椭偏仪的研究进展

主要介绍了椭偏仪的测量原理,比较了不同结构的椭偏仪,并根据具体应用需求介绍了椭偏光谱仪、红外椭偏光谱仪、成像椭偏仪和广义椭偏仪,分析了椭偏仪的数据处理过程,最后展望了椭偏仪的发展趋势.     

椭偏仪数据处理及误差修正

提出了一套对椭偏仪的测量误差进行有效修正的方案,设计了一个Windows版的椭偏仪测厚数据处理软件,并在该软件中嵌入了对测量数据的误差进行修正的方法,使椭偏仪的最终测量结果更加精确。制作了30片厚度梯度分布的标准样片（厚度20nm～1μm）,用于从“软”、“硬”件两个方面对椭偏仪进行误差修正,使最终的误差小于1％。本文所提出的修正方案具有一定的普适性、实用性。     

国外椭偏仪性能简介

各种薄膜工艺参数和质量(厚度、折射率的数值及其均匀性等)的精确、快速测定和控制,在半导体器件生产、研制中有着极其重要的作用.现综合评述美国Rudolph研究公司应用材料公司、Gaertner科学公司和Sagax国际公司开发的从手动到自动椭偏仪系列的几代椭偏仪产品,并和其它薄膜厚度测量技术进行比较.     

快速氧化生长超薄硅氧化层的变入射角椭圆偏振研究

采用多角度椭圆偏振光谱测量，并结合一定的数值计算方法，首次同时精确测出了多种工艺条件下由快速热氧化法生长的超薄氧化层厚度与折射率，对该方法生长的氧化层厚度与氧化时间平方根的关系进行了研究并计算了氧化生长速率的温度激活能，同时也对薄氧化层折射率与氧化层厚度的关系进行了探讨．     

AUEL—Ⅲ型自动椭偏仪

本文介绍了我们研制成功的实用化的ＥＬ－Ⅲ型自动椭偏仪，经专家鉴定和用户使用证明本仪器的实用化和实用化和商品化程度高，功能和技术指标与国外同类产品相当，达到国际先进水平。     

利用椭偏仪测量波片特性

波片是一种常用的光学元件,特别是1/4波片和1/2波片在光学仪器中起着重要的作用。波片有两个主要参数;快轴和慢轴透射光之间的位相延迟角Δ和快轴和慢轴振幅透射系数之比R。对于理想的1/4波片;R=1,Δ=90°。许多测定波片参数的方法均是以测量一定偏振方位下的光的强度为基础的,故在测量中对光源的稳定性和光电接收器的线性、暗电流     

红外自动椭偏仪最佳测试条件的研究

宽波段工作的自动红外椭偏仪的测量精度主要受探测器噪声的限制。本文分析了光学薄膜参数n和d的测量精度如何随测量条件(如起偏器、检偏器的方位角和入射角)而变化,并提出选择最佳测量条件的方法。最后,给出具体实例的计算结果并与实验结果进行了比较。     

氧离子注入硅SOI结构的椭偏谱研究

本文利用椭偏光谱法测量了能量为200keV、剂量为2×10~(18)cm~(-2)的~(16)O~+注入Si以及退火样品.应用多层介质膜模型和有效介质近似,分析了这些样品的SIMOX结构的各层厚度以及各层中的主要组份.提出了从椭偏谱粗略估算表层Si及埋层SiO_2厚度的简单方法.研究结果表明,这种条件下的O~+注入Si可以形成SIMOX结构,经高温退火后,表层Si是较完整的单晶层,埋层SiO_2基本没有Si聚积物.椭偏谱的结果与背散射、扩展电阻测量和红外吸收光谱等结果作了比较.     

基于光谱椭偏术的Si球表面氧化层厚度测量

为改善X射线晶体密度法测得的阿伏伽德罗常数的标准不确定度,研制了一种基于光谱椭偏术和二维Si球扫描机构的Si球表面氧化层厚度自动扫描测量系统,用于测量直径约93.6 mm、质量约1 kg的单晶Si球表面氧化层平均厚度。用本文系统对标准Si球表面进行400点扫描测量实验,得到氧化层厚度分布,且测得其平均厚度为6.00（2...     

斯托克斯椭偏仪仪器矩阵的条件数评价研究

斯托克斯椭偏仪一般使用定标的方法来测量其仪器矩阵,其仪器矩阵的优劣直接影响了被测光线斯托克斯参量的精确度与稳定度,从而影响了被测薄膜的厚度、折射率及消光系数等光学参数的精确度与稳定度。文章以椭偏参数总偏差为评价函数,分析了条件数大小与斯托克斯椭偏仪仪器矩阵的优劣关系,并从实验上证明了条件数较大时,仪器矩阵较差,测量结果偏差大;条件数较小时,仪器矩阵较优,测量结果较佳。     

用DTPDO研究超薄栅氧化层的诱生缺陷

应用直接隧道比例差分(DTPDO)谱技术研究了深亚微米MOS器件超薄栅氧化层的应力诱生缺陷。实验结果发现超薄栅氧化层直接隧道栅电流的比例差分谱存在明显的三个谱峰。这意味着在超薄栅氧化层退化的过程中有三种氧化层高场诱生缺陷共存。研究结果表明,三种缺陷的饱和缺陷密度均随着应力电压和应力温度的增加而增加。三种缺陷的特征产生时间常数与器件的实验温度、所加的应力电压和氧化层的失效时间相关。     

高精度双臂消光全自动椭偏仪的研制

应用于横向磁场的Kerr效应,磁光效应较小,尤其是石榴石材料要用常规仪器测出其反射相移和反射比随磁场的变化比较困难,为了测量的需要,必须有一种接近于实用情况的测量方法,仪器的精度要达到可以敏感出万分之一度的相移,为了解决这一问题,我们在常规椭偏仪的基础上采用了小抖动调制消光和磁光角度放大方法,运用扫场控制与微弱信号检测技术,研制成功了高精度双臂消光全自动椭偏仪。并对各种误差因素进行了理论     

超薄氧化层制备及其可靠性研究

文章简述了超薄氧化层SiO2,的击穿机理,采用了恒定电流法表征超薄氧化层TDDB效应,并研究了清洗方法,氧化温度,氧化方式等工艺因素对超薄氧化层的可靠性影响.实验表明,在850℃、900℃等高温条件下,可通过干氧N/O分压的方法制备厚度4nm~5nm、均一性小于2.0%超薄氧化层;RCA清洗工艺过程中,APM中的NH3...     

BF_2~+注入硅分子效应的椭偏谱多层分析

把离子注入层设想成由50多层的微分薄层构成,用以研究BF_2~+的分子效应。我们在1.6—5.0eV光子能量范围内,测量了不同剂量也(3×10~(13)-5×10~(15)ion/cm~2),147keV BF_2~+分子离子77K注入硅以及相应的B~+、F~+注入硅样品的椭偏谱。由实验测得的离子注入样品的椭偏光谱、多层薄膜光学模型、有效介质近似理论(EMA)和计算软件,可分析离子注入硅的损伤分布、表面自然氧化物的非均匀性和界面组份。其分析结果与背散射沟道技术和透射电子显微镜的测定结果相一致。研究中发现,低温BF~2~+注入的损伤层和非晶层都首先在样品表面形成,与B~+、F~+注入损伤相比,BF_2~+注入存在显著的分子效应。     

BR2^＋注入硅分子效应的椭偏谱多层分析

把离子注入层设想成由50多层的微分薄层构成，用以研究BF2^ 的分子效应，我们在1．6－5．0eV光子能量范围内，测量了不同剂量（3×10^13-5×10^15ion/cm^2),147keV BF2^ 分子离子77K注入硅以及相应的B^ 、F^ 注入硅样品的椭偏谱。由实验则得的离子注入样品的椭偏光谱、多层薄膜光学模型、有效介质近似理论（EMA）和计算软件，可分析离子注入硅的损伤分布、表面自然氧化物的非均匀性和界面组份。其分析结果与背散射沟道技术和透射电子显微镜的测定结果相一致。研究中发现，低温BF2^ 注入的损伤层和非晶层都首先在样品表面形成，与B^ 、F^ 注入损伤相比，BF2^ 注入存在显的分子效应。     

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的光谱椭偏研究

采用脉冲直流反应磁控溅射技术在不同的占空比条件下制备了氧化钒薄膜.利用X射线光电子能谱仪测定了薄膜的组分,用光谱椭偏仪在300～850 nm的波长范围内对薄膜的光学性质进行了研究.实验结果表明降低占空比具有促进金属钒氧化的作用,而通过采用Tauc-Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数ψ和△进行拟合,得到了较为理想的拟合结果.薄膜的复折射率和透过率均由椭偏拟合结果确定,结果发现占空比的下降,导致了可见光范围内薄膜折射率和消光系数的降低以及透过率的提高.     

磁控溅射制备的氧化钒的椭偏光谱分析

采用直流反应磁控溅射工艺,在不同的沉积时间条件下(5～100min)制备了以单晶硅为衬底的氧化钒薄膜,用扫描电镜分析了薄膜结构的断面形貌.对氧化钒薄膜建立了椭偏色散模型[1],运用经典振子模型在椭偏仪上拟合并计算薄膜的透射光谱得到理想的拟合效果,发现在300～450nm内其折射率随波长的增加而增大,而在450～700nm内逐渐减小,632.8nm波长下磁控溅射制备的氧化钒薄膜折射率在2.2～2.5.初始沉积薄膜折射率较大,而随着沉积时间的增加,不同厚度的薄膜折射率从2.43到2.24呈现略微减小的趋势.用拟合得到的厚度值来计算出沉积速率,发现沉积速率也逐渐变小.     

利用调制式椭偏仪测量薄膜电光系数

利用调制式的椭偏仪测量了掺镧锆钛酸铅PLZT薄膜的电光系数．首先用反射椭偏测量的方法得到薄膜的折射率(n)和厚度(d),然后利用透射椭偏在线测量的功能,在样品上加电场(E),得到薄膜的折射率的改变8n．最后用测量得到的厚度,折射率以及折射率的改变来计算薄膜的电光系数．该仪器的灵敏度很高,很适合较薄的膜层材料电光性质的测量．     

椭偏仪测试数据处理的Windows软件的开发

本文提出了一种在Windows环境中用面向对象的类库OWL构造数据处理系统的方法，建成了数据处理系统的一系列子类，讨论了程序设计中的关键问题，并以此方法实现了基于Windows环境的椭偏仪数据处理系统。     

超薄氧化层的QBD成品率的研究

一、概述QBD成品率的研究对超薄氧化层的质量评价至关重要，它是MOS电路可靠性的保证。本文的研究对象为Z0nm超薄氧化层的QBD。其中20um氧化层用于1微米工艺中的栅氧，10um氧化层用干E2PROM电路中的隧道氧化。当氧化层较厚时（40nm以上），一般用BVOX、Ilcak等参数来表征氧化层