去年10月,德國LayTec公司發布了新一代現場測量技術。
如今, EpiTT Gen3作為該產品類別的第一位代表可供使用。Gen3有哪些新功能?測量硬件和軟件的核心在于模塊化化化。新產品能夠提供更廣范圍的特定工藝定制。與此同時,新一代產品依然強勁耐用,并保持了LayTec產品賴以成名的精準性能。而且,由于(基于ARM處理器的)數據采 集與測量控制和(基于MS Windows PC的)分析相互分離,全天候操作也獲得改善。另外,Gen3能夠大幅擴展工藝接口的選擇范圍,比如采用與MES系統通信的SECS/GEM接口,以及用于MBE的RIBER最新Crystal XE軟件的Modbus接口。
圖1: EpiTT Gen3:用戶可選擇平行光束頭(PBH)或光纖頭(FOH)。
此外,實時數據和后生長數據分析功能也獲得進一步改善。多個全新硬件組件得以與久經考驗的役馬模塊化化化相 接合,這些役馬模塊化當然都已集成到全新Gen3平臺中。
紫外線LED:使圖形化藍寶石襯底(pss)和雙面拋光藍寶石
在不同基座組件中, 晶片具有不同類型的藍寶石襯底:dsp(雙面拋光藍寶石),pss(圖形化藍寶石襯底)和ssp(單面拋光藍寶石襯底)。對于這些晶片類型,傳統紅外高溫測定法(如圖2a)可測量三種不同組件溫度。Dsp(雙面拋光藍寶石)在900攝氏度時產生修正值,pss(圖形化藍寶石襯底)的溫度為~10 K而ssp(單面拋光藍寶石襯底)則比dsp(雙面拋光藍寶石)低~25 K。表觀(而非真實)溫度下降程度取決于溫度、背面粗糙度、圖形化藍寶石襯底的圖形和反應器配置。
但是,EpiTT Gen3采用新的軟件算法,考慮了上述特殊效應,對于ssp、dsp 和pss藍寶石襯底都能產生同樣準確的組件溫度(圖2b)。圖2:溫度梯度的形成950納米的真實溫度藍色組件W5(ssp)橙色組件W6(dsp)黑色組件W8(pss)
a) 通過傳統發射率修正的紅外高溫計測量
b) 通過EpiTT Gen3測量,消除了發射率效應和晶片背部和/或圖形化藍寶石襯底的雜散光/折光效應。
克服紫外線LED外延中晶片和噴頭之間的間距變化
對于紫外線LED工藝,EpiTT Gen3可測量高達1500攝氏度的溫度。不過,全新的Gen3功能也非常重要:可選擇兩類測量探頭:傳統的光纖頭(FOH)和全新的平行光束頭(PBH)。
圖3:間隔變化過程中的反射率(950納米)和溫度數據:
a) 光纖頭(FOH)顯示了相對于每個開氏溫差的約30%的反射率降,具體根據樣品結構而定。
b) 平行光束噴頭(PBH)能產生穩定的反射率和溫度信號。在標準間距(11毫米)下,兩種噴頭都可測量相同反射率。
?。〝祿ㄟ^絕對熱參數測定)
對于強耦合噴頭(CCS)外延反應器來說,帶平行光束頭的測量工具是最佳選擇,因為在這些反應器中晶片和噴頭之間的間隔(距離)在一次外延生長過程中必須經過多次變化(調整),以便在紫外線LED流程中避免預反應,并形成較高生長率。
圖3顯示了偏離中心情況(圖3a)下的光纖頭(FOH)。溫度信號的“躍升”必須通過測量工具的多間隔校準來補償。同時,新的平行光束噴頭(PBH)即便在間隔發生變化時(圖3b)也能產生非常穩定的反射信號,無需在每次間隔變化時都進行間隔校準。