[发明专利]一种氮化物外延生长过程中薄膜纵向温度场的测量装置及方法

权利要求书

1.一种氮化物外延生长纵向温度场的测量装置，该装置包括红外探测光路、紫外探测光路和计算器；

其中红外探测光路包括红外辐射探测光路和红外反射探测光路，所述红外辐射探测光路包括：光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片、第三探测器，待测物体辐射红外光线依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片到达第三探测器；所述红外反射探测光路包括：940-1050nm光源、第一准直透镜、第一分光镜、第一探测器、第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片、第三探测器，由940-1050nm光源发出的光线经过第一准直透镜后被第一分光镜分为两束，一束由第一探测器探测，另一束依次经过第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头后照射待测物体，待测物体的反射光再依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第二聚焦镜、第二滤光片到达第三探测器；

紫外探测光路包括紫外辐射探测光路和紫外反射探测光路，所述紫外辐射探测光路包括：光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片、第四探测器，待测物体辐射的紫外光依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片达到第四探测器；所述紫外反射探测光路包括400-450nm光源、第二准直透镜、第二分光镜、第二探测器、第一分色片、第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组、第二分色片、第一聚焦镜、第一滤光片、第四探测器，由400-450nm光源发射的紫外光:首先经过第二准直透镜后被第二分光镜分为两束，一束由第二探测器探测，另一束经过第一分色片反射后一次经过第一光纤耦合器、第一光纤、光学探头后照射待测物体，待测物体的反射光依次经过光学探头、第二光纤、第二光纤耦合器、准直镜组后经过第二分色片，再经过第一聚焦镜、第一滤光片达到第四探测器；

所述的940-1050nm光源、400-450nm光源、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器由计算器控制。

2.一种氮化物外延生长纵向温度场的测量方法，该方法包括：

步骤1：测量石墨盘的红外辐射强度；

步骤2：采用红外光照射石墨盘，测量石墨盘对照射的红外光的反射率，采用1减去该反射率得到的数据认为是该石墨盘的发射率；

步骤3：测量外延层表面紫外辐射强度；

步骤4：采用紫外光照射外延层，测量外延层对照射的紫外光的反射率，采用1减去该反射率得到的数据认为是该外延层的发射率；

步骤5：采用如下公式计算石墨盘和外延层的温度；

其中M为待测物体的辐射强度，λ为测量波长，T为温度，ε(λ,T)为在波长为λ和温度为T时待测物体的发射率，C₁,C₂为已知的第一和第二辐射常数；

步骤6：根据底部石墨盘和顶部外延层的温度，建立外延生长纵向温度场。