椭圆偏光法是一种非接触式、非破坏性的薄膜厚度、光学特性检测技术。椭偏法测量的是电磁光波斜射入表面或两种介质的界面时偏振态的变化。椭偏法只测量电磁光波的电场分量来确定偏振态，因为光与材料相互作用时，电场对电子的作用远远大于磁场的作用。

折射率和消光系数是表征材料光学特性的物理量，折射率是真空中的光速与材料中光的传播速度的比值N=C/V；消光系数表征材料对光的吸收，对于透明的介电材料如二氧化硅，光完全不吸收，消光系数为0。N和K都是波长的函数，但与入射角度无关。

椭偏法通过测量偏振态的变化，结合一系列的方程和材料薄膜模型，可以计算出薄膜的厚度T、折射率N和吸收率（消光系数）K。

椭偏法测量具有如下优点：

(1)能测量很薄的膜(1nm)，且精度很高，比干涉法高1~2个数量级。

(2)是一种无损测量，不必特别制备样品，也不损坏样品，比其他精密方法如称重法、定量化学分析法简便。

(3)可同时测量膜的厚度、折射率以及吸收率。因此可以作为分析工具使用。

(4)对一些表面结构、表面过程和表面反应相当敏感，是研究表面物理的一种方法。

半导体的椭圆偏振光谱

椭偏术(椭圆偏振光测量技术)的工作原理虽然建立在经典电磁理论上，但却有原子层级的灵敏度．近年来，椭偏术有了新发展．椭圆偏振光谱把椭偏术从单波长测量扩展成光谱测量，既保存了原有特点： 如非破坏性测量、原子层灵敏度、设备相对简单等，又增加了新内容和能力．第一，它从单波长变到多波长，可定出被测物质的色散关系，从而提供对电子能谱结构等的了解；第二， 由于它获取更多信息，使椭偏术发展成为精细定量分析技术，可应用于测定空间非均匀分布、结构分析、界面分析及粗糙面分析等方面，不再必须用理想的体样品或薄膜样品了，可以对不均匀、各向异性、有结构的样品进行较精细的分析。

我们近年来测量的椭偏光谱是在紫外及可见光范围，波长为2600—8600

离子注入硅的损伤分布

半导体样品在离子注入过程中引起辐照损伤，过去测定辐照损伤主要用背散射技术等，椭偏术也是一种近期发展起来检测损伤的方法。过去，单波长椭偏术需要与剖层技术结合，才能定出损伤分布．近来我们采用椭偏光谱结合剖层技术，可更准确地定出As注入Si的损伤分布(见图4)，并找出确定损伤分布的最合适波长，不是常用的6328 \dot{A}，而是3600—5000