光谱型椭圆偏振法是非侵入性、非破坏性、非接触式的，可以让用户同时测定多层薄膜特性。该技术具有速度快、无需样品制备、高精度、可重现性等特点。对 10 nm 以下的薄膜非常敏感，并且覆盖 190-2100 nm 的宽光谱范围。椭圆偏振光谱仪几乎适用于任何薄膜材料，是原位应用的理想选择。
适用于椭圆偏振光谱仪的材料包括半导体、电介质、聚合物、有机物和金属。椭圆偏振仪也可用于研究固-液或液-液界面。
根据材料的类型，椭圆偏振仪可以测量从几埃到几十微米的厚度。光可以进入材料多深取决于材料的吸收系数。对于光学不透明的样品，例如大于约 50 nm 的金属膜，椭偏仪只能测定光学特性，而不能确定厚度。因为金属具有很强的吸收性，所以光的穿透深度非常浅。另一方面，对于透明或半透明样品，椭偏仪可测量的最大厚度取决于仪器的光谱分辨率。
根据仪器配置的不同，椭偏仪覆盖的光谱范围在 190 nm-2100 nm 之间。例如，Auto-SE 和 Smart-SE 仪器的固定光谱范围为 450 nm 至 1000 nm，UVISEL PLUS 提供两种不同的光谱范围：190 nm-885 nm 和 190 nm-2100 nm。
近红外区域可用于测量在可见光范围内吸收的材料厚度以及厚的薄膜样品，NIR 也会帮助您了解 NIR 区域的光学特性。
远紫外 （FUV） 区域可用于确定电介质和半导体的带隙、结晶度、成分和吸收。它还有助于测量超薄膜和低折射率对比度的薄膜。当然，对于需要了解材料在该区域的光学特性的应用，例如光刻，在 FUV 范围内进行测量是必要的。
椭圆偏振法和反射法都是非接触式光学技术，都需要建模才能获得结果。然而，反射仪测量光的强度比，而椭圆偏振法测量光的偏振状态（即电场矢量）的变化。
反射法对薄膜厚度的微小变化不敏感，因此通常用于较厚 （>100 nm） 的样品，而椭圆偏振法对超薄膜非常敏感。右图样品是 c-Si 上的自然氧化层，显示了反射法（顶部）测量的反射率和椭圆偏振法（底部）测量的参数 Δ。
显然，反射法对超薄层不敏感，而椭圆偏振法则对超薄层敏感。此外，由于反射法是基于强度的，因此灯强度的变化等情况可能会改变结果。椭圆偏振法是基于偏振的，因此灯的强度仅对获得良好的信噪比重要。椭偏仪也可以测量反射率和透射率。
反射法能够测量单片和厚膜 （>100 nm），在薄膜 （<100nm）时灵敏度不如椭偏仪高。此外，反射法通常用于单层透明薄膜，无法测量多层、各向异性、吸收和/或浓度梯度的样品。
椭圆偏振光谱仪可应用于任何有薄膜的领域，包括：光伏、微电子和半导体、平板显示器、光电子、冶金、光学涂层、生物化学、纳米技术、聚合物和有机材料。用椭圆偏振法测量并用于上述应用的一些材料包括 c-Si、a-Si、p-Si、mc-Si、CdTe、CIGS、CdS、SiN、SiC、GaAs、AlGaAs、AlN、InGaN、SnO2、SiO2、PET、PEN、ZnO、PbS、PbSe、TiO2、Al、Ag、Au 和碳纳米管等。
如果您不确定您的应用是否适用于椭圆偏振光谱仪，请联系我们。