[发明专利]一种氮化物外延生长过程中薄膜纵向温度场的测量装置及方法

摘要

本发明针设计了一种针对氮化物外延生长过程中薄膜纵向温度的测量方案，属于半导体测量技术领域。外延生长技术是现在制备氮化物材料最有效的方法之一，其在生长过程中的温度制约着器件的性能，且由于复杂严格的薄膜生长反应环境，直接用热电偶测量难度较大。一般采用非接触式测温法测量基底石墨盘温度，但是由于基底温度很高，导致薄膜梯度生长过程中纵向温度梯度较大，从而无法对外延薄膜生长情况进行精确控制。本发明分别采用紫外与红外辐射测温方法测量了外延层表面的温度和衬底底面石墨盘的温度，采用有限元仿真的方法对衬底底面到外延层表面进行了热场分析，得到了从衬底到外延层的纵向温度场，为氮化物生长过程中温度的调控提供了有利依据。

主权项

1.一种氮化物外延生长纵向温度场的测量装置，该装置包括红外探测光路、紫外探测光路和计算器；/n其中红外探测光路包括红外辐射探测光路和红外反射探测光路，所述红外辐射探测光路包括：光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片、第三探测器，待测物体辐射红外光线依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片到达第三探测器；所述红外反射探测光路包括：940-1050nm光源、第一准直透镜、第一分光镜、第一探测器、第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片、第三探测器，由940-1050nm光源发出的光线经过第一准直透镜后被第一分光镜分为两束，一束由第一探测器探测，另一束依次经过第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头后照射待测物体，待测物体的反射光再依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片到达第三探测器；/n紫外探测光路包括紫外辐射探测光路和紫外反射探测光路，所述紫外辐射探测光路包括：光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片、第四探测器，待测物体辐射的紫外光依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片达到第四探测器；所述紫外反射探测光路包括400-450nm光源、第二准直透镜、第二分光镜、第二探测器、第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片、第四探测器，由400-450nm光源发射的紫外光:首先经过第二准直透镜后被第二分光镜分为两束，一束由第二探测器探测，另一束经过第一分色片反射后一次经过第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头后照射待测物体，待测物体的反射光依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组后经过第二分色片，再经过第一聚焦镜、第一滤光片达到第四探测器；/n所述的940-1050nm光源、400-450nm光源、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器由计算器控制。/n