去年10月,德国LayTec公司发布了新一代现场测量技术。
如今, EpiTT Gen3作为该产品类别的第一位代表可供使用。Gen3有哪些新功能?测量硬件和软件的核心在于模块化化化。新产品能够提供更广范围的特定工艺定制。与此同时,新一代产品依然强劲耐用,并保持了LayTec产品赖以成名的精准性能。而且,由于(基于ARM处理器的)数据采 集与测量控制和(基于MS Windows PC的)分析相互分离,全天候操作也获得改善。另外,Gen3能够大幅扩展工艺接口的选择范围,比如采用与MES系统通信的SECS/GEM接口,以及用于MBE的RIBER最新Crystal XE软件的Modbus接口。
图1: EpiTT Gen3:用户可选择平行光束头(PBH)或光纤头(FOH)。
此外,实时数据和后生长数据分析功能也获得进一步改善。多个全新硬件组件得以与久经考验的役马模块化化化相 接合,这些役马模块化当然都已集成到全新Gen3平台中。
紫外线LED:使图形化蓝宝石衬底(pss)和双面抛光蓝宝石
在不同基座组件中, 晶片具有不同类型的蓝宝石衬底:dsp(双面抛光蓝宝石),pss(图形化蓝宝石衬底)和ssp(单面抛光蓝宝石衬底)。对于这些晶片类型,传统红外高温测定法(如图2a)可测量三种不同组件温度。Dsp(双面抛光蓝宝石)在900摄氏度时产生修正值,pss(图形化蓝宝石衬底)的温度为~10 K而ssp(单面抛光蓝宝石衬底)则比dsp(双面抛光蓝宝石)低~25 K。表观(而非真实)温度下降程度取决于温度、背面粗糙度、图形化蓝宝石衬底的图形和反应器配置。
但是,EpiTT Gen3采用新的软件算法,考虑了上述特殊效应,对于ssp、dsp 和pss蓝宝石衬底都能产生同样准确的组件温度(图2b)。图2:温度梯度的形成950纳米的真实温度蓝色组件W5(ssp)橙色组件W6(dsp)黑色组件W8(pss)
a) 通过传统发射率修正的红外高温计测量
b) 通过EpiTT Gen3测量,消除了发射率效应和晶片背部和/或图形化蓝宝石衬底的杂散光/折光效应。
克服紫外线LED外延中晶片和喷头之间的间距变化
对于紫外线LED工艺,EpiTT Gen3可测量高达1500摄氏度的温度。不过,全新的Gen3功能也非常重要:可选择两类测量探头:传统的光纤头(FOH)和全新的平行光束头(PBH)。
图3:间隔变化过程中的反射率(950纳米)和温度数据:
a) 光纤头(FOH)显示了相对于每个开氏温差的约30%的反射率降,具体根据样品结构而定。
b) 平行光束喷头(PBH)能产生稳定的反射率和温度信号。在标准间距(11毫米)下,两种喷头都可测量相同反射率。
(数据通过绝对热参数测定)
对于强耦合喷头(CCS)外延反应器来说,带平行光束头的测量工具是最佳选择,因为在这些反应器中晶片和喷头之间的间隔(距离)在一次外延生长过程中必须经过多次变化(调整),以便在紫外线LED流程中避免预反应,并形成较高生长率。
图3显示了偏离中心情况(图3a)下的光纤头(FOH)。温度信号的“跃升”必须通过测量工具的多间隔校准来补偿。同时,新的平行光束喷头(PBH)即便在间隔发生变化时(图3b)也能产生非常稳定的反射信号,无需在每次间隔变化时都进行间隔校准。