。典型的


根据工作原理,椭偏仪主要分为消光式和光度式两类。在普通椭偏仪的基础上,又发展了椭偏光谱仪、红外椭偏光谱仪、成像椭偏仪和广义椭偏仪。典型的消光式椭偏仪它包括光源、起偏器P、补偿器C、检偏器A和探测器。
消光式椭偏仪通过旋转起偏器和检偏器,找出起偏器、补偿器和检偏器的一组方位角(P、C、A),使入射到探测器上的光强最小,由这组消光角得出椭偏参量Ψ和Δ;消光式椭偏仪实际上测量的是角度而不是光通量,光源的不稳定性和探测器的非线性所导致的误差较小。早期的消光式椭偏仪直接用人眼作为探测器,由于人眼对光的“零”信号非常敏感,使得消光式椭偏仪的精度可以达到亚纳米量级。消光式椭偏仪的测量精度主要取决于偏振器件的定位精度,系统误差因素较少,但测量时需读取或计算偏振器件的方位角,影响了测量速度。所以消光式椭偏仪主要适用于对测量速度没有太高要求的场合,例如高校实验室。而在工业应用上主要使用的是光度式椭偏仪[23]。
光度椭偏仪对探测器接收到的光强进行傅里叶分析,再从傅里叶系数推导得出椭偏参量。光度式椭偏仪主要分为旋转偏振器件型椭偏仪和相位调制型椭偏仪(phase -modulated ellipsometer,PME)。其中旋转偏振器件型椭偏仪包括旋转起偏器型椭偏仪(rotating-polarizer ellipsometer,RPE)、旋转补偿器型椭偏仪(rotating-compensator ellipsomter,RCE)和旋转检偏器型椭偏仪(rotating -analyzer ellipsometer,RAE)。光度式椭偏仪不需测量偏振器件的方位角,便可直接对探测器接收的光强信号进行傅里叶分析,所以测量速度比消光式椭偏仪快,特别适用于在线检测和实时测量等工业应用领域。但现阶段所能提供的探测器的非线性效应以及光源的不稳定性,将增大光度式椭偏仪的系统误差[23]。
目前,国外的椭偏仪己商品化和小型化,自动化程度高,既可实现快速的在线测量,也有光谱型的椭偏仪。这些椭偏仪的功能在扩大,精度也在提高。波长范围己包括可见、紫外、红外。光束束斑已可做到20μm以下,时间分辨率已达lms甚至1μs,并发展了多通道检测技术系实时测量等技术和大量相应的软件,研究了提高空间分辨率、观测表面膜层的空间图像等等。其典型的产品有在国际市场上占主导地位的美国的瓦拉姆(J. A. Woollam)公司的属于多波长回转检偏器(RAE)型的M-44/M-88型(图6)椭偏仪和变角度光谱椭偏仪(VASE)系列(图7)椭偏仪;法国的若屏-伊洪(Jobin-Yvon)公司的UVISEL超快光谱椭偏仪,这是一种位相调制型光谱椭偏仪;法国的索泼拉(SOPRA)公司的ES4G光谱椭偏仪;美国Rudolph Research公司的463 Ellipsometer和SE,其中Woollam、法国Jobin一Yvon和Sopra公司都推出了VASE FTIR型光谱椭偏仪,由于配置有一台FTIR(Fourier Transform Infra-Red)光谱仪,使椭偏测量光谱范围扩展到2~12μm(相当于850~4000/cm)。
 
国内的椭偏测量术最早始于20世纪70年代初[24],70年代末和80年代有TP-77型椭偏仪(He-Ne激光单波长消光式椭偏仪)出售,1982年莫教授等又研制成波长范围为260~860nm的旋转检偏器式波长扫描光度法椭偏仪(TPP-1型);1987年实现了He—Ne激光光源椭偏仪的自动化,1989年实现了椭偏光谱仪的自动化,1992年进一步提高了自动化程度及测量精度,并采用了快速变换入射角系统;1993年复旦大学又成功研制出全自动椭偏光谱仪[25~28]。也有大学进行过椭偏光谱仪器研制和试产,但能形成批量生产的只有杭州光仪厂的WZJ型手动椭偏仪、华南师范大学生产的HST-1型智能椭偏仪和复旦大学的自动椭偏光谱仪 [29,30]。
2 椭偏法的测量原理 薄膜折射率的测量研究+文献综述(4):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_2404.html
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