[发明专利]一种MOCVD设备实时测温系统自校准装置及方法

摘要

本发明公开了一种MOCVD设备实时测温系统自校准装置及方法，属于半导体制造技术领域。该装置包括MOCVD反应腔及光学探测器，MOCVD反应腔包括外延片，MOCVD反应腔的顶部设有探测窗口，光学探测器通过探测窗口向外延片发出波长分别为λ₁和λ₂的探测光束，光束外延片反射后形成的反射光束由光学探测部分探测。该方法根据实际热辐射比值，在理论热辐射比值‑温度曲线上描出与实际热辐射比值对应的点；将点对应的温度T的值代入公式，分别得到校准系数m₁和m₂。该方法及装置实现了MOCVD设备实时测温系统自校准，能够保证外延片生长温度测量一致而又精确。

主权项

1.一种基于MOCVD设备实时测温系统自校准装置的自校准方法，其中，所述MOCVD设备实时测温系统自校准装置包括MOCVD反应腔(1)及光学探测器(6)，所述MOCVD反应腔(1)包括外延片(4)，所述MOCVD反应腔(1)的顶部设有探测窗口(5)，所述光学探测器(6)通过所述探测窗口(5)向所述外延片(4)发出波长分别为λ1和λ2的探测光束，所述光束经所述外延片(4)反射后形成的反射光束由光学探测部分探测，其特征在于，包括以下步骤：测量不同温度下，黑体炉的响应光谱P(λ,T)；根据计算第一种波长λ1和第二种波长λ2分别对应的理论热辐射功率比值r0(T)；其中，P0(λ1,T)，第一种波长λ1对应的热辐射功率，λ1，第一种波长，Δλ1，第一种波长λ1对应的带宽，f1(λ)，光学探测器(6)在第一种波长λ1下的响应函数，g1(λ)，第一种波长λ1对应的辐射光在光学器件的透过率，P(λ,T)，黑体炉的响应光谱，τ(T)，光谱传输曲线的表达式，P0(λ2,T)，第二种波长λ2对应的热辐射功率，λ2，第二种波长，Δλ2，第二种波长λ2对应的带宽，f2(λ)，光学探测器(6)在第二种波长λ2下的响应函数，g2(λ)，第二种波长λ2对应的辐射光在光学器件的透过率，T，温度；r0(T)，第一种波长λ1和第二种波长λ2分别对应的理论热辐射功率比值；根据所述温度和对应的理论热辐射功率比值r0(T)，进行最小二乘拟合，得到理论热辐射比值‑温度曲线；测量不同温度下，第一种波长λ1对应的实际热辐射功率，第二种波长λ2对应的实际热辐射功率，并得到实际热辐射比值；根据实际热辐射比值，在理论热辐射比值‑温度曲线上描出与所述实际热辐射比值对应的点；将所述点对应的温度T的值代入分别得到m1和m2；其中，L(λ1,T)，第一种波长λ1对应的实际热辐射功率，L(λ2,T)，第二种波长λ2对应的实际热辐射功率，m1，第一种波长λ1对应的校准系数，m2，第二种波长λ2对应的校准系数，f1(λ)，光学探测器(6)在第一种波长λ1下的响应函数，g1(λ)，第一种波长λ1对应的辐射光在光学器件的透过率，f2(λ)，光学探测器(6)在第二种波长λ2下的响应函数，g2(λ)，第二种波长λ2对应的辐射光在光学器件的透过率，ε(λ)，外延片(4)表面的发射率，T，温度，λ1，第一种波长，Δλ1，第一种波长λ1对应的带宽，λ2，第二种波长，Δλ2，第二种波长λ2对应的带宽，k，玻尔兹曼常数，k＝1.3806×10‑23J/K，h为普照朗克常数，h＝6.626×10‑34J·s，c，光在真空中传播速度，c＝3×108m/s。