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)測技術與設備,對MOCVD外延生產過程中的多個參數進行實時地在線監(jiān)測,可以在一定程度上提高產品良率與重現性,優(yōu)化生長工藝。隨著國產MOCVD設備的發(fā)展,為其開發(fā)配套的在線監(jiān)測設備已勢在必行。
　　本文通過特殊的光學設計,以及生產過程中的有意降溫,首次實現了Si襯底InGaN/GaN MQW LED外延生長過程中的在線PL譜監(jiān)測。給出了一種應用于MOCVD反應室的多功能(可同時實現940nm、1550nm的兩個單波長

2、測溫和一個雙波長比色測溫,以及兩個波長的激光干涉曲線)紅外輻射測溫探頭的光學設計。開發(fā)了一種能夠用于校正MOCVD紅外測溫窗口面積并發(fā)射標準溫度的便攜式校準工具。利用自主搭建的可徑向移動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(氣體種類、氣體比例、氣量、壓強)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外延片的生長進行在線PL監(jiān)測過程中發(fā)現:當溫

3、度在290至500℃范圍內時,n-GaN層的黃帶發(fā)光強度隨著溫度的升高而增強。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,嚴重減弱了黃帶和MQW的PL譜強度。
　　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,都必須進行發(fā)射率修正得到外延片的真實溫度。雙波長比色測溫對應的表觀溫度與真實溫度的偏差最小,且比色法測溫的校準修正比另兩種簡單,受發(fā)射率影響