[發明專利]一種薄膜外延生長在線實時表征裝置

有效

• 申請號: 201310606556.0
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103592284A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 王超;陳磊;伍思昕;張晨貴;梁瑩林
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種薄膜外延生長在線實時表征裝置，其特征在于，包括光源、探頭以及傅里葉變換光譜儀；

所述的探頭包括第一分光鏡、平凸透鏡、第一聚焦透鏡、共焦針孔、第一準直透鏡以及第二聚焦透鏡；光源發出單色的激發光被第一分光鏡反射后，由平凸透鏡聚焦，通過MOCVD反應腔頂部的觀察窗口，將聚焦點照射在外延片上；外延片聚焦點照射區域被激發的拉曼光譜信號被平凸透鏡收集并通過第一分光鏡透射后，經第一聚焦透鏡匯聚，在第一聚焦透鏡的焦點處為共焦針孔，被激發的拉曼光譜信號經過共焦針孔經過空間濾波抑制雜散光后，經第一準直透鏡變為平行光以及第二聚焦透鏡聚焦進入第一光纖耦合器，然后經過光纖傳輸到傅里葉變換光譜儀；

傅里葉變換光譜儀將接收的拉曼光譜信號的亮度譜在時間域作展開，再有傅里葉變換將時間域亮度譜變換為在空間域色散的譜，提取出光譜。

2.根據權利要求1所述的在線實時表征裝置，其特征在于，在所述的激發光的光路中加入第二分光鏡，光源發出單色的激發光經過第三光纖耦合器進入探頭、然后由第二準直透鏡變為平行光，經過第二分光鏡透射后使激發光進入共焦光路即被第一分光鏡反射，由平凸透鏡聚焦的光路，同時第二分光鏡將包括反射光譜、熱輻射光譜的反射光束反射傳送到探測器進行采集、分析；其中，所述的反射傳送為反射光束經第二分光鏡反射后進入第三聚焦透鏡匯聚進入第二光纖耦合器，然后由光纖傳送至探測器中，探測出反射光譜信號以及熱輻射光譜信號。

3.根據權利要求2所述的在線實時表征裝置，其特征在于，還包括一主控制器；

主控制器對反射光譜信號進行實時采集與分析，并根據預測結果通過邁克爾遜干涉儀的光程差控制單元408控制移動反射鏡407的位移，使每次拉曼光譜信號提取都外延片上。

4.根據權利要求3所述的在線實時表征裝置，其特征在于，主控制器分析反射光譜信號，得到石墨載片盤的角位移，準確預測同一外延片的同一點位置，保證每一次激發拉曼光譜的位置，都具有很好的準確重復定位；同時，控制邁克爾遜干涉儀的移動反射鏡，每當預測的外延片隨石墨載片盤回轉1周，預測點重新對準探頭時，都移動了1個恒定的光程差ΔL。

5.根據權利要求3所述的在線實時表征裝置，其特征在于，石墨載片盤的轉動速度較慢（通常在200rad/min以下），在這種情況下，干涉儀的光程差則可以每轉1圈變化多個ΔL，移動后，主控制器分析反射光譜信號，得到石墨載片盤的角位移，準確預測外延片的不同點位置，并在每個不同位置點移動一個ΔL。

6.根據權利要求4或5所述的在線實時表征裝置，其特征在于，當邁克爾遜干涉儀的光程差從0開始（或者從某個初始值開始），以石墨載片盤每轉1圈遞增ΔL的方式在運行，石墨載片盤轉動n圈之后，光程差達到最大值L，然后以每轉1圈遞減ΔL的方式，光程差返回0（或者某個初始值），依次循環。