MOCVD原位红外测温方法的比较研究

杨超普, 方文卿, 刘明宝, 周春生, 张美丽

杨超普, 方文卿, 刘明宝, 周春生, 张美丽. MOCVD原位红外测温方法的比较研究[J]. 应用光学, 2016, 37(2): 297-302. DOI: 10.5768/JAO201637.0206002
引用本文: 杨超普, 方文卿, 刘明宝, 周春生, 张美丽. MOCVD原位红外测温方法的比较研究[J]. 应用光学, 2016, 37(2): 297-302. DOI: 10.5768/JAO201637.0206002
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Yang Chaopu, Fang Wenqing, Liu Mingbao, Zhou Chunsheng, Zhang Meili. Comparative study on in situ infrared thermometry methods of MOCVD[J]. Journal of Applied Optics, 2016, 37(2): 297-302. DOI: 10.5768/JAO201637.0206002
Citation: Yang Chaopu, Fang Wenqing, Liu Mingbao, Zhou Chunsheng, Zhang Meili. Comparative study on in situ infrared thermometry methods of MOCVD[J]. Journal of Applied Optics, 2016, 37(2): 297-302. DOI: 10.5768/JAO201637.0206002
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MOCVD原位红外测温方法的比较研究

  • 1.

    商洛学院 化学工程与现代材料学院,陕西 商洛 726000;

  • 2.

    陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西 商洛 726000;

  • 3.

    南昌大学 国家硅基LED工程技术研究中心,江西 南昌 330047

基金项目: 

国家863高科技研究发展计划资助项目(2011AA03A101);陕西省尾矿资源综合利用重点实验室开放基金项目（2014SKYWK012）

详细信息
    作者简介:

    杨超普（1987-），男，陕西商州人，硕士，主要从事MOCVD在线监测设备研发工作。 E-mail：1754510624@qq.com

  • 中图分类号: TN305；TN307

Comparative study on in situ infrared thermometry methods of MOCVD

  • 1.

    College of Chemical Engineering and Modern Materials,Shangluo University,Shangluo 726000,China;

  • 2.

    Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo 726000,China;

  • 3.

    National Engineering Technology Research Center for LED on Silicon Substrate,Nanchang University,Nanchang 330047,China

摘要

    摘要
  • 摘要: MOCVD原位红外测温方法主要有单色辐射测温法与双波长比色测温法。利用薄膜等厚干涉模型与Kirchhoff定律计算了Si (111)衬底生长10 m GaN外延片的940 nm、1 550 nm光谱发射率，以Thomas Swan CSS MOCVD为例，比较了500 ℃至1 300 ℃范围内，940 nm单色辐射测温法、1 550 nm单色辐射测温法、940 nm与1 550 nm双波长比色测温法的相对误差和相对灵敏度，以及单色辐射测温法与双波长比色测温法的校准修正，并利用940 nm与1 550 nm双波长比色测温法在线监测了Si (111)衬底生长InGaN/GaN MQW 结构LED外延片过程中的温度。研究表明：940 nm与1 550 nm双波长比色测温法在相对误差及有效探测孔径修正校准上优于940 nm单色辐射测温法和1 550 nm单色辐射测温法，该结论可为MOCVD原位红外测温设备开发提供参考。
    Abstract: The in situ infrared thermometry methods of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) mainly include monochromatic radiation thermometry and doublewavelength colorimetric thermometry. We calculated the 940 nm and 1 550 nm spectral emissivity of 10 m GaN on silicon (111) substrate by film thickness interference model and Kirchhoffs law,compared the relative error and relative sensitivity among 940 nm monochromatic radiation thermometry, 1 550 nm monochromatic radiation thermometry, 940 nm /1 550 nm doublewavelength colorimetric thermometry within the scope of 500 ℃ to 1 300 ℃ by taking the Thomas Swan CSS MOCVD as an example,as well as the calibration betweenmonochromatic radiation thermometry and doublewavelength colorimetric thermometry.Moreover,by using the 940 nm /1 550 nm doublewavelength colorimetric thermometry,the temperature of LED epitaxial wafer with InGaN/GaN MQW structure growing on silicon(111) substrate was monitored online.The result shows that the 940 nm/1 550 nm doublewavelength colorimetric thermometry offers advantages over the 940 nm and 1 550 nm monochromatic radiation thermometry in terms of relative error and correction. The conclusion can provide reference for the in situ infrared thermometry design of MOCVD.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-20
  • 修回日期:  2015-11-05
  • 刊出日期:  2016-03-14

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