半导体物理实验指导书.docx

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1、试验指导书教学单位：电子工程系课程名称：半导体物理面对专业：电子科学与技术电子科技大学中山学院2023 年 10 月试验指导书试验名称：试验一、半导体霍尔效应学时安排： 3试验类别：验证性试验要求： 必做一、试验目的和任务1、 理解霍尔效应的物理意义；2、 了解霍尔元件的实际应用；3、 把握推断半导体导电类型，学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度、漂移迁移率及霍尔迁移率的试验方法。二、试验原理介绍将一块宽为 2a,厚为 d，长为b 的半导体样品，在X 方向通以均匀电流IX，Z 方向上加有均匀的磁场 B 时见图 1 所示，则在 Y 方向上使产生一个电势差，这个电势差为霍尔电势差，z用

2、 U表示，这种现象就称为霍尔效应。H2a 2X(I)b2Z(B)Yd 2图 1与霍尔电势对应的电场，叫做霍尔电场，用 E表示，其大小与电流密度 J和所加磁场强YX度 B 成正比，可以定义如下形式：zER B J1Y=HZX上式中，R为比例系数，称为霍尔系数。H霍尔效应的物理意义可做如下解释：半导体中的电流是载流子电子或空穴的定向动动引起的，一人以速度x 运动的载流子，将受到沦仑兹力fB=e x BZ 的作用，使载流子沿虚线方向偏转，如图2 所示，并最终积存在与Y 轴垂直的两个面上，因而产生静电场EY，此电场对载流子的静电作用力fE=e EY,它与磁场对运动载流子的沦仑兹力 fB 大小相等，电荷

3、就能无偏离地通过半导体，因而在Y 方向上就有一个恒定的电场EY。下面以N 型半导体为例：有e B = e E2xZY电流密度J=e nXxE=1所以YneJB3XZ将3式与1式比较，可得：1RH =ne4上式中n 为电子的浓度，e 为电子电荷量，其值为e =1.602 10-19C。同理，假设霍尔元件是P 型既载流子为空穴半导体制成的，则R=1/pe，其中 p 为空穴的浓度。HYYB+BZZ IIXXE e+e YXX_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _UUHHffBBN 型P 型图 2又因UE=HY2aIJ=XX2ad由3式得：IBRU= XZ=H IB = KIB5ned

4、dXZH XZK 为霍尔元件灵敏度，单位为V/ATH所以R= KHHd6霍尔系数R的单位为m3/C米 3/库仑 H假设霍尔元件的灵敏度KH已经测定，就可以用式5来测量未知磁场BU，既有：ZKB =H7ZIHXHH由图 2 可以看出，假设载流子带正电，则所测出的U 极性为下正上负；假设载流子带负电，则所测出的U 极性为上正下负。所以，假设知道磁场方向和工作电流方向，就可以确定载流子的类型。反之，假设知道载流子的类型和工作电流方向，就可以判定磁场的方向。概据半导体物理性质可知，载流子在半导体中运动时，它将不断地得到散射，HR还必需用半导体物理理论加以适当修正，即1R=a ne8n=a19eRH式中

5、a 为一个偏离 1 不大的因子，它与半导体的能带构造和散射机理有关，具体地说，对于球形等能面的非简并半导体来说：长声学波散射时晶格散射a = 3p 1.1788电离杂质散射时a = 315 1.933512对高度简并化的半导体a =1XX我们知道，电导率 = J/ E或 = neN，式中N为N 型半导体的漂移迁移率。将此式与HN8式比较，可得R=a假设用H 表示RH N 叫做霍尔迁移率所以a = 即 =R 10HH11通过试验测量出RH 和 即可算得H，从而也可求得N 值。对于非简并半导体球形等能面晶格散射时8N=3pR12H试验原理接线见图 3，被测样品一般为短形薄片，为抑制短路效应，要求长

6、和宽之比大于2，被测样品是一块有 6 根引线电极的N 型半导体如图4，为了减小不等位电势的影响，电位电极2 与 4，1 与 3 必需对正，即要求 24、13 的连线必需垂直于X 方向。处于 B磁 场 中的样品ZL12162a5d4L43b图 43稳流源图 3样品的宽为 2a，厚为d，长为b,电位电极2、14、3间的距离分别为 L、L，在电2143流电极 6、5 间即 X 方向通以工作电流 IX，由数字电压表测出1、3或2、4间的霍尔电压U和2、1、4、3间的电位差 U、U。H2143依据欧姆定律J= E计算出电导率 ：XXJI /(2ad)I L XX X2121=E=U /L=2adUX21

7、2121JI /(2ad)IL XX X4343= EX=U/L4343=2ad U43d = d21 + d43213假设 I单位是A，U U的单位是V，长度L L、宽度b 和厚度d 的单位均为m，X21432143则电导率单位为 1/m。这样，我们可以依据式7、13、6、12、10、9分别算出磁感应强度B 、电导Z率 、霍尔系数R 、漂移迁移率、霍尔迁移率 ，半导体中载流子浓度n。HNH由于样品电流电极 6、5 两端同样品的焊点处电阻不同，使得样品两端产生不同的焦耳热， 因而样品两端温度不同，结果有热流过样品，使样品内的温度分布存在着梯度。假设各电位电极14与样品接触处的温度具有不同值，就

8、会在电极2、4或1、3间产生温差电势。处于磁场的样品，当有温度梯度存在时，还将产生几种的效应：爱廷豪森效应，能斯特效应和里纪杜勒克效应，它们统称为热磁效应。另外，因霍尔元件材料本身的不均匀，霍尔电极位置的不对称，即使不存在磁场，当电流 IX通过样品时，1、3、2、4两端也会处在不同的等位面上，因此，1、3、2、4两端产生不等位电势差。为了减小测量时伴随的各种副效应消退不等位电压，取电流和磁场的方向四种不同组合，对电位电极1、3或2、4间电压进展四次测量，用U1，U 2，U 3，U 4，HHHH分别表示+B ，+I组合、+B ，-I组合、- B ，- I组合和- B ，+ I组合时的测Z量结果，

9、最终取XZU = 1 UXZ(1)+U(2) + UXZX(3) + U(4)三、试验设备介绍H4HHHH本试验承受HL6A 霍尔效应试验仪。该仪器由两局部组成。第一部份为试验仪：由电磁铁、霍尔元件、四个换向开关组成；其次部份为测试仪：有两 路直流稳流源可分别为电磁铁供给 1000mA 的稳定电流，为霍尔元件供给10.0mA 的稳定电流，200mV 高精度数字电压表用来测量霍尔电压。试验接线图见图 5。四、试验内容和步骤1、 推断半导体无件的导电类型1) 按图 5.5 连接好电路，将霍尔元件移动到电磁铁气隙中。2) 合上 K ，调整励磁电流为 1000mA，依据励磁电流的方向确定电磁铁中磁场方

10、向。13) 合上 K ，调整霍尔元件的工作电流为 5mA，并确定霍尔元件工作电流 6、5 的极性。24) 合上 K3或 K ，用 200mV 数字电压表测出霍尔电压，并确定霍尔元件1、3或2、44极性，依据图 2 推断出半导体元件的导电类型。2、 测量电磁铁的磁感应强度保持励磁电流 1000mA 不变，调整工作电流 IX至 10.0mA，移动标尺使霍尔元件在电磁铁气隙中部，K 或 K 向上合，用 200mV 数字电压表测出霍尔电压U1，按挨次将 B 、I 换34HZX向，测出相应的U 2、U 3和U 4值，最终取U = |U 1| + | U 2| + | U 3HHHHHHH| + | U4

11、| / 4。由给出的霍尔灵敏度K 和公式 B =U /K I ，计算出 B值。假设霍尔HHZHHXZ电压输出显示未超量程时，可将工作电流或励磁电流调小。3、 测量磁感应强度B 沿X 方向的分布状况Z上述励磁电流和工作电流不变，移动标尺，测出霍尔元件沿水平方向上各点的霍尔电压U ，H计算出相应的磁感应强度B ，作B X 关系的分布曲线。ZZ4、 争论工作电流IX与霍尔电压UH的关系保持电磁铁的励磁电流为确定值不变，霍尔元件置于电磁铁的气隙中部，将霍尔元件的工作电流依次调整为 1.0mA,2.0mA,3.0mA,，10.0mA,测量相应的霍尔电压UH。以横坐标为工作电流I ，纵坐标为霍尔电压U ，

12、绘出 I U的关系曲线。XHXH4362516工作电流51霍尔电压3霍尔电压励磁电流K2K310.0mA200mA1000mA试验仪测试仪图 55、 争论励磁电流IB与磁感应强度BZ的关系保持霍尔元件的工作电流 IX为 10mA，霍尔元件置于电磁铁气隙中部，将电磁铁的励磁电流 I 依次调整器为 100mA,200mA,300mA,，1000mA，测出相应的霍尔电压UBH值，再计算出相应的BZ值。以IB为横坐标，BZ为纵坐标，作I BBZ曲线，并对曲线进展说明。6、 合上 K ，调整工作电流为 10.0mA，断开 K ，将霍尔元件2、1、4、3两端分别接21入数字电压表，测出电压U、U，依据工1

13、3算出电导率 。假设 U或U超过 200 mV，21432143应减小工作电流I 。X7、 测定霍尔系数R 、载流子浓度n、漂移迁移率霍尔迁移率。HNH依据公式6、9、10、12可分别计算出霍尔系数 R 、载流子浓n、漂移迁移率H，霍尔迁移率。NH五、留意事项和要求1. 霍尔元件是易损元件，必需防止受压、挤、扭、碰撞等现象，以免损坏元件而无法使用。2. 试验前应检查电磁铁和霍尔元件二维移动尺是否松动，紧固后使用。3. 电磁铁励磁线圈通电时间不宜过长，否则线圈发热，影响测量结果。4. 仪器不宜在强光照耀下、高温或有腐蚀性气体场合中使用，不宜在强磁场中存放。5. 励磁电流换向时必需先关闭电源。六、

14、作业及预习要求H1、依据试验过程中测量的数据，进展数据处理，计算出霍尔系数R 、载流子浓n、漂移迁移率 N，霍尔迁移率 H ；2、生疏光电导法测试少数载流子寿命的根本原理。七、参考书目 刘恩科等。半导体物理学 国防工业出版社 鄢恩公正。 大学物理其次版科技出版社试验指导书试验名称：试验二、高频光电导法测少子寿命学时安排： 3试验类别：验证性试验要求： 必做一、试验目的和任务1、了解光电导法测试少数载流子寿命的原理，娴熟把握LT-1 高频光电导少数载流子寿命测试仪的使用方法；2、测非平衡载流子的寿命。二、试验原理介绍处于热平衡状态的半导体，在确定温度下，载流子浓度是确定的。这种处于热平衡状态下的

15、载流子浓度，称为平衡载流子浓度。半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。假设对半导 体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非 平衡状态。处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度不再是n 和 p ，可以比它们多出一局部。00比平衡状态多出来的这局部载流子称为非平衡载流子，有时也称过剩载流子。用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法，称为非平衡载流子的光注入。光注入时n=p1在一般状况下，注入的非平衡载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多。对 n 型材料，n n ，p p ，满足这个条件的注入成为小注入，小注入条件下，非平衡少数载流子浓00度还是可以比平衡少

16、数载流子浓度大很多，它的影响显得格外重要了，而相对来说非平衡多数载流子的影响可以无视。所以实际上往往是非平衡少数载流子起着重要作用，通常说的非平衡载流子都是指非平衡少数载流子。图 1测量少数载流子寿命的电路图光注入必定导致半导体电导率增大，即引起附加电导率：=nq+pqn=pq +pn2p这个附加电导率可以用图 1 所示的装置观看。图中电阻R 比半导体的电阻r 大得多，因此无论光照如否，通过半导体的电流I 几乎恒定的。半导体上的电压降V=Ir。设平衡时电导率为 ，光照引起附加电导率 ，小注入时11+ ，因此电阻率转变 = -Dd-，则000ddd 200Dr l-l电阻转变r=Dd ，其中l

17、，s 分别为半导体的长度和截面积。由于r ，而ssd 20V=Ir，故V ，因此Vp。所以从示波器上观测到的半导体上电压降的变化就间接反映载流子浓度的变化。寿命的全称是非平衡少数载流子寿命，它的含意是单晶在受到如光照或点触发的状况下会在外表及体内产生的非平衡载流子，一当外界作用撤消后，它们会通过单晶体内由重金属杂质和缺陷形成的复合中心渐渐消逝，杂质、缺陷愈多非平衡载流子消逝得愈快，在复合过程中少数载流子起主导和打算的作用。这些非平衡少数载流子在单晶体内平均存在的时间就简称少子寿命。非平衡载流子在撤除外界作用如光照后由于复合而渐渐消逝，p 将随时间而变化，-d Dp(t)单位时间内非平衡载流子浓

18、度的削减应为dttDpDn,它是由复合引起的，因此应当等于非平衡载流子的复合率或，即td Dp(t)Dpdt= - t3小注入时，t 是一恒量，与p(t)无关，上式的通解为p(t) = Ce-t/4设 t=0 时，p(0)= (p) ,代入上式可得00p(t) = (p)e-t/5其中，(p)0为开头时的非平衡载流子浓度，由于复合，p(t)随时间而衰减。t反映了非平衡载流子平均存在的时间，即我们要测量的寿命值。三、试验设备介绍本试验承受LT-1高频光电导少数载流子寿命测试仪。本仪器的测量系统电路示意图如图2所示。按测量标准对仪器设备的要求，本仪器设备配有：1、 光脉冲发生装置重复频率25 次/

19、s脉宽60us光脉冲关断时间5us 红外光源波长：1.061.09um测量硅单晶脉冲光源：5A20A图 2 少数载流子寿命高频光电导衰减法测量电路示意图2、高频源频率：30MHZ低输出阻抗输出功率1W3、 放大器和检波器频率响应：3Hz1MHz4、配用示波器配用示波器：频带宽度不低于 10MHzY 轴增益及扫描速度均应连续可调如测量锗单晶寿命需另行配置适当波长的光源5、仪器配有两种光源电极台即可测纵向放置单晶，亦可测竖放单晶横截面的寿命。少子的复合过程即可以发生在单晶体内也发生在外表，我们在示波器上看到的衰减曲线， 已是通过LT-1寿命仪将非平衡载流子浓度的变化转换为光电导电压的变化：V =

20、V0 e-t/7为了准确读出寿命值，按测试标准要求，需在示波屏上绘一条标准的指数衰减曲线：Vt =0V e-t/，通常我们在 Y 轴上取V 为 6 分格或 6cm，衰减 1/e 后为 2.2 分格，V0t=6/e=2.2，因此寿命值就是衰减曲线通过0，6和D，2.2两个X，Y坐标点之间的扫描时间。四、试验内容和步骤1、 开机前检查电源开关、电源开关是否处于关断状态“0”处于低位，“1”在高位关态在使用仪信号输出端与示波器通道1CH1之间，用随机配置的信号线联接。拧紧寿命仪背板的保险管帽，插好电源线。2、翻开寿命仪电源开关马上电源开关“1”按下，此时“1”处于低位，“0”在高位。开关指示灯亮。先

21、在铍青铜电极尖端点上两滴自来水，后将单晶放在电极上预备测量。3、 开启脉冲光源开关光脉冲发生器为双电源供电，先按下光源开关“1”，此时“1”在低位，“0”在高位，寿命仪内脉冲发生器开头工作。再顺时针方向拧响带开关电位器光强调整，此时间强指示数字表在延时十秒左右储能电容完成充电数值上升。测量数千欧姆厘米的高阻单晶时，光强电压只要用到5V 左右；测量数十欧姆厘米的单晶可将电压加到 10V 左右。一般用在 510V 之间。光强调整电位器顺时针方向旋转，脉冲光图 3图 4图 5源工作电压上升，光强增加，最高可调到20V，此时流经发光管的电流高达20A，因此不能在此条件下长期工作。特别要留意的是光强调整

22、开关开启后，红外发光管已经通入很大的脉冲电流，此时，切勿再关或开光源开关，以免损坏昂贵的发光管。只有光强调整电位器逆时针旋转到关断状态会听到响声再关或开光源开关。4、调整示波器上的衰减曲线寿命仪电源开关在开启瞬间，由于机内存储电容、滤波电容均处于充电状态，是一个不稳定的过程，因此示波器屏上会消灭短时间杂乱不稳的波形，待充电完成后示波屏上消灭一条较细的水平线时，寿命仪才进入工作状态。因此使用前请开机预热23 分钟。曲线头部是外表复合起主导作用，而我们要测量的是体寿命，因此在寿命测量时，我们调整水平位移、垂直放大、时间基准扫描速度，直到观看的曲线与标准指数曲线尽可能吻合时， 才能认为这段曲线才是读

23、取寿命值的真实依据。假设觉察曲线头部有一段比后面衰减更快的曲线，此时应把这局部上升到标准曲线之外，用后面反映体内复合的曲线读取寿命值。当示波器上消灭不稳定的波形，调整示波器同步触发水平把握旋钮，使寿命仪输出信号能完整地显示在示波器上，调整Y 轴上下移动旋钮使指数衰减曲线的尾部与标准曲线的X 轴相切不相交。调整扫描速度旋钮使单晶的光电导衰减曲线尽量与标准曲线的曲率相近，开启扫描速度微调使衰减曲线与标准曲线图 3完全重合，假设无法做到，请调高 Y 轴增益让曲线头部上升到标准曲线以上，用后面大局部曲线来重叠标准曲线图4。寿命测试中，如曲线头部消灭平顶现象图 5，说明信号太大，应减弱光强在小信号下进展

24、测量。5、读数待示波器上的衰减曲线与标准曲线重合后，使扫描速度微调旋钮归零。假设衰减曲线移动， 保持衰减曲线的曲率不变，调整衰减曲线的水平、垂直位置使曲线通过0，6点。而寿命值就是衰减曲线通过0，6和D，2.2两个X，Y坐标点之间的扫描时间。观看衰减曲线与标准曲线上的 1/eV即标准曲线 Y=2.2cm 水平线上的交点，读出交点离标准曲线Y 轴的水平距离D，寿命值=DS6S示波器时间基准扫描速度，单位us/cm 或 ms/cm。6、 转变光强不更换单晶，重复步骤 4， 5，读取不同光强的少数载流子寿命值，计算测试值与实际寿命值间的误差。7、 更换单晶样品重复步骤 4， 5， 6。更换单晶测量时

25、无须再开关仪器。如觉察信号不佳时，请先考虑补充两个金属电极尖端的水滴，但留意水滴不要流入出光孔。五、留意事项和要求1、 光强调整电位器逆时针旋转到关断状态会听到响声再关或开光源开关。2、 补充两个金属电极尖端的水滴时，留意水滴不要流入出光孔3、 长期使用后，铍青铜会氧化变黑，此时如加水也不能改善信号波形，请用金属砂纸或细砂纸打磨发黑部份，并将擦下的黑灰用酒精棉签擦静。六、作业及预习要求1、承受屡次测量取平均值的方法，计算测试的样品寿命值与实际寿命的误差2、生疏椭圆偏振法测薄膜厚度的原理七、参考书目 刘恩科等。半导体物理学 国防工业出版社 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法国家质量技术监视

26、局 硅和锗体内少数载流子寿命的标准测量方法ASTM F 28-75试验指导书试验名称：试验三、椭圆仪测量薄膜厚度 学时安排： 4试验类别：验证性试验要求： 必做一、试验目的和任务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，并且生疏其操作的软件平台，懂得在消灭误差的时候找出缘由；2、用椭偏仪测量Si衬底上的SiO2薄膜的折射率和厚度。二、试验原理介绍由激光器发出确定波长=6328的激光束，经过起偏器后变为线偏振光，并确定其偏振方向。激光管接收管屏幕起偏器线偏光检偏器1/4波片椭偏光偏正光样 品图 1 椭偏仪的构造图再经过 1/4 波长片，由于双折射现象，使其分解成相互垂直的P 波和

27、 S 波，成为椭圆偏振光，椭圆的外形由起偏器的方位角打算。椭圆偏振光以确定角度入射到样品上，经过样品外表 和多层介质包括衬底介质空气的来回反射与折射，总的反射光束一般仍为椭圆偏 振光，但椭圆的外形和方位转变了。一般用 和 来描述反射时偏振状态的变化，其定义为：tgf eiDR=pRs式中 tg 的物理意义是P 波和S 波的振幅之比在反射前后的变化，称为椭偏法的振幅参量。 的物理意义是P 波和S 波的相位差在反射前后的变化，称为椭偏法的相位参量。R 和R 分别ps为P 波初量和S 波重量的总反射系数。椭偏仪的构造图如图1 所示。在波长、入射角、衬底等参数确定时， 和 是膜厚d 和折射率n 的函数

28、。对确定厚度的某种膜，旋转起偏器总可以找到某一方位角，使反射光变为线偏振光。这时再转动检偏器，当检偏器的方位角与样品上的反射光的偏振方向垂直时，光束不通过，消灭消光现象。消光时， 和 分别由起偏器的方位角P 和检偏器的方位角A 打算。把P 值和 A 值分别换算成 和 后，利用公式和图表就可得到透亮膜的折射率n 和膜厚度d。前面我们表达的是传统手动测试的椭偏法。但我们的试验仪器是自动椭圆偏振测厚仪。现在我们结合实际仪器进展试验的讲解。仪器的原理2LM1L：光源；M ：棱镜 1；M ：棱镜 2；P：起偏器；C：1/4 波片；S：样品；1A：检偏器；D：接收器21、 入射光栅；2、接收光栅；3、调整

29、光栏调整光路时使用，寻常摘下图 2 自动椭圆偏振测厚仪光路图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 2 所示。ACP321MDS主要原理如下：椭圆偏振光可视为两个沿同一方向z 传播的振动方向相互垂直的线偏振光如图 3 所示，一个电矢量为E、一个为E 的合成：yxE= AXXE= Ayycos(wt - kz), cos(wt - kz + e ),式中 A 和 A 表示振幅， 为两光波的角频率，t 表示时间，k 为波矢的数值， 是两波的相对xy相位

30、差。合成矢量 E 的端点在波面内描绘的轨迹为椭圆。椭圆的外形、取向和旋转方向，由 A 、xAy 和 打算，假设仅在某一确定的波振面内观w察考虑正椭圆偏振光，则可写成：E= A cost,xxE= A cos( wt yyp ) = A2ysin wt.电矢量E 的端点的轨迹为x2 + y2 =1a2b2式中 x = E ，y = E ；a = A ，b=A分别为椭圆的两个半轴。xyxyEEyExEEyEx图 3图 4测定了a，b 也就确定了椭圆的外形。电矢量振幅大小一般是以测定光强来确定的。假设在垂直于椭圆偏振光的传播方向上放一检偏器，其透光方向 与x 轴成 角时图 4，透过检偏器的光强为：I

31、 =| E |2x，式中 E 为 E 在 方向上的投影，| E |为其幅值E = Exxc o fs + Eysfi n= awcto s f cbo s wts ifn令a2 cos2 f+b2 sin2 fa2 cos2 f+b2 sin2 facosf=cosb,bsinf=sinb,a2 cos2 f + b2 sin2 xE=cos(wtb),得xI = a2 cos2 f +b2 sin2 b所以式所表示的 I 与f的关x 沿 x 轴或y 轴时，I 有极值p 3pI= a2 (f = 0,p), Ixy= b2 (f =,),22其极值一为极大，一为微小。这就是说，只要转动检偏器，

32、测出透过检偏器的光强极大值I和max极少值 I，即可求出a，b 的相对值，从而测定了椭圆的外形。min那么，仪器采集到的光强及对应的角度值传送到计算机，再接收由计算机发出的指令逐步靠近消光点。依据椭圆的外形和方位的转变，我们的软件系统会自动算出f 和D ，再依据储存在里面的D 值表和曲线自动计算出来薄膜的厚度d 和折射率n。三、试验设备介绍本仪器分为光源、接收器、主机、电子及通讯四局部。1、 光源：承受波长为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：承受光电倍增管，把光讯号变为电讯号，经放大后输出至微机，由微机选择出消光位置的角度值。3、 主机局部：除

33、以上两项外，还有起偏组件，样品台，检偏组件。4、 电子及通讯局部：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、试验内容和步骤1) 主机局部的使用1、接通主机电源；2、将主机上的各条线与下部对应的插座连接好；3、翻开主机开关，面板上的电源指示灯及开关内的指示灯同时亮起；4、翻开电脑，用USB线连接好主机与电脑，此时主机面板上的USB状态指示灯亮起，并且电脑右下角的托盘中消灭USB设备的图标；5、假设仪器校正做完后没有再次移动仪器则可以直接将样品放在样品台上，放置样品时， 首先拉动样品台前方的手钮使样品夹离开固定板，将样品放入，待测外表朝向固定板，将待测 点放

34、置在横向开槽的正中及固定块的中线上也可直接观看光束在样品上的光点，使待测点处 于光点中心处即可，然后渐渐松开手钮，夹稳样品后即可进展测量，测量后扶住样品拉开样 品夹取下样品，再更换其他样品。留意：在拉开样品夹之前请勿拖拉样品以免破坏外表的镀膜。6、在测量样品完成后要对样品进展周期推断。当光源波长为6328A时，SiO 膜的一个周期约为283nm左右，在膜厚大于一个周期时，2需承受双角度测量的方法，在单一角度的条件下无法推断周期，测量值对应的是第一周期内的厚度值。7、假设周期时，可在建表法中以第一周期内为准查找出厚度，并横向找出对应周期以得出镀膜的真实厚度。2) 软件局部的使用1、在正确安装了仪

35、器的配套软件后，双击桌面上的图标翻开软件；2、软件的界面及具体的使用方法请见“软件操作”；3、软件操作过程中，如发生仪器运行不正常或无动作，请关闭并重开启 本软件或重启操作系统，假设问题照旧存在请卸载软件再重安装，卸载及安装的方法请见的“软件操作”。软件的具体使用方法1、软件操作方法软件安装后，单击”开头”菜单或者桌面上相应的图标都可以启动软件。(1) 初始化界面首先显示的是初始化界面，对硬件进展必要的初始化，在此过程中，请等待。假设消灭如下画面，则说明此时主机还未正常开启或未与计算机正常连接此时点击“确定”也可以进入软件，但只可以进展建表操作；如以以以下图示。(2) 工作界面初始化完成后，会

36、进入工作界面(如以以以下图)，2、软件界面的具体操作：主窗口下方为参数设置及结果显示区，在此处可对光源的波长、测量的入射角度、衬底的折射率、消光系数即折射率的虚部、环境折射率进展设置，测试完成后在消光点一栏中还会显示测量的消光点结果及误差。 “光源”框中“名称”下拉菜单中可选“氦氖激光器”和“其它光源”，选中“氦氖激光器”后波长栏中会自动填入632.8nm，选中其它光源则可在“波长”项中填入所用光源的波长； “衬底”框中“名称”下拉菜单中可选“ Si衬底”和“玻璃衬底”同时下方的“衬底折射率”和“衬底消光系数”会自动填入相应值，选中“其它衬底”时会弹出如下窗口，在此窗口中可填入或删除衬底名称，

37、填入时要在右侧“添加”框内输入相应的名称、折射率、消光系数，点击“ 添加” 后，在左侧“现有 ” 框 内 的“ 名称” 中即可找到已存储的样品衬底，衬底的种类最多可以存储20种， 点击“ 确定” 后窗口关闭，在衬底名称中会消灭刚刚建的衬底的名称，选中后相应的折射率及消光系数也会消灭在下方的对应框内，在设置好参数后才可以进展测量。下拉菜单：把握”下的“测量衬底”、“设置”、 “复位”、“开头”、“退出”都有对应的按键，具体功能请见按键功能说明； 另外“检索到”及“校正”无快捷按键，其功能分别为：“检索到”：弹出如右侧窗口 选中起偏器检索、检偏器检索并设置好对应下方的角度值，点击“确定”仪器将马上

38、转动到要求的位置；“校正”：弹出如右侧窗口此处只需点击“放置 1/4波片”点后此键变为“检测1/4波片”，再点击它，仪器运行后右侧框内会消灭起检偏的误差值， 点击“确定”软件会关闭此窗口并保存 此误差值在测量时自动消退此误差；“衬底”对应下拉菜单中的“测量衬底” 点击此键弹出如右窗口， 设置好各项参 数点击“测量”会得出“衬底折射率”、“衬底消光系数”即衬底的复折射率点击“确定”关闭此窗口；“设置”点击此键会弹出如下窗口， 在此窗口中对测量方式进展设置， 默认为“快速测量”设置完成后点“确定”后即可进展测量；“复位”点击此键后仪器的起、检偏器 自动归零；“开头”点击此键仪器开头测量镀膜片的起、

39、检偏的消光角度值，对应不 同的测量方式，会以不同的形式给出测出的角度值； “停顿”在仪器运行中点击此键，仪器会强行中断此次测量并且不返回任何值； “ 退出” 点击此键可以关闭此软件； “ 处 理 ” 下 的“ 绘图” 、“ 切换模式”、“去除曲线”、“ 建 表 ” 、 “ 标准”、“双角度” 都有对应的按键，具体功能请见按键功能说明；“快速测量”无按键，功能分别如下：对应设置中不同的测量方式各组按键分别可用，中选择“快速”时“快速测 量”可用“快速测量”功能：点击此键仪器即开头测量角度，测量完毕后给出如以以以下图窗口在此窗口中点击“快速” 在“结果”区中会给出如图中的三项参数，点击“关闭” 可

40、以关闭此窗口，完毕此次测量；当设置中选中“做图” 则“绘图”、“切换模式”、“去除曲线”项为可用，同时窗口右侧的绘图参数栏也为可用如图“绘图”功能：与右侧窗口下方的“下条曲线”功能全都，以膜厚的上、下限或折射率的上、下限为边界，以相应的精度为间隔，逐一画出膜厚曲线或折射率曲线，每点击一次画出一条曲 线，等膜厚曲线以蓝色线显示，等折射率曲线以黄色线显示；“切换模式”功能：与右侧窗口下方的“切换模式” 功能全都，每点击一次绘图模式即在膜厚与折射率两种方式间切换，切换时原有曲线不会去除，但绘图时是从今种模式的下限重开头绘图；“去除曲线”功能：与右侧窗口下方的“去除曲线”功能全都，去除目前绘图窗口中全部曲线以便于重绘图。另外：在此窗口中更改任何参数测量得到的点始终在屏幕正中显示，更改膜厚及折射率参数时原有曲线不会被去除而在目前的根底上连续绘图，只有在更改横轴及纵轴放大倍数的时候才会去除原有曲线， 全部重绘制，窗口中还会实时显示绘图模式及当