随着半导体电路的集成度越来越高,导致了微电子的关键技术尺寸开始进入纳米技术领域,因此对微电子测量技术也提出了新的挑战。由于散射度量术的诸多优点,使得这种测量技术被广泛使用,作为一个散射度量术的重要应用,OCD (Optical Critical Dimension,光学关键尺寸)测量技术因其无损、方便、高效,并逐渐成为关键尺寸测量和分析领域中的主流技术,但是这种技术受到衍射极限的限制使其分辨率不能超过其半个工作波长。光学超分辨技术的出现可以提高OCD技术的分辨率,从而提高其测量精度。本文的题目为超分辨在光电检测中的应用,但是由于光电检测的范围太大,因此本文主要是将超分辨技术应用到微电子结构关键尺寸测试(OCD)技术中。首先介绍了金属透镜的模型以及其实现衍射极限突破的理论推导,运用CST软件对金属透镜进行建模,设置线光源的频率,并在远场设置天线接受线源的时域信息和频域信息。再通过天线接收的信息反演出源光源的频谱,并通过比较在没有金属透镜的情况下反演出的源光源的频谱来得到突破衍射极限效果。通过改进微波频段的金属透镜,在光波频段其衍射极限的仿真结果为λ/34。然后对各向异性材料的电磁理论进行了推导,运用CST建模出由各向异性材料组成的同心圆柱形双曲透镜设备,利用线光源作为发射源,将其放置在圆柱形设备的内壁,通过仿真可以在外壁得到放大的图像,仿真结果的其分辨率为λ/15。最后将金属透镜应用到OCD技术中,测得反射效率,再通过MATLAB编程来拟合出光栅的参数,与不使用金属透镜情况下实验测得的光栅参数相比,误差由原来的8%提高到3%。本文中提到的超分辨技术虽然其分辨率分别达到λ/34和λ/15,但是目前只局限于理论仿真,将其应用到工程中还需要进一步的研究。与不使用超分辨技术时实验测得的光栅参数相比,其误差得到了缩小,提高了测量精度。