半导体薄膜材料的实时质量检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型特别涉及一种半导体薄膜材料生长质量的实时检测系统，该检测系统能够在常温下对发光半导体材料的质量进行实时检测。
【背景技术】
[0002]对于半导体薄膜材料的检测方法已经很普遍，无论是生长后的测量还是生长中的在线测量都很常见。但是目前的测量手段，包括红外高温计和RHEED在内的方法都只是测量材料的表面形貌等表面信息，无法实现对于材料成分特点和带隙结构进行表征。
[0003]对于多元半导体材料的生长而言，不同组分的薄膜的带隙是随着生长条件而变化的，能够对材料的发光进行检测，进而实时的适当的改变生长条件，有利于高质量目标半导体材料的生长。
[0004]目前此类测量系统在国内外都处于空缺状态，具有很大的应用发展潜质和空间。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种能够实时检测半导体薄膜材料生长质量的检测系统，以克服现有技术中的不足。
[0006]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供的一种半导体薄膜材料的实时质量检测系统可以包括:
[0007]激光光源系统，用以提供设定波长的激光光束照射待检测半导体薄膜，
[0008]光信号接收系统，包括:
[0009]光信号接收装置，用以采集待检测薄膜被所述激光光束激发而发出的激发光线，并输出对应检测信号，
[0010]以及，信号显示处理装置，用以接收、处理和显示所述检测信号；
[0011]所述光信号接收装置与信号显示处理装置连接。
[0012]在一较为优选的实施方案之中，所述激光光源系统包括:
[0013]用以发射具有设定波长的激光光束的激光光源，
[0014]以及，导光机构，用以将所述激光光束定向传导至待检测半导体薄膜上。
[0015]进一步的，所述导光机构包括光纤光栅，所述光纤光栅的光线入射端与所述激光光源配合，光线出射端伸入半导体生长设备的生长腔室并指向待检测半导体薄膜。
[0016]优选的，所述激光光源采用稳定性小于1%的激光光源，例如可选用325激光器或532激光器。
[0017]在一较为优选的实施方案之中，所述光信号接收系统包括:
[0018]光信号过滤装置，用以滤除待检测薄膜上反射的原始激光光束，而使所述激发光线通过；
[0019]光信号接收装置，用以接收采集从光信号过滤装置中通过的所述激发光线，并输出对应检测信号；
[0020]光电信号倍增装置，用以对所述光信号接收装置输出的检测信号进行加强处理；
[0021]以及，信号显示处理装置，用以接收、处理和显示所述光电信号倍增装置输出的经加强处理后的检测信号。
[0022]进一步的，所述光信号过滤装置包括滤光片。
[0023]进一步的，所述光电信号倍增装置包括光电倍增管。
[0024]进一步的，所述光信号接收装置包括光电探测器。
[0025]进一步的，所述信号显示处理装置包括数据处理设备及显示单元，所述数据处理设备分别与显示单元和光信号接收装置连接。
[0026]在一较为优选的实施方案之中，所述实时质量检测系统被封装于一密闭遮光的箱体中，所述箱体上分别设有用以使激光光源系统产生的激光光束输出箱体的第一窗口以及用以使待检测半导体薄膜反射的激光光束和输出的激发光线输入箱体的第二窗口。
[0027]较为优选的，所述光信号接收系统中的光信号过滤装置、光信号接收装置与所述第二窗口的光学中心在同一直线上。
[0028]较为优选的，所述箱体固定于可升降和/或平移的光学平台上。
[0029]与现有技术相比，本实用新型的优点包括:藉由该半导体薄膜材料的实时质量检测系统，可以实时在线进行半导体材料，特别是可以在常温下发光的半导体材料的检测，进而可以通过在线检测材料的发光性能而适时调节生长条件，获得目标半导体材料，且在一定程度上降低生长所需要的成本，同时该半导体薄膜材料的实时质量检测系统结构简单，易于操作。
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型一实施例中一种半导体薄膜材料实时质量检测系统的构架示意图；
[0031]图2是本实用新型一实施例中一种半导体薄膜材料实时质量检测系统的结构框图；
[0032]图3是本实用新型一实施例中一种半导体薄膜材料实时质量检测系统的结构示意图；
[0033]附图标记说明:激光光源10、光信号接收系统20、封装箱体30、生长室40、样品50、激光001、激光反射光002、样品发光003、激光器101、光纤光栅102、滤光片201、光电转换器202、光电倍增管203、信号显示处理装置204、窗口 301、窗口 302、窗口 401。
【具体实施方式】
[0034]本实用新型主要提供了一种半导体薄膜材料的实时质量检测系统，用于半导体薄膜材料的缺陷，带隙结构，以及组分均匀性进行检测与分析。
[0035]在一实施方案之中，所述检测系统可以包括激光光源系统和光信号接收系统。其中光信号接收系统主要包括光信号过滤装置、光信号接收装置、光电信号倍增装置以及信号显示处理装置。
[0036]其中，该激光光源可以根据所生长的目标半导体薄膜材料而进行合理的选取，通常选用的激光器有325激光器和532激光器。但较为优选的，该激光光源的稳定性要求小于I %。
[0037]其中，该激光光源的激光光束产生后，可以通过光纤光栅传输至生长腔室，以确保激光的稳定性。
[0038]其中，该光信号过滤装置主要为与所用激光材料对应的滤光片，能够使经过待检测半导体薄膜(以下简称“薄膜”或“样品”)反射回来的原始激光得以吸收，从而减少激光反射光束对于测试结果的影响。
[0039]其中，该光信号接收装置主要为光电探测器，用于对样品的发光进行采集并且转换成对应的电信号。
[0040]其中，该光电信号倍增装置主要是光电倍增管，主要是由于样品经过激光照射后的发光通常信号较弱，所以采用信号倍增管加强信号强度。
[0041]其中，该信号显示处理装置主要包括数据处理设备和显示单元，例如计算机，其可用于对信号进行处理，并显示发光波长和波段。
[0042]其中，该信号显示处理装置主要显示样品发光的强度和波段，进而反映半导体薄膜材料的成分和结构特点。
[0043]其中，为避免所述检测系统受到外界其他杂光的影响，优选将该检测系统封装在一个密闭遮光的封装箱体之中。尤为优选的，该密闭的封装箱体仅在上部有两个窗口用于信息的传出和接收。更为优选的，可以将该封装箱体固定于可以升降和方向调动的光学平台上，以便根据生长时实际要求对装置进行移动和设置。
[0044]本实用新型的实时质量检测系统主要利用大多数半导体薄膜材料的发光原理来检测材料的内部的缺陷、带隙结构、以及组分均匀性等材料特点。该系统主要采用激光作为信号光源，光源通过窗口照射到材料表面，受激光照射的薄膜就会由于激光的激发而发光，发出的光从材料表面射出。与此同时，在窗口处布置光信号接收系统，对材料的发光信号进行检测和分析，进而得到材料内部成分以及带隙结构的实时信息。