SiO2膜厚度与颜色的对应关系

文章编号:　167329965(2010)022117204P ECVD工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响3杭凌侠,张霄,周顺(西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安710032)摘　要:　为探索利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo2 sition,PECVD)技术制作光学薄膜的有效方法.以Si H4和N2O作为反应气体,通过采用MΟ2000U I型宽光谱变角度椭圆偏振仪对制作样片进行测试,分析了薄膜沉积过程中的不同的工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响.实验结果表明:在PECVD技术工作参数范围内,基底温度为350℃,射频功率为150W,反应气压为100Pa时,能够沉积消光系数小于10-5,沉积速率为(15±1)nm/min,折射率为(1.465±0.5)×10-4的SiO2薄膜.关键词:　等离子体增强化学气相沉积(PECVD);二氧化硅薄膜;工艺参数;薄膜光学特性中图号:　O484 文献标志码:　A 目前,用等离子体增强化学气相沉积方法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)制作SiO2单层介质膜以其优良的物理性能而广泛的应用在微电子领域[1Ο2].由于SiO2薄膜具有较低的折射率、熔点高、膜层牢固、抗磨耐腐蚀、保护能力强、对光的散射吸收小等独特性能,因而也非常适合用作制备光学增透膜.目前,绝大多数对SiO2薄膜光学特性的研究基本上是用PVD 方法制作得到的[3Ο4].在现代多晶硅太阳能电池中,运用PECVD方法沉积SiO2薄膜以其极好的光学特性和化学性能用来作为太阳能电池的减反射膜.因此,近年来采用PECVD技术制作SiO2作为太阳电池的光学减反射膜已经成为光伏界研究的热点[5Ο6].这些研究同时对于梯度折射率光学薄膜的研究也具有非常重要的指导意义[7Ο8].文中采用PECVD技术,以Si H4和N2O作为反应气体,利用椭偏技术进行薄膜光学性能分析,研究了温度、射频功率、工作真空以及反应气体流量比等工艺参数对硅基SiO2薄膜光学性能的影响.1　实验实验设备采用日本SAMCO生产的PDΟ220型等离子增强化学气相沉积系统.它采用两圆型铝制平行平板作为上下电极.射频电源频率13.56M Hz,通过配网耦合到上下极板上.样品采用电阻式加热,最高加热温度400℃,均匀性较好;为了获得更均匀的气场,上极板采用淋浴头型多孔结构(单个孔径0.5mm).实验中采用的两种工艺气体分别为10%的硅烷(氩气稀释)和高纯N2O(99.999%).为了提高椭圆偏振仪的测量精度,采用单面抛光的硅片做为薄膜沉积基底,在低温度下(T≤350℃)制备SiO2薄膜.考虑到光学薄膜应用范围,通过大量工艺实验,选取了薄膜吸收系数在10-5范围内变化的沉积工艺参数进行研究,主要讨论薄膜折射率和沉积速率与沉积工艺参数之间的关系.实验过程中的主要工艺参数及其范围:①基底温度为200～350℃;②射频功率为30～200W;③本底真空为5×10-2Pa;④工作真空为30～120Pa.制作样片的折射率与沉积薄膜厚度采用MΟ2000U I型宽光谱变角度椭偏仪测量,并且利用Wvase32软件中的Canchy模型对测量结果进行拟合.第30卷第2期 西　安　工　业　大　学　学　报 Vol.30No.2 2010年04月 Journal of Xi’an Technological University Apr.20103收稿日期:2009212211作者简介:杭凌侠(19582),女,西安工业大学教授,主要研究方向为光学薄膜与检测技术.E2mail:hanglingxia@.2　实验结果与讨论2.1　过程参量对薄膜光学特性的影响分别改变薄膜生长的工艺条件(基片加热温度、射频源输出功率以及工作真空),得到薄膜的沉积速率和折射率随各参量变化的趋势.实验中,被讨论的各个条件独立变化,维持其他工艺条件不变,气体流量比为N 2O ∶Si H 4=50∶70(sccm ).图1是基片加热温度(基片由电阻丝加热,热电耦测温)对沉积速率和薄膜折射率的影响.图中可见,由于温度的升高,成膜气体分子或原子在基底表面吸附和扩散作用加强,故沉积速率也越快,同时也更容易去除参杂在薄膜内部的少量N 原子,使薄膜成分更接近于纯的SiO 2薄膜.所以,沉积薄膜的折射率随着温度的升高而降低.图1　沉积速率、折射率随温度变化曲线Fig.1　Curves of deposition rate and ref ractive index with temperatures在使用PECVD 法沉积SiO 2薄膜时,随着射频功率的增加,反应腔体内气体相互作用更加剧烈,沉积速率有随着功率的增加而升高的现象[9].但由于本文试验中使用的是氩气稀释10%的Si H 4,在Si H 4流量相对较小的情况下(50sccm ),使得流入反应腔体内的Si H 4基本能够完全反应.这样,在成膜原子数量一定的情况下,功率的增加对薄膜的沉积速率影响较小,如图2所示,甚至提高的射频功率会在成膜表面出现类似“溅射”的现象,使沉积速率呈缓慢下降的趋势[10].射频功率在25W 到200W 的范围内,对折射率没有过于明显的影响,但在150W 左右折射率变化较小,故选取此时射频功率大小为理想条件.图3是工作真空与沉积速率和薄膜折射率的关系.薄膜的沉积速率先随工作真空的增加而增加,在30～80Pa 之间出现极值(46nm/min ),这是因为反应气体在腔体内的滞留时间相对变长,更有图2　沉积速率、折射率随射频功率变化曲线Fig.2　Curves of deposition rate and refractive index with different RF power利于反应气体充分的反应;随着工作真空继续增大(80～120Pa ),各种分子、离子相互碰撞的几率增加,在原子能量一定的情况下,分子、离子的平均自由程变小,无法到达沉积表面,只有基底表面附近的反应的原子才能有效地成膜,此时薄膜的沉积速率迅速的减小[11].在气压的变化过程中,沉积速率升高,气体反应充分,薄膜呈富氧的趋势,所以折射率从初始的1.47下降至1.46;而当沉积速率下降时,由于很多氧原子不能有效的成膜,导致薄膜再次趋向富氮的状态,折射率迅速升高到1.47.图3　沉积速率、折射率随工作真空变化曲线Fig.3　Curves of deposition rate and ref ractiveindex withdifferent gas pressures图4　沉积速率、折射率随N 2O/Si H 4气流比变化曲线Fig.4　The deposition rate and ref ractive indexat different N 2O/Si H 4gas flow ratios2.2　气体流量比变化对薄膜光学特性的影响为了更加准确的控制沉积薄膜的厚度,通过进811 西　安　工　业　大　学　学　报 第30卷一步降低Si H 4的流速,来降低SiO 2薄膜的沉积速率.在改变反应气体流量比的试验中,保持Si H 4流速(20sccm )不变,通过改变N 2O 的流量大小(N 2O :Si H 4流量比:1∶1Ο2∶1),得到薄膜的沉积速率和折射率随反应气体流量比变化的趋势.如图4所示,可以看出SiO 2薄膜的生长速率随N 2O 流量的增加先增加后趋于稳定,这是因为当N 2O 流量增加时,有更多的Si H 4气体能够有效成膜,而继续增加N 2O 流量将会因Si H 4的耗尽使流入的N 2O 不再继续参加反应.于此同时使生长出的SiO 2薄膜中的N 含量升高,Si ΟN 键、N ΟH 键含量增加,导致薄膜变得疏松,折射率变大.2.3　讨论在过程参量实验中,降低Si H 4的流量可以迅速的减小薄膜的沉积速率,得到的可用薄膜生长速率在11.9～15nm/min 之间变化.根据以上实验结果,试验在基底温度为350℃,射频功率100W ,气压为100Pa ,N 2O :Si H 4气流比为20:28的情况下分别沉积75nm ,150nm ,300nm ,600nm (沉积时间分别为:5min ,10min ,20min ,40min )厚度的SiO 2薄膜,如图5所示,所得到薄膜的沉积速率为15(±1)nm/min ,折射率为1.465(±0.5×10-4),消光系数<10-5.可以得出,在此条件下,我们可以获得可靠的,光学特性最佳的SiO 2薄膜.图5　沉积(a )5min ,(b )10min ,(c )20min ,(d )40min SiO 2薄膜的椭偏测量结果Fig.5　The experimental ellipsometric spectra and results of SiO 2thin film withdifferent deposition time of 5min (a ),10min (b ),20min (c )and 40min (d )3　结论采用PECVD 技术制备了薄膜折射率和沉积速率可控的SiO 2光学薄膜,分析研究了薄膜光学特性随工艺条件的不同而变化的趋势,研究结果表明:1)在本文所选定的工艺参数范围内,工作真空对薄膜的光学性能影响较大,射频功率和温度影响相对较小;2)通过控制薄膜制备工艺参数,薄膜生长速率可控;其随射频功率的增加并不一定线性增加,而是变化缓慢甚至下降;3)增大工作真空或者升高温度,可以提高薄膜的沉积速率,降低薄膜的折射率;4)在Si H 4流量很小的情况下,增加N 2O 的流量,会增加SiO 2薄膜的沉积速率,但容易使薄膜有一个富氮的趋势,提高薄膜的折射率.5)当基底温度为350℃,射频功率100W ,气911　第2期 杭凌侠等:PECVD 工艺参数对SiO 2薄膜光学性能的影响压为100Pa,N2O∶Si H4气流比为20∶28的情况时,SiO2薄膜沉积速率为15nm/min,折射率为1.465,消光系数<10-5,薄膜光学性能较好.参考文献:[1]　董萼良,康新,陈凡秀.利用数字散斑相关法测定聚酰亚胺/SiO2合成薄膜的力学性能[J].实验力学,2005,20(1):11. 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LOU LiΟfang,SH EN G ZhongΟyan,YAO KuiΟhong, et al.PECVD Deposition and Characterization ofThin Silica Film for Optical Waveguide[J].ACTAPhotonica Sinica,2004,24(1):24.(in Chinese)Optical Properties of SiO2Thin Films Prepared by PECV DH A N G L i ngΟX i a,Z H A N G X i ao,Z HOU S hun(Shaanxi Province Key Lab of Thin Films Technology and Optical Test,Xi’an Technological University,Xi’an710032,China)Abstract:　To explore a feasible met hod to p repare optical t hin films by plasma enhanced chemical vapor depo sitio n(PECVD)technology,using Si H4and N2O as reacting gas,SiO2t hin film was successf ully p repared on silicon subst rate by PECVD.Optical p roperties of t he films were examined by MΟ2000U I variable angle incidence spect ro scopic ellip someter.The result s show t hat SiO2t hin film wit h extinction coefficient less t han10-5can be depo sited at t he depositio n rate of(15±1)nm/min under t he condition of subst rate temperat ure350℃,RF power150W and reaction pressure100Pa,in addition t he ref ractive index of t he film(n equals about1.465)can be cont rolled accurately.K ey w ords:　PECVD;SiO2t hin films;experiment parameter;optical properties(责任编辑、校对　张立新) 021 西　安　工　业　大　学　学　报 第30卷。

东南大学材料科学与工程实验报告学生姓名徐佳乐班级学号12011421 实验日期2014/9/5 批改教师课程名称电子信息材料大型实验批改日期实验名称椭圆法测量SiO2薄膜折射率与厚度报告成绩一、实验目的1、了解椭圆偏振法测试的基本原理；2、掌握椭圆偏振法测试的基本操作技能。

二、实验原理椭圆偏振法（简称椭偏法）是一种光学测量技术。

它通过测量一束椭圆偏振光波非垂直的投射到样品上发射后偏振状态的变化，来测量薄膜表面或薄膜的光学参数（折射率及消光系数）及薄膜厚度。

由于偏振状态的变化对样品光学参数的微小差异非常灵敏，因此该方法对薄膜的测量有很高的灵敏度，能测出膜厚1埃左后的变化，测量范围从10埃到几微米。

此外，椭偏法为非接触测量，对样品来说为无损检测。

椭偏法测量技术的基本原理如下图所示，用一束光作为探针入射到均匀介质薄膜样品上，由于样品对入射光中平行于入射面的电场分量（简称p分量）和垂直于入射面的电场分量（简称s分量）有不同的反射系数和透射系数，因此从样品上发射的光，其偏振状态相对于入射光发生了变化。

因此通过观察光在反射前后的偏振状态的改变，从而得到与样品的某些光学参数如折射率和厚度。

三、实验设备及材料SGC-2自动椭圆偏振测厚仪，SiO2薄膜，镊子等。

四、实验内容及步骤实验中切记不能用眼睛直接观察激光束，需要观察光强时，请用白纸挡住光束，观察白纸上的光斑亮度。

1.将样品放置样品台上，待测表面朝向固定板。

开启控制电脑，开启主机电源。

2．打开测试软件，设置光源类型（氦氖激光），衬底类型（Si衬底），入射角度（默认70°），注意入射角度设定值与主机上光源座和接收器座的位置角度一致。

3．点击工具栏“开始”按钮，椭偏仪开始测量，约几分钟后测试结束，此时弹出一对话框，点击对话框上的“快速”按钮，显示测量结果。

4．生长结束后，关闭管式炉加热电源，待炉温冷却到40℃以下后，取出刚玉舟，观察生长的SiO2薄膜的颜色，与附表对比，粗略估计出所生长SiO2薄膜的厚度。

近代物理实验椭圆偏振仪—薄膜厚度测量本实验所用的反射式椭偏仪为通常的PCSA 结构，即偏振光学系统的顺序为起偏器（Polarizer ）→补偿器（Compensator ）→样品（Sample ）→检偏器（Analyzer ），然后对其输出进行光电探测。

一．实验原理1． 反射的偏振光学理论图1 光在界面上的反射，假定21n n <，B ϕϕ<1（布儒斯特角），则rs E 有π的相位跃变，光在两种均匀、各向同性介质分界面上的反射如图1所示，单色平面波以入射角1ϕ，自折射率为1n 的介质1射到两种介质的分界面上，介质2的折射率为2n ，折射角2ϕ。

用（is ip E E ,），（rs rp E E ,），（ts tp E E ,）分别表示入射、反射、透射光电矢量的复振幅，p 表示平行入射面即纸面的偏振分量、s 表示垂直入射面即垂直纸面的偏振分量，每个分量均可以表示为模和幅角的形式)exp(||ip ip ip i E E β=，)exp(||is is is i E E β= （1a ） )exp(||rp rp rp i E E β=，)exp(||rs rs rs i E E β= （1b ） )exp(||tp tp tp i E E β=，)exp(||ts ts ts i E E β=（1c ） 定义下列各自p ，s 分量的反射和透射系数：ip rp p E E r /=，is rs s E E r /=（2a ） ip tp p E E t /=，is ts s E E t /=（2b ） 根据光波在界面上反射和折射的菲涅耳公式：21122112cos cos cos cos ϕϕϕϕn n n n r p +-=（3a ） 22112211cos cos cos cos ϕϕϕϕn n n n r s +-=（3b ） 211211cos cos cos 2ϕϕϕn n n t p +=（3c ） 221111cos cos cos 2ϕϕϕn n n t s +=（3d ） 利用折射定律：2211sin sin ϕϕn n =（4） 可以把式（3a ）-（3d ）写成另一种形式)()(2121ϕϕϕϕ+-=tg tg r p(5a) )sin()sin(2121ϕϕϕϕ+--=s r（5b ） )cos()sin(sin cos 2212121ϕϕϕϕϕϕ-+=p t（5c ）)sin(sin cos 22121ϕϕϕϕ+=s t （5d ） 由于折射率可能为复数，为了分别考察反射对于光波的振幅和位相的影响，我们把p r ，s r 写成如下的复数形式：)exp(||p p p i r r δ= （6a ） )exp(||s s s i r r δ= （6b ） 式中||p r 表示反射光p 分量和入射光p 分量的振幅比，p δ表示反射前后p 分量的位相变化，s 分量也有类似的含义，有ip p rp E r E = （7a ）is s rs E r E = （7b ）定义反射系数比G ：s pr r G = （8）则有: is ip rs rpE E G E E = （9）或者由式（1）式，)](exp[||||)](exp[||||is ip is ip rs rp rs rp i E E G i E E ββββ-=- （10）因为入射光的偏振状态取决于ip E 和is E 的振幅比||/||is ip E E 和位相差（is ip ββ-），同样反射光的偏振状态取决于||/||rs rp E E 和位相差（rs rp ββ-），由式（10），入射光和反射光的偏振状态通过反射系数比G 彼此关联起来。

§10.5 薄膜干涉薄膜干涉：如阳光照射下的肥皂膜，水面上的油膜，蜻蜓、蝉等昆虫的翅膀上呈现的彩色花纹，车床车削下来的钢铁碎屑上呈现的蓝色光谱等。

薄膜干涉的特点：厚度不均匀的薄膜表面上的等厚干涉和厚度均匀薄膜在无穷远出形成的等倾干涉。

一、薄膜干涉当一束光射到两种介质的界面时，将被分成两束，一束为反射光，另一束为折射光，从能量守恒的角度来看，反射光和折射光的振幅都要小于入射光的振幅，这相当于振幅被“分割”了。

两光线 a , b 在焦平面上P 点相交时的光程差Δ取决于n 1, n 2, n 3的性质。

1. 劈形膜 光程差：上表面反射的反射光1光密到光疏，有半波损失；下表面反射的反射光2光疏到光密，没有半波损失（若是介质膜放在空气中，则上表面没有半波损失，下表面有半波损失）。

光程差或者讨论：1 在劈形膜棱边处e=0， 因而形成暗纹。

2 相邻两条明纹(或暗纹)在劈形膜表面的距离。

1n n <干涉条件为,1,2,k k λ=明纹 暗纹 22Δne λ=+=2λ∆=(21),0,1,2k k λ+=,1,2,k k λ=暗纹 明纹ne=(21),0,1,4k k λ+=2,1,2,4kk λ=暗纹明纹3、干涉条纹的移动动应用：1）用劈形膜干涉测量薄片厚度见上图 在牛顿环中，θ逐渐增大，故条纹中心疏，边缘密。

另由暗环半径公式 r 1 : r 2 : r 3 = 1: (2)1/2 : (3)1/2 k ? ? r k ? , 条纹间距? 3)中间条纹级次低 思考：(1) 如果平凸透镜上移，条纹怎样移动平晶 r ∆=22e λ=+=2e λ∆=eLθ∆=透镜上移，膜层厚度增大，条纹级次增大，条纹向外移动。

(2) 白光条纹如何？(3) 在白光照射下，同一级条纹中哪种色的半径大？(4) 如果平板玻璃上有微小的凸起，将导致牛顿环发生畸变，问该处的牛顿环将局部外凸还是内凹？同一级等厚条纹应对应相同的膜层厚度。

中图分类号 :O43 文献标识码 :A文章编号 :1001 - 2443 (2012) 01 - 0032 - 03薄膜材料具有不同于体材料的特殊性质 ,因而在集成电路工艺中有着广泛的应用. 各种薄膜材料 ,包括 半导体 、金属和绝缘体薄膜可以作为器件的功能层1 ,或作为电极2 ,或者作为钝化层保护器件免受环境的影响等等. 薄膜的质量对器件的性能和成品率有着重要的影响 ,因此需要对薄膜质量进行必要的检查 ,厚度 测量是薄膜质量检查的重要内容之一3 .干涉法测量薄膜厚度是实验和生产中较普遍采用的测量方法 ,其优点是设备简单 ,操作方便 ,无需复杂 的计算. 除了常规的空气膜劈尖干涉法外4 ,本文就等厚干涉法的另外两种形式测量薄膜厚度的原理分别 进行了探讨.空气劈尖取一小片硅片部分地覆盖衬底 , 放入反应腔内生长薄膜 , 生长完成后取下硅片即形成台阶. 将薄玻璃片与带有薄膜台阶的样品沿平行于台阶方向对合 , 一端轻轻压紧 , 另一端用纸片分隔 , 形成空气劈尖 ( 如图 1 所示) . 在读数显微镜下便可观察到干涉条纹. 衬底的一半沉积有厚度为 D 的不透明薄膜 , 它改变了空气膜的厚度 , 即改变了光程差 , 从而使直条纹发生弯折[ 5 ]. 为形成条纹的突然弯折 , 薄膜台阶应尽量陡直.第 k 级暗纹位置 e k 由 ( 1) 式确定 ,1 λλ δ = 2 e k += ( 2 k + 1)暗纹k = 0 , 1 , 2 , 3( 1)22干涉条纹为平行于劈尖棱边的直线条纹 , 每一条纹与空气劈尖的一定厚度 e k 对应. 任意两相邻的暗条纹之间的距离 l 由 ( 2) 式决定 ,λ 1 1l s in θ = e k = 2( k + 1)λ - 2k λ = e k +1 - ( 2) 2式中θ为劈尖的夹角. 可见 , 干涉条纹是等间距的 , 而且θ越小 , l 越大 , 即干涉条纹愈疏 , 反之亦然. 沉积了薄膜的一侧的第 k 级暗纹位置 e ′由( 3) 式确定 λ λ 2 e ′k + = ( 2 k + 1)( 3) 2条纹移动的距离 a 满足a sin θ = e ′k - e k = D结合( 2) 、( 4) 两式可以得到 2( 4)λ a D = ·l( 5)2收稿日期 :2011 - 08 - 15基金项目 :国家自然科学基金( 61106011) 作者简介 :左则文( 1978 - ) , 男 , 安徽郎溪人 , 讲师 , 博士 , 主要从事硅基低维材料与器件方面的研究.透明薄膜劈尖很多薄膜材料在可见光范围内是透明的. 这 里 ,我们以 SiO 2 为例来阐述另一种等厚干涉法测 量透明薄膜厚度的原理.在单晶硅( Si ) 衬底上用化学气相沉积的方法 沉积一层 SiO 2 ,切取一小片用于厚度测量. 将待测 样品切面沿某一方向 ( 以一定角度) 轻磨即可形成 如图 2 所示的 SiO 2 劈尖.2 图 1 弯折干涉条纹示意图Figure 1 Schematic diagram of kinked 2f ringes当用单色光垂直照射 SiO 表面时 , 由于 SiO 2 2 是透明介质 ,入射光将分别在 SiO 2 表面和 SiO 22Si界面处反射 ,反射光相干叠加产生干涉条纹. 由于整个 SiO 2 台阶的厚度是连续变化的 ,因此 ,在 SiO 2 台阶上 将出现明暗相间的干涉条纹.在此系统中 ,空气 、SiO 2 、Si 的折射率分别为 1 ,1 . 5 和 3 . 5 ,因此在两个界面上的反射光都存在“半波损失”,其作用相互抵消 ,对光程差不产生影响 ,由此δ = 2 n e k = k λ 明纹k = 0 , 1 , 2 , 3 ( 5)λ δ = 2 ne k = ( 2 k + 1)暗纹k = 0 , 1 , 2 , 32式中 n 为 SiO 2 的折射率 , e k 为条纹处 SiO 2 层的厚度. 在 SiO 2 台阶楔尖处 e k = 0 , 所以为亮条纹.由 ( 5) 式 , 可以得到两相邻明纹之间的 SiO 2 层的厚度差为( k + 1) λ k λ λ ( 6)e k +1 - e k =- 2 n = 2 n2 n 同样 , 两相邻暗纹之间的 SiO 2 层的厚度差也 为 λ . 2 n由此可见 , 如果从 SiO 2 台阶楔尖算起至台阶顶端共有 m + 1 个亮条纹 ( 或暗条纹) , 则 SiO 2 层的厚度应为λ m2 n( 7)D = 图 2 SiO 2 劈尖形成的干涉示意图Schematic diagram of int erference o n SiO 2 wedge因此 , 已知 SiO 2 的折射率 n ( ≈ 1 . 5 , 与生长条Figure 2 件有关) , 通过读数显微镜观察条纹数即可由( 7) 式得到透明薄膜的厚度. 实验结果与分析以单晶硅作为衬底 ,采用化学气相沉积的方法生长非晶硅薄膜 ,沉积过程中用小片硅片部分遮盖以形成台阶. 作为参考 ,首先用扫描电子显微镜( SE M ) 对 其剖面进行测量 ,得到薄膜的厚度约为 755 n m. 再用 空气劈尖法对薄膜的厚度进行测量 ,得到如下的数据 :3l ( mm )a ( mm )D ( nm )1 230 . 135 0 . 136 0 . 1340 . 353 0 . 352 0 . 354770 . 455 762 . 624 778 . 404实验所用钠双线的波长为分别为 589 . 0 n m 和 589 . 6 nm ,取其平均值 589 . 3 nm 作为入射波长. 计算得到的薄膜平均厚度为 770 . 5 nm ,与扫描电子显微镜测量的结果非常接近 ,表明空气劈尖法可以比较精确地测量薄膜的厚度.利用化学气相沉积法在硅片上生长 SiO 2 薄膜 ,并采用如前所述的方法形成 SiO 2 的劈尖 ,并用读数显微 镜测量劈尖上的干涉条纹. 读数显微镜观察到 SiO 2 劈尖上共有 5 条完整的亮纹 ,即 m = 4 . 取 SiO 2 的折射率为 1 . 5 ,利用公式 ( 7) 计算得到薄膜的厚度约为 785 . 7 n m ,而用扫描电子显微镜测量的剖面厚度约为 853参考文献 :周之斌 ,张亚增 ,张立昆 ,杜先智. 光电器件用铟锡氧化物 I T O 薄膜的制备及特性研究J . 安徽师范大学学报 :自然科学版 ,1995 ,18 ( 2) :66 - 69 . 万新军 ,褚道葆 ,陈声培 ,黄桃 ,侯晓雯 ,孙世刚. 不锈钢表面修饰纳米合金膜电极的电催化活性研究J . 安徽师范大学学报 : 自然科学版 , 2007 ,30 ( 5) :567 - 569 .高雁. 真空蒸发镀膜膜厚的测量J . 大学物理实验 ,2008 ,21 ( 4) :17 - 19 .方正华. 大学物理实验教程M . 合肥 :中国科学技术大学出版社 ,2010 :123 - 129 . 单慧波. 牛顿环实验的拓展J . 物理实验 ,1996 ,16 ( 6) :290 .1 2 3 4 5Two Methods f or Mea s uring the Thickness of Fil m s B a s ed on EqualThickness I nterf e renceZU O Ze 2wen( College of Physics and Elect ro nics Inf o r matio n , Anhui No r m al U niversit y , Wuhu 241000 , China )Abstract : Equal t h ickness interference met h o d is widely applied in p r o d ucti o n due to it s sim ple equip m ent ,co nvenient operati o n , and unco m plicated analysis p rocess. In t his paper , t he p rinciple of t wo met ho d s fo rmeasuring t he t hickness of films based o n equal t hickness interference was discussed. In t hese met ho d s ,m o nochro matic light ref lect s at top and bot to m interf aces of t he wedge 2shaped air o r t ransparent material f ilm s ,w hich is fo r med by utilizing t he step of films , and fo r ms t he interference f ringes. By measuring t he parameters of f ringes , t he t hickness of t he film can be o btained. C o m pared to film 2wedged met ho d , air 2wedged met h o d ism o re appliable due to it s sim pleness and p r ecisi o n .K ey w ords : equal t h ickness interference ; films ; measurement of t h e t h ickness。