[发明专利]一种适用于晶格失配外延材料的RT探测器及其应用

权利要求书

1.一种适用于晶格失配外延材料的RT探测器，其特征在于：包含一个光源和n个子接收器；

所述光源用于发出入射光，所述入射光传播到外设外延片表面形成光信号；

所述子接收器用于接收由对应外延片形成的光信号，并对所接收的光信号进行光电转换以获得电信号；

其中，13≤n≤21；

所述n个子接收器的分布方式为阵列式分布；

所述阵列式分布为同心圆式排列、点阵式排列或半球式排列；

所述入射光的波长范围为300~1800nm；

所述入射光的波长连续可调；

每个相邻子接收器的有效探测区域边界充分交叠无盲区；

所述子接收器还与控制器相连；

所述控制器用于根据所述电信号分别计算各外延片的温度。

2.一种如权利要求1所述的适用于晶格失配外延材料的RT探测器在监测外延片生长过程中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：

将外延片置于外延片载具中，并控制所述外延片与所述外延片载具的运动状态保持一致；

依据外延片生长状态调整所述RT探测器监控方式，使所述RT探测器与所述外延片竖直方向上处于相对静止的状态以观测外延片的生长过程；

所述外延片载具为石墨盘；外延片生长状态为外延片翘曲情况；

所述外延片的翘曲程度的计算方法为：

子接收器所探测的反射光斑位置在X、Y方向，由于光束在外延片表面发生反射，反射光点的位置坐标x和y取决于入射光当前所在外延片位置的局部倾斜程度；

倾斜角的切向分量α_t和径向分量α_r与x和y满足如下关系：

α_t=C_angle x （1a）；

α_r=C_angle y (1b)；

其中，C_angle为校正参数；

光学头的光轴z与石墨盘的旋转轴平行；

所述光学头用于产生入射光；

当石墨盘旋转时，沿半径R_B的弧度采集角度α_t(f)、α_r(f)，作为替代外延片中心位移角f的函数；

R_B为光束点B与旋转轴的径向距离；

在良好的近似条件下，外延片表面可以被视为球体的一部分；

这个球体可以用其半径R_球和点N的位置来描述；

R_球为该外延片的翘曲半径；

点N为球体中心点M到外延片平面的投影；

通过点N与旋转轴的径向距离R_N和与外延片中心的角距离f_Ν来定义点N；

旋转球面的切向分量角α_t(f)和径向分量角α_r(f)由以下方程描述：

α_t(f)=a sin(f-f_N) (2a)；

α_r(f)=a cos(f-f_N)-b (2b)；

其中：a=R_N/R_球 (3)；

b=R_B/R_球 (4)；

模型函数（2a，2b）中的参数a,b, f_N的集合，从收集到的α_t(f)和α_r(f)数据，并以这些数据作为线性方程组的解得到；

计算每一片外延片的a,b,f_N值；

求出每个外延片的翘曲半径R_球和倾斜度α_C,r, α_C,t：

R_球=R_B/b (5)；

α_C,r = a cosf_N-bR_C/R_B (6a)；

α_C,t = a sinf_N (6b)；

R_C为外延片中心C与旋转轴的径向距离；

用R_球重新计算外延片的曲率；

K=1/R_球 =b/ R_B (7)；

K0表示凹面；K0表示凸面；

外延片的倾斜率d通过曲率计算出来：

d=K∅wafer²/8 (8)；

其中：∅wafer为外延片的直径。