雙光干涉法測(cè)sio2層厚度及p-n結(jié)結(jié)深

1、1雙光干涉法測(cè)度 層厚度及p-n結(jié)結(jié)深實(shí)驗(yàn)十二2sio2雙光干涉法測(cè)sio2 層厚度及p-n結(jié)結(jié)深 實(shí)驗(yàn)概述 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)步驟 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)概述雙光干涉法是測(cè)量薄膜厚度常用的方法。即可以測(cè)量透明膜也可以測(cè)量非透明膜,有很大的應(yīng)用價(jià)值，絕不只限于本實(shí)驗(yàn)實(shí)施的范圍.本實(shí)驗(yàn)測(cè)量 和p-n結(jié)結(jié)深，要求學(xué)生掌握其測(cè)量原理和方法。掌握膜像的觀察和識(shí)別方法.2sio4實(shí)驗(yàn)原理1. 透明劈尖雙光干涉法(以二氧化硅為例) 入射光分別在氧化層臺(tái)階表面和 界面處反射,形成相干光.利用光干涉原理可以得到二氧化硅層的厚度 N表示干涉條紋數(shù)量,n為 折射率 N的讀法參考課本110頁2siosi2

2、2sioNnd2sio52.空氣劈尖雙光干涉法 此方法用來測(cè)量非透明膜厚,以測(cè)量p-n結(jié)結(jié)深厚度為例.相關(guān)理論參考課本110-111頁. 3.本次實(shí)驗(yàn)著重要求掌握6JA型雙光干涉顯微鏡的原理及操作方法.在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)欄里有詳細(xì)介紹.6實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 一一.光路原理光路原理儀器內(nèi)部光路如右圖所示.7光源s發(fā)出的光經(jīng)過分光板T后分為兩束，一束經(jīng)過分光板T，補(bǔ)償板T1,顯微物鏡 O2后射向工件P2表面.由P2反射后經(jīng)原路返回至分光板T，再在T上反射，射向觀察目鏡O3，另一束由分光板T反射后通過目鏡O1射到標(biāo)準(zhǔn)鏡P1上，由P1反射，再通過目鏡O1并透過分光板T，也射向觀察目鏡O3。它與第一束光線產(chǎn)生干涉，于是透

3、過目鏡O3可以看到定位在工件表面上的干涉條紋。如下圖所示. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)光路原理8二二.實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器如兩圖所示（從不同角度拍攝）兩圖中各旋紐作用旋紐作用 見下頁9 旋紐代號(hào)旋紐名稱旋紐用途1a測(cè)微目鏡上鼓輪移動(dòng)目鏡視場(chǎng)中的十字線，并能從分化板刻度和鼓輪上讀出位移量。2a手推滾動(dòng)輪 2a向任意方向移動(dòng)工作臺(tái)。2b手推滾動(dòng)輪 2b可以使工作臺(tái)360度旋轉(zhuǎn)。2c手推滾動(dòng)輪 2c可以使工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)，以便調(diào)焦。7或 7a 改變干涉條紋方向。9 改變干涉條紋寬度。14 使物鏡O1和標(biāo)準(zhǔn)P1作軸向微調(diào)。8 調(diào)整物鏡O1和標(biāo)準(zhǔn)P1間距離。15 改變P1反射率。4a 在光軸上微量調(diào)節(jié)燈絲中心。11 改變孔徑光

4、欄的大小。12 將干涉濾光片推入光路。6 將遮光板推入光路。各旋紐作用：（見儀器圖） 10 一. 測(cè)dsio2-透明膜厚度 1.調(diào)視場(chǎng)（測(cè)試準(zhǔn)備）(操作按鈕見前實(shí)驗(yàn)儀器) （6）旋至“干涉”位置，（10）順時(shí)針旋到“目視”處；轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪（8），使視場(chǎng)下方“刀口象”清晰。2.找物象找物象 (6)旋至“物象”位置；將被測(cè)樣品有膜面向下放在工作臺(tái)（2）上。2.1. 聚焦物象：轉(zhuǎn)動(dòng)（2c），使樣品上下移動(dòng)，得到清晰物象（清晰斑點(diǎn)）。2.2. 找臺(tái)階：轉(zhuǎn)動(dòng)（2b），并同時(shí)平移（2a），直至看到臺(tái)階（有干涉條紋出現(xiàn)）。實(shí)驗(yàn)步驟113.找干涉條紋 再次轉(zhuǎn)動(dòng)（2c）聚焦，直至觀測(cè)到更清晰的干涉條紋。4.讀條

5、紋數(shù)N注：注：公式dsio2=N*(/2*n)中的=5400A，是綠光波長，因?yàn)榘坠庵芯G光最強(qiáng)； n=1.46,為sio2的折射率；N: 條紋數(shù) 12 二二 測(cè)測(cè)xj-結(jié)深（非透明膜）結(jié)深（非透明膜） 1.調(diào)視場(chǎng)（測(cè)試準(zhǔn)備）（6）調(diào)至“干涉”位置，（10）順時(shí)針調(diào)到“目視”處；轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪（8），使視場(chǎng)“刀口象”清晰。2.找物象(6)旋至“物象”位置；將被測(cè)樣品有膜面向下，放在工作臺(tái)（2）上；*2.1 聚焦物象：轉(zhuǎn)動(dòng)（2c），使樣品上下移動(dòng)，得到清晰物象； *2.2 找臺(tái)階：轉(zhuǎn)動(dòng)（2b），并同時(shí)平移（2a），直至看到臺(tái)階； *3.找干涉條紋 將（6）調(diào)至“干涉”處，再細(xì)心的來回旋轉(zhuǎn)（14），直到看到條紋。 134.干涉條紋方向及寬度的調(diào)整 調(diào)節(jié)（7/7a）、（9），使干涉條紋方向與臺(tái)階垂直，并將干涉條紋調(diào)到合適的寬度。再調(diào)節(jié)（8），使干涉條紋更清晰。5.測(cè)量及讀數(shù)松開(1b)，轉(zhuǎn)動(dòng)（1），使視場(chǎng)中的十字線之一與干涉條紋平行；旋動(dòng)(1a)至適當(dāng)?shù)奈恢?，再在?a）上進(jìn)行讀數(shù)，得到條紋寬度a及條紋彎曲量b的數(shù)據(jù)。注：公式xj=(b/a)*(/2)中的=5400A，讀綠光的a和b 14數(shù)據(jù)處理利用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出兩種膜的厚度,公式在試驗(yàn)步驟里已有說明.