論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象,，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性,。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測(cè)量方法也不同,。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點(diǎn),，選擇采用白光干涉的測(cè)量方法,；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng),，因而可借助基于表面等離子體共振的測(cè)量方法,；為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度，論文還研究了外差干涉測(cè)量法,，通過引入高精度的相位解調(diào)手段,，檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。該技術(shù)可以通過測(cè)量干涉曲線來計(jì)算薄膜的厚度,。邵陽膜厚儀制作廠家

薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),，近年來在電子學(xué),、摩擦學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用,，薄膜的測(cè)試技術(shù)變得越來越重要,。尤其是在厚度這一特定方向上，尺寸很小,，基本上都是微觀可測(cè)量,。因此，在微納測(cè)量領(lǐng)域中,，薄膜厚度的測(cè)試是一個(gè)非常重要而且很實(shí)用的研究方向,。在工業(yè)生產(chǎn)中，薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作,。在半導(dǎo)體工業(yè)中,，膜厚的測(cè)量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能,、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,，所以準(zhǔn)確地測(cè)量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。邵陽膜厚儀制作廠家白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制,。

薄膜作為改善器件性能的重要途徑,，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué)、電子,、醫(yī)療,、能源、建材等技術(shù)領(lǐng)域,。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響,，成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問題,，導(dǎo)致其光學(xué)及物理性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,，嚴(yán)重影響成品的性能及應(yīng)用。隨著薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展,，準(zhǔn)確測(cè)量和科學(xué)評(píng)價(jià)薄膜特性作為研究熱點(diǎn),，也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關(guān)鍵指標(biāo)直接影響薄膜工作特性,，合理監(jiān)控薄膜厚度對(duì)于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠(yuǎn)意義,。然而,，對(duì)于市場(chǎng)份額占比大的微米級(jí)工業(yè)薄膜，除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量精度之外，還要求具備體積小,、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的在線檢測(cè)需求。目前光學(xué)薄膜測(cè)厚方法仍無法兼顧高精度,、輕小體積,，以及合理的系統(tǒng)成本，而具備納米級(jí)測(cè)量分辨力的商用薄膜測(cè)厚儀器往往價(jià)格昂貴,、體積較大,，且無法響應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)量需求?；谝陨戏治?，本課題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測(cè)量解決方案，研制小型化,、低成本的薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng),，并提出無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計(jì)算算法。研發(fā)的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微米級(jí)工業(yè)薄膜的厚度測(cè)量,。

為了分析白光反射光譜的測(cè)量范圍,，開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測(cè)量曲線,，如圖所示,，對(duì)于殼層厚度30μm的靶丸，其白光反射光譜各譜峰非常密集,、干涉級(jí)次數(shù)值大,；此外，由于靶丸殼層的吸收,，壁厚較大的靶丸信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱,。隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加，其白光反射光譜各譜峰將更加密集,，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各干涉譜峰波長的測(cè)量,。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量，需采用紅外的寬譜光源和光譜探測(cè)器,。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸,，測(cè)量的波峰相對(duì)較少，容易實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準(zhǔn)確測(cè)量,；隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小，兩干涉信號(hào)之間的光程差差異非常小,，以至于他們的光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰,，基于峰值探測(cè)的白光反射光譜方法難以實(shí)現(xiàn)其厚度的測(cè)量；為實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量，可采用紫外的寬譜光源和光譜探測(cè)器提升其探測(cè)厚度下限,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于半導(dǎo)體制造中的薄膜厚度控制,。

論文所研究的鍺膜厚度約300nm，導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個(gè)干涉峰,，此時(shí)常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案（如峰峰值法等）將不再適用,。為此，我們提出了一種基于單峰值波長移動(dòng)的白光干涉測(cè)量方案,，并設(shè)計(jì)搭建了膜厚測(cè)量系統(tǒng),。溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系,。利用該測(cè)量方案,，我們測(cè)得實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm，實(shí)驗(yàn)誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移,。論文通過對(duì)納米級(jí)薄膜厚度的測(cè)量方案研究,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍺膜和金膜的厚度測(cè)量。論文主要的創(chuàng)新點(diǎn)是提出了白光干涉單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案,，并將其應(yīng)用于極短光程差的測(cè)量,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的薄膜生物學(xué)特性分析。長沙膜厚儀使用方法

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜薄膜結(jié)構(gòu)的測(cè)量,。邵陽膜厚儀制作廠家

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,，人們?cè)诶碚摵蛯?shí)驗(yàn)上展開了討論和研究。結(jié)果表明,，動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,，應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)域。在論文中,，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案,，可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)的信號(hào)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量,。在頻域干涉中,，當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時(shí)候，仍然可以觀察到干涉條紋,。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,，每一列單色光的相干長度都是無限的。當(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時(shí),，由于光譜儀光柵的分光作用,，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜，從而使相干長度發(fā)生變化,。邵陽膜厚儀制作廠家

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