MOCVD外延设备的温度校准方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，公开了一种MOCVD外延设备的温度校准方法，该方法包括：获取温度校准片，并将温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内；调节反应室内的总气体流量至预设流量值，并向反应室内通入保护气体；控制反应室内的温度以预设速率持续升温；获取温度校准片的表面反射率曲线，并根据表面反射率曲线和温度校准片标定反应室内的温度；根据表面反射率曲线，在确定温度校准片的表面反射率值下降至预设范围时，停止加热并切断保护气体；在反应室内的温度降至第一预设温度后，取出温度校准片。本发明专利技术可以准确标定反应室设定温度与实际温度偏差，从而精确控制外延材料生长温度，保证外延生长条件一致性。

Temperature calibration method of MOCVD epitaxial equipment

【技术实现步骤摘要】
MOCVD外延设备的温度校准方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种MOCVD外延设备的温度校准方法。
技术介绍
InP(磷化铟)基和GaAs(砷化镓)基等半导体材料是半导体芯片及器件的重要基础性材料，在光通信领域和激光泵浦等领域中应用广泛。MOCVD(Metal-organicChemicalVaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)外延设备是最常用的半导体材料外延生长设备，在批量生产中，要求其工艺参数具有较高的稳定性。其中外延层的组份、厚度和掺杂浓度等参数对温度依赖性较强，不同温度下，各组份元素和掺杂元素的分解效率和并入效率不同。为了保证批量生产中外延材料的一致性，需要严格控制MOCVD外延设备的反应室温度。但是随着生长时间和反应室中沉积厚度等因素的变化，反应室的温度也会缓慢变化，导致实际温度值与设定温度值偏离量逐渐增大，无法精确标定反应室温度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种MOCVD外延设备的温度校准方法，以解决现有技术中随着生长时间和反应室中沉积厚度等因素的变化，反应室的温度也会缓慢变化，导致实际温度值与设定温度值偏离量逐渐增大，无法精确标定反应室温度的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种MOCVD外延设备的温度校准方法，包括：获取温度校准片，并将温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内；调节反应室内的总气体流量至预设流量值，并向反应室内通入保护气体；控制反应室内的温度以预设速率持续升温；>获取温度校准片的表面反射率曲线，并根据表面反射率曲线和温度校准片标定反应室内的温度；根据表面反射率曲线，在确定温度校准片的表面反射率值下降至预设范围时，停止加热并切断保护气体；在反应室内的温度降至第一预设温度后，取出温度校准片。可选地，获取温度校准片，包括：在Si单晶衬底上生长Al单层，制备温度校准片。可选地，温度校准片的硅铝比为预设比例。可选地，获取温度校准片的表面反射率曲线，包括：实时获取激光发射信号和激光反射信号的光程差，激光反射信号为激光发射信号经过温度校准片反射得到的信号；根据实时获取的光程差计算温度校准片的实时表面反射率，并根据实时表面反射率得到温度校准片的表面反射率曲线。可选地，根据表面反射率曲线和温度校准片标定反应室内的温度，包括：根据表面反射率曲线，确定温度校准片的表面反射率的转折点；根据温度校准片的共熔点对应的温度，确定转折点对应时刻的反应室内的实际温度。可选地，在根据温度校准片的共熔点对应的温度，确定转折点对应时刻的反应室内的实际温度之后，还包括：将转折点对应时刻的反应室内的实际温度与反应室的设定温度进行比较，确定反应室内的温度是否发生偏离。可选地，控制反应室内的温度以预设速率持续升温，包括：控制反应室内的温度以预设速率升温，并在反应室内的温度每升高第二预设温度时，恒温保持预设时间。可选地，预设速率的范围为2℃/min至10℃/min，第二预设温度的范围为4℃至10℃，预设时间为1min至5min，反应室内的温度的升温范围为450℃至750℃。可选地，预设流量值的范围为10000sccm至50000sccm。可选地，反应室内的压力的范围为50mbar至800mbar。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例首先获取温度校准片，并将温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内，调节反应室内的总气体流量至预设流量值，并向反应室内通入保护气体；然后控制反应室内的温度以预设速率持续升温；接着获取温度校准片的表面反射率曲线，并根据表面反射率曲线和温度校准片标定反应室内的温度，根据表面反射率曲线，在确定温度校准片的表面反射率值下降至预设范围时，停止加热并切断保护气体；最后在反应室内的温度降至第一预设温度后，取出温度校准片。本专利技术实施例通过温度校准片对反应室内温度进行标定，可以准确标定MOCVD外延设备的反应室设定温度与实际温度偏差，从而精确控制外延材料生长温度，保证外延生长条件一致性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的MOCVD外延设备的温度校准方法的实现流程示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。图1是本专利技术一实施例提供的MOCVD外延设备的温度校准方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。参见图1，MOCVD外延设备的温度校准方法可以包括以下步骤：S101：获取温度校准片，并将温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内。在本专利技术的一个实施例中，上述步骤S101中的“获取温度校准片”，可以包括以下步骤：在Si单晶衬底上生长Al单层，制备所述温度校准片。在本专利技术的一个实施例中，温度校准片的硅铝比为预设比例。在本专利技术实施例中，通过在硅单晶衬底上生长铝单层，从而制备得到Al/Si温度校准片，其中，制备得到的温度校准片的硅和铝的比例为预设比例。不同硅铝比的温度校准片的共熔点是不同的，但是不同硅铝比的温度校准片的共熔点的范围均在568℃-652℃内。当确定硅铝比时，则可以确定对应的温度校准片的共熔点。其中，硅铝比可以是硅含量和铝含量的比值。将制备得到的硅铝比为预设比例的温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内。S102：调节反应室内的总气体流量至预设流量值，并向反应室内通入保护气体。在本专利技术实施例中，通过调节MOCVD外延设备的反应室内的总气体流量为预设流量值，并通入保护气体来模拟正常生长环境。其中，预设流量值可以根据实际需求进行设置。在本专利技术的一个实施例中，预设流量值的范围为10000sccm至50000sccm。在本专利技术的一个实施例中，反应室内的压力的范围为50mbar至800mbar。在一个具体的实施例中，预设流量值可以为50000sccm，反应室内的压力可以为300mbar，可以通入PH3作为保护气体模拟正常生长状态。在一个具体的实施例中，预设流量值可以为30000sccm，反应室内的压力可以为200mbar，可以通入AsH3作为保护气体模拟正常生长状态。S103：控制反应室内的温度以预设速率持续升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，包括：/n获取温度校准片，并将所述温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内；/n调节所述反应室内的总气体流量至预设流量值，并向所述反应室内通入保护气体；/n控制所述反应室内的温度以预设速率持续升温；/n获取所述温度校准片的表面反射率曲线，并根据所述表面反射率曲线和所述温度校准片标定所述反应室内的温度；/n根据所述表面反射率曲线，在确定所述温度校准片的表面反射率值下降至预设范围时，停止加热并切断所述保护气体；/n在所述反应室内的温度降至第一预设温度后，取出所述温度校准片。/n

【技术特征摘要】
1.一种MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，包括：
获取温度校准片，并将所述温度校准片放入MOCVD外延设备的反应室内；
调节所述反应室内的总气体流量至预设流量值，并向所述反应室内通入保护气体；
控制所述反应室内的温度以预设速率持续升温；
获取所述温度校准片的表面反射率曲线，并根据所述表面反射率曲线和所述温度校准片标定所述反应室内的温度；
根据所述表面反射率曲线，在确定所述温度校准片的表面反射率值下降至预设范围时，停止加热并切断所述保护气体；
在所述反应室内的温度降至第一预设温度后，取出所述温度校准片。


2.根据权利要求1所述的MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，所述获取温度校准片，包括：
在Si单晶衬底上生长Al单层，制备所述温度校准片。


3.根据权利要求1所述的MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，所述温度校准片的硅铝比为预设比例。


4.根据权利要求1所述的MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，所述获取所述温度校准片的表面反射率曲线，包括：
实时获取激光发射信号和激光反射信号的光程差，所述激光反射信号为所述激光发射信号经过所述温度校准片反射得到的信号；
根据实时获取的所述光程差计算所述温度校准片的实时表面反射率，并根据所述实时表面反射率得到所述温度校准片的表面反射率曲线。


5.根据权利要求1所述的MOCVD外延设备的温度校准方法，其特征在于，所述根据所述表面反射率曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝文嘉，车相辉，张宇，宁吉丰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13