[发明专利]一种薄膜外延生长在线实时表征装置

权利要求书

1.一种薄膜外延生长在线实时表征装置，其特征在于，包括光源、探头以及傅里叶变换光谱仪；

所述的探头包括第一分光镜、平凸透镜、第一聚焦透镜、共焦针孔、第一准直透镜以及第二聚焦透镜；光源发出单色的激发光被第一分光镜反射后，由平凸透镜聚焦，通过MOCVD反应腔顶部的观察窗口，将聚焦点照射在外延片上；外延片聚焦点照射区域被激发的拉曼光谱信号被平凸透镜收集并通过第一分光镜透射后，经第一聚焦透镜汇聚，在第一聚焦透镜的焦点处为共焦针孔，被激发的拉曼光谱信号经过共焦针孔经过空间滤波抑制杂散光后，经第一准直透镜变为平行光以及第二聚焦透镜聚焦进入第一光纤耦合器，然后经过光纤传输到傅里叶变换光谱仪；

傅里叶变换光谱仪将接收的拉曼光谱信号的亮度谱在时间域作展开，再有傅里叶变换将时间域亮度谱变换为在空间域色散的谱，提取出光谱。

2.根据权利要求1所述的在线实时表征装置，其特征在于，在所述的激发光的光路中加入第二分光镜，光源发出单色的激发光经过第三光纤耦合器进入探头、然后由第二准直透镜变为平行光，经过第二分光镜透射后使激发光进入共焦光路即被第一分光镜反射，由平凸透镜聚焦的光路，同时第二分光镜将包括反射光谱、热辐射光谱的反射光束反射传送到探测器进行采集、分析；其中，所述的反射传送为反射光束经第二分光镜反射后进入第三聚焦透镜汇聚进入第二光纤耦合器，然后由光纤传送至探测器中，探测出反射光谱信号以及热辐射光谱信号。

3.根据权利要求2所述的在线实时表征装置，其特征在于，还包括一主控制器；

主控制器对反射光谱信号进行实时采集与分析，并根据预测结果通过迈克尔逊干涉仪的光程差控制单元408控制移动反射镜407的位移，使每次拉曼光谱信号提取都外延片上。

4.根据权利要求3所述的在线实时表征装置，其特征在于，主控制器分析反射光谱信号，得到石墨载片盘的角位移，准确预测同一外延片的同一点位置，保证每一次激发拉曼光谱的位置，都具有很好的准确重复定位；同时，控制迈克尔逊干涉仪的移动反射镜，每当预测的外延片随石墨载片盘回转1周，预测点重新对准探头时，都移动了1个恒定的光程差ΔL。

5.根据权利要求3所述的在线实时表征装置，其特征在于，石墨载片盘的转动速度较慢（通常在200rad/min以下），在这种情况下，干涉仪的光程差则可以每转1圈变化多个ΔL，移动后，主控制器分析反射光谱信号，得到石墨载片盘的角位移，准确预测外延片的不同点位置，并在每个不同位置点移动一个ΔL。

6.根据权利要求4或5所述的在线实时表征装置，其特征在于，当迈克尔逊干涉仪的光程差从0开始（或者从某个初始值开始），以石墨载片盘每转1圈递增ΔL的方式在运行，石墨载片盘转动n圈之后，光程差达到最大值L，然后以每转1圈递减ΔL的方式，光程差返回0（或者某个初始值），依次循环。