基于GAN的LED和电力电子设备目前是一个非常活跃的研究，开发和生产领域。虽然精确可再现的衬底温度测量对于改进的过程控制，并且最终更好的设备性能，但电流技术不足以准确可重复的晶片温度测量。所有形式的热测定法，包括发射率校正的高温计（ECP），依赖于测量来自样品的黑色体辐射的技术，这发生在对GaN和SiC材料引起的波长上发生的波长。欧洲杯足球竞彩因此，所有电流温度测量基于来自加热器的辐射或样品后面的基座（在MOCVD中），并且不会使样品本身的直接温度测量。 KSA强盗系统的关键优势之一是它测量晶片的基本材料，即温度依赖的带隙。该测量通过监测材料的吸收边缘并且不依赖性而不是强度，如热烈计读数。在沉积在蓝宝石上的GaN的情况下，KSA强盗测量GaN膜本身的温度，而不是基座，加热器或基板的温度。（蓝宝石是绝缘体并且没有带隙。）由于SiC是具有与GaN类似的带隙的半导体，因此在使用SiC作为用于GaN的膜的基板时可以使用相同的硬件。因此，测量不通过改变视图端口传输，杂散IR源，改变反应堆发射率等的影响。此外，现在从未在测量由于气流对流或衬底弯曲引起的温度变化之前，产生了一种测量GaN ePIWafers真正温度的新方法。 
乐队边缘技术KSA强盗是利用半导体材料的温度依赖性吸收边缘来确定衬底温度的非接触式，非侵入性，实时绝对晶片温度传感器。欧洲杯足球竞彩吸收边缘位置与材料的带隙能量直接相关，这些带隙能量又依赖于温度。虽然存在对大多数感兴趣材料的温度的带隙依赖性的经验和理论方程，但在实践中，这些方程不考虑掺杂效果，散射和仪器响应。欧洲杯足球竞彩结果，产生实验校准曲线或将测量的吸收边缘波长映射到先前校准温度值的实验校准曲线或查找表更准确。k空间已经开发出一种校准特定晶片的带边缘温度依赖性，具有直接安装在样品的校准热电偶的频带边缘温度依赖性的经验方法（图1）。使用强盗系统的后续温度测量基于该直接温度与带边缘关系。 
图1。KSA Bainit校准用于GaN。 腔室安装选项KSA强盗可以用两种模式操作： 1。反射模式:(如图2所示）宽带光源以非分隔角与强带探测器安装。这种配置用于监测需要在更短的波长（即GaN，SiC，ZnO）上的带边缘与温度检测的传统材料，通过定欧洲杯足球竞彩制光谱仪。双端口和单端口选项都适用于大多数商业MBE和MOCVD电抗器。 2。传输模式:基片加热器用作覆盖红外光谱范围(即GaAs, InP和Si)的带边与温度应用的光源。不需要二次光源。 
图2。KSA强盗双端口反射模式配置。 GaN使用的调理在短波段的kSA BandiT响应是非线性的，这意味着光源的输出功率较低，光谱仪在最短波长(380-520 nm)的灵敏度较低。为了解决这个问题，仪器的响应必须分离出信号，以看到清晰的吸收边。这是通过将灯的功率设置为随后温度监测时使用的功率水平，取一个室温参考光谱来实现的。然后从样品中获得的光谱除以参考光谱，以获得吸收边缘位置。经过参考线划分和后续处理后，可以清楚地看到吸收边(图3)。该系统现在可以用于氮化镓薄膜温度监测。 
图3。加工MOCVD GAN光谱。 GaN BandiT MOCVD配置GaN强盗系统安装在Aixtron G2 MOCVD反应器上，修饰用于GaN生长（图4）。设计光源和检测器以便于将在晶片表面的正常入射处安装到单个1.33“CF或类似的视口上。所使用的光源是改进的液体光导装置，使得宽带光与生长表面的优异耦合能够实现。由于单侧抛光的蓝宝石基板（SSP）的粗糙背面（SSP）和靠近晶片表面，存在强大的漫射信号进行分析。得到的带边缘信号不受系统内晶片的行星旋转的影响。 
图4。MOCVD GAN BANDIT配置。 MOCVD增长结果为了评估kSA BandiT用于MOCVD生长，系统在光学器件生长过程中遇到的各种条件下进行了测试(例如HBLEDs和激光二极管)。这包括到生长温度的温度斜坡，氮化镓和InGaN沉积，以及随后对单个晶圆温度信息的分析。 测试的AIXTRON G2 MOCVD反应器在基座上具有9个晶片位置，通常以6-10rpm旋转。G2具有气体箔旋转，因此每个晶片在整个基座的较慢转速外，每个晶片旋转。KSA GaN匪徒能够在旋转期间空间地解析所有晶片的温度。所获取的数据表明，气箔旋转对绝对带状温度测量没有轴承。由于漫反射方法对角度变化不敏感，因此可以预期该结果，特别是在SSP基板上。 图5显示了温度斜坡期间的强盗数据。请注意，数据中的表观噪声根本不是噪音，而是晶片之间的温度变化（见插图）。这里所采取的数据显示了每个晶片大约12的温度测量，产生空间分辨的温度测量。注意，图5中所示的温度分布在比此处所示的时间尺度更长的时间尺度是可重复的。 
图5。MOCVD温度斜坡和多晶片温度检测稳定。 为了更接近地观察效果，从带状软件中提取单个晶片温度数据，以产生空间分辨的温度信息。在旋转期间拍摄数据，用于恒定热电偶（TC）和950℃的热测定温度。强盗系统被配置为在6 rpm下每晶片进行12次测量。虽然用Tc和高温计测量恒定温度，但图6显示了从边缘（10度更热）到中心的透明热梯度（冷却器，局部热点）。这些结果最有可能来自基板和基座之间的物理接触变化。强盗能够处理数据并抛弃来自压板的信号或从压板内的空位置，仅产生来自晶片的温度数据，这不受晶片或基座位置的机械“行走”的影响。 
图6。3“在MOCVD行星旋转期间空间分辨的晶片表面温度。 由于IngaN具有比GaN的较小带隙（预期吸收GaN信号），因此生长1000埃以验证继续遵守温度测量所需的强带边缘信号。图7中的数据在沉积期间没有在沉积期间的温度变化，这是由于与GaN层相比没有从IngaN层中没有额外的IR吸收而预期的。这里所示的数据是显示相同温度曲线的更长数据集的子集。沉积了总共1000埃。注意，在InGaN层的沉积期间，原始强盗光谱信号在沉积期间（由于从较小的带隙覆盖器的吸收），但由于计算不依赖于信号电平而不会影响强度测定的强度测定。有趣的是，在IngaN沉积期间，KSA强盗实际上测量了晶片表面Vs的轻微温度升高。通过高温计读取的降低，这与预期结果与来自高温计的错误读数是一致的。 
图7。1000Å翅晶甘翅甘油甘草甘草。晶片屈服振荡的温度梯度。 最后，提取温度数据两种单独的晶片以说明如何在生产MOCVD系统中使用强盗（参见图8）。由于强盗能够光学地解析多件温度，因此可以测量，分类，输出晶片上任何点的单个晶片温度，并输出到适当的控制系统。 
图8。提取两个独立晶圆在电纳上的晶圆中心点温度。 MBE增长结果GaN BandiT系统在配备射频氮等离子体源和固体源渗出细胞的Veeco GEN 200 MBE反应器上进行了测试。标准光源安装在与基板垂直入射的2.75”视图端口上，检测器安装在与基板垂直入射的2.75”视图端口上，与基板垂直入射的角度约为18°，如图9所示。在对该系统进行调节以适应GaN的使用后，收集了蓝宝石和SiC衬底上的GaN的数据。 
图9。强盗装在Veeco GEN200 MBE上。 在图10中示出了50℃斜坡间隔期间的典型数据。注意，尽管在每个平台处稳定，但在浸泡时间内实际的样品温度降低。 
图10。50ºC斜坡期间的MBE GaN温度测量。 在GaN沉积过程中获取BandiT数据，以确定镓源和射频氮等离子体源对温度测量的影响。图11显示了GaN模板生长前的温度斜坡，然后冷却，最后在2395秒开始沉积。生长开始时的温度数据没有差异。还需要注意的是，在打开氮等离子体之前，纯镓的初始生长时间为5秒，以确保表面的润湿，以便后续的化学计量GaN的生长。最初的镓润湿也不会影响BandiT测量。在沉积过程中监测温度2.3小时，对应于大约1.2µm的额外GaN膜。我们没有看到温度的明显变化，说明添加GaN材料后吸收没有明显变化。 
图11。GaN沉积，温度信号没有变化。 对于那些使用SiC晶片用于GaN MBE的人，我们还通过金属背涂层评估双面抛光的6H SiC基板。DSP表面充当镜子，反映了大部分入射光。然而，通过使用相同的参考方法除以背景，观察到通过SiC衬底本身直接温度测量的清晰带边缘（参见图12）。由于SiC的带隙类似于GaN的隙，因此可以使用相同的强盗系统硬件。 
图12。DSP 6H强盗吸收光谱。 概括本研究显示了一种新的氮化镓晶圆表面温度测量能力的MBE和MOCVD与kSA BandiT系统。以前从来没有一种技术能够实时测量氮化镓表面的温度变化。这种方法比任何其他形式的温度监测的氮化镓薄膜的蓝宝石或SiC衬底。此外，由于BandiT不受视图端口传输、杂散IR源或反应器发射率的影响，它为当今基于GaN的设备的生产提供了一个强有力的案例。 |