MOCVD在線光致發(fā)光與紅外測溫研究.pdf

1、通過有效的在線監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備,對MOCVD外延生產(chǎn)過程中的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測,可以在一定程度上提高產(chǎn)品良率與重現(xiàn)性,優(yōu)化生長工藝。隨著國產(chǎn)MOCVD設(shè)備的發(fā)展,為其開發(fā)配套的在線監(jiān)測設(shè)備已勢在必行。
　　本文通過特殊的光學(xué)設(shè)計(jì),以及生產(chǎn)過程中的有意降溫,首次實(shí)現(xiàn)了Si襯底InGaN/GaN MQW LED外延生長過程中的在線PL譜監(jiān)測。給出了一種應(yīng)用于MOCVD反應(yīng)室的多功能(可同時(shí)實(shí)現(xiàn)940nm、1550nm的兩個(gè)單波長

2、測溫和一個(gè)雙波長比色測溫,以及兩個(gè)波長的激光干涉曲線)紅外輻射測溫探頭的光學(xué)設(shè)計(jì)。開發(fā)了一種能夠用于校正MOCVD紅外測溫窗口面積并發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)溫度的便攜式校準(zhǔn)工具。利用自主搭建的可徑向移動(dòng)的單波長紅外輻射測溫儀,研究了MOCVD在Bake過程中,不同工藝參數(shù)(氣體種類、氣體比例、氣量、壓強(qiáng))對石墨盤上表面溫度的影響。通過以上研究得到:
　　1)在對Si襯底InGaN/GaN MQW LED外延片的生長進(jìn)行在線PL監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn):當(dāng)溫

3、度在290至500℃范圍內(nèi)時(shí),n-GaN層的黃帶發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。黃帶峰值波長幾乎不受p-GaN層有無的影響。然而,p-GaN層的存在,嚴(yán)重減弱了黃帶和MQW的PL譜強(qiáng)度。
　　2)對于MOCVD生長Si襯底GaN外延層的測溫,三種紅外輻射測溫的表觀溫度都不能滿足其精度要求,因此,都必須進(jìn)行發(fā)射率修正得到外延片的真實(shí)溫度。雙波長比色測溫對應(yīng)的表觀溫度與真實(shí)溫度的偏差最小,且比色法測溫的校準(zhǔn)修正比另兩種簡單,受發(fā)射率影響