CN104697636A - 一种薄膜生长的自校准实时测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准装置，属于半导体制造技术领域。该装置包括实际热辐射比值获取单元和校准系数计算单元，实际热辐射比值获取单元用于获取实际热辐射比值；校准系数计算单元根据实际热辐射比值，在理论热辐射比值-温度曲线上与实际热辐射比值对应的点，并将该点对应的温度T的值代入公式，分别得到校准系数m₁和m₂。该装置能够得到双波长测温结构中第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的校准系数m₁和m₂，从而实现了薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准，能够保证外延片生长温度测量一致而又精确。

Description

一种薄膜生长的自校准实时测温装置

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种薄膜生长的自校准实时测温装置。

背景技术

外延片生长温度是薄膜生长反应腔生产性能控制的关键参数。由于薄膜生长反应腔的反应条件严格，需要高真空、高温、化学性质活泼的生长环境，高速旋转的衬底，以及严格的设备空间布置，采用热电偶等直接测温的技术几乎是不可能的，因此，必须依赖于非接触测温法对外延片生长温度进行测量。现有技术中应用的非接触测温法是采用经过热辐射系数修正的高温测量方法，通过测量一定波段的辐射光和相应外延片片表面的发射率计算外延片片表面的温度。然而，在外延片片生长过程中，测温系统的安装及外界环境会影响其测温的稳定性，影响因素主要包括：a）反应腔窗口上的淀积的影响；b）测温系统安装位置对探测距离变化、光学探测器立体角变化的影响；c）外延片片生长环境如通气气压、石墨盘旋转变换的影响。这些影响会改变测温系统检测到的信号，引起系统性的温度偏离，导致外延片生长温度测量无法保证一致而又精确。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种采用双波长测温结构的薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准装置。

本发明提供的薄膜生长的自校准实时测温装置包括实际热辐射比值获取单元和校准系数计算单元，黑体炉响应光谱测量模块，理论热辐射比值-温度曲线生成单元，所述理论热辐射比值-温度曲线生成单元包括理论热辐射功率比值计算模块、温度的理论值计算模块和理论热辐射比值-温度曲线拟合模块；

所述实际热辐射比值获取单元用于获取实际热辐射比值；

所述黑体炉响应光谱测量模块用于测量不同温度下黑体炉的相应光谱P(λ,T)；

所述理论热辐射功率比值计算模块根据

$P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

$P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

计算第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)；

$r_0\left(T\right)=\frac{P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)}{P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}$

其中，

P₀(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的热辐射功率，

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

P(λ,T)，黑体炉响应光谱，

τ（T），光谱传输曲线的表达式，

P₀(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的热辐射功率，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

r₀(T)，第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值；

所述温度的理论值计算模块由所述第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)得到温度的理论值；

所述理论热辐射比值-温度曲线拟合模块对所述温度的理论值进行最小二乘拟合，得到理论热辐射比值-温度曲线；

所述校准系数计算单元根据所述实际热辐射比值，在理论热辐射比值-温度曲线上描出与所述实际热辐射比值对应的点，并将所述点对应的温度T的值代入

$L({\mathrm{\λ}}_1,T)=m_1\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

$L({\mathrm{\λ}}_2,T)=m_2\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

分别得到校准系数m₁和m₂；

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

m₁，第一种波长λ₁对应的校准系数，

m₂，第二种波长λ₂对应的校准系数，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

k，玻尔兹曼常数，k=1.3806×10^-23J/K，

h为普照朗克常数，h=6.626×10^-34J·s,

c，光在真空中传播速度，c=3×10⁸m/s。

本发明提供的薄膜生长的自校准实时测温装置能够得到双波长测温结构中第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的校准系数m₁和m₂，从而实现了薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准，能够保证外延片生长温度测量一致而又精确。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准装置的信号关系示意图；

图2为本发明实施例一提供的薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准装置的理论热辐射比值-温度曲线示意图；

图3为本发明实施例二提供的薄膜生长反应腔室设备实时测温系统自校准装置的信号关系示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

参见附图1，本发明提供的薄膜生长的自校准实时测温装置包括实际热辐射比值获取单元和校准系数计算单元，

实际热辐射比值获取单元用于获取实际热辐射比值；

校准系数计算单元根据实际热辐射比值，在附图2所示的理论热辐射比值-温度曲线上描出与实际热辐射比值对应的点，并将该点对应的温度T的值代入

$L({\mathrm{\λ}}_1,T)=m_1\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

$L({\mathrm{\λ}}_2,T)=m_2\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

分别得到校准系数m₁和m₂；实际热辐射比值是附图2所示的理论热辐射比值-温度曲线的纵坐标，由该纵坐标可以直接在该曲线上描出一个点，该点对应的横坐标即为该点对应的温度T的值。

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

m₁，第一种波长λ₁对应的校准系数，

m₂，第二种波长λ₂对应的校准系数，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

k，玻尔兹曼常数，k=1.3806×10^-23J/K，

h为普照朗克常数，h=6.626×10^-34J·s,

c，光在真空中传播速度，c=3×10⁸m/s。

当外延片为理想不透明、光滑、平整的表面时，

ε=1-R/ΔT_R

其中，

R，外延片的反射率，

ΔT_R，反射率衰减因子，

当外延片为透明、单面衬底抛光的蓝宝石衬底时，

ε＝ε_carr(1-R/ΔT_R)(1-R_diff){1+R/ΔT_R*R_diff+(1-ε_carr)[(R_diff+R/ΔT_R(1-R_diff)²)]}

其中，

R_diff，不平滑衬底的散射率，

ε_carr，石墨基座的热发射率，

ΔT_R，反射率衰减因子。

本发明提供的薄膜生长的自校准实时测温装置能够得到双波长测温结构中第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的校准系数m₁和m₂，从而实现了薄膜生长反应腔室设备实时测温装置自校准，能够保证外延片生长温度测量一致而又精确。

实施例二

本发明实施例二提供的薄膜生长的自校准实时测温装置是本发明实施例一提供的薄膜生长反的自校准实时测温装置的一种具体的实现方式，参见附图3，包括黑体炉加热系统温度设定模块、黑体炉响应光谱测量模块、理论热辐射功率比值计算模块、温度的理论值计算模块、理论热辐射比值-温度曲线拟合模块、外延片表面发射率选择模块、薄膜生长反应腔室反应腔室温度设定模块、实际热辐射比值计算模块和校准系数计算单元。

黑体炉响应光谱测量模块用于测量不同温度下黑体炉的响应光谱。

黑体炉加热系统温度设定模块用于对黑体炉加热系统设定温度，使反应腔温度分别处于T₁，T₂，…，T_n。

黑体炉加热系统温度设定模块用于对黑体炉加热系统设定温度，使反应腔温度稳定在T₁，T₂，…，T_n。其中，测温范围为（T_min,T_max）为（400℃，1500℃），第一种波长λ₁对应高温度区间（T_up,T_max），第二种波长λ₂对应低温度区间（T_min,T_down），其中，T_min＜T_down＜T_up＜T_max；优选地，（T_min,T_max）为（450℃，1200℃），（T_up,）=750℃，T_down=800℃，λ₁=940nm，λ₂=1050nm。

理论热辐射比值-温度曲线拟合模块通过最小二乘法得到热辐射比值-温度曲线时，参与拟合的热辐射比值以及对应的温度T数据为多个，分别是反应腔温度稳定在T₁，T₂，…，T_n时获得。

理论热辐射功率比值计算模块根据

$P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

$P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

计算第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)；

$r_0\left(T\right)=\frac{P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)}{P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}$

其中，

P₀(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的热辐射功率，

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

P(λ,T)，黑体炉的响应光谱，

τ（T），光谱传输曲线的表达式，

P₀(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的热辐射功率，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

r₀(T)，第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值。

温度的理论值计算模块由第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)得到温度的理论值。

外延片表面发射率用于对外延片表面发射率的生成方法进行选择。

当外延片为理想不透明、光滑、平整的表面时，外延片表面发射率选择模块根据ε=1-R/ΔT_R得到外延片表面发射率；

其中，

ε，外延片表面的发射率，

R，外延片的反射率，

ΔT_R，反射率衰减因子，

当外延片为透明、单面衬底抛光的蓝宝石衬底时，外延片表面发射率选择模块根ε＝ε_carr(1-R/ΔT_R)(1-R_diff){1+R/ΔT_R*R_diff+(1-ε_carr)[(R_diff+R/ΔT_R(1-R_diff)²)]}得到外延片表面发射率；

其中，

ε，外延片表面的发射率，

R_diff，不平滑衬底的散射率，

ε_carr，石墨基座的热发射率，

ΔT_R，反射率衰减因子。

薄膜生长反应腔室反应腔室温度设定模块用于对薄膜生长反应腔室设定温度T。

实际热辐射比值计算模块根据

$r\left(T\right)=\frac{L({\mathrm{\λ}}_1,T)/{\mathrm{\ϵ}}_1}{L({\mathrm{\λ}}_2,T)/{\mathrm{\ϵ}}_2}$

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

λ₁，第一种波长，

λ₂，第二种波长，

ε₁，第一种波长λ₁对应的外延片片表面的发射率，

ε₂，第二种波长λ₂对应的外延片片表面的发射率

T，温度。

校准系数计算单元根据实际热辐射比值，在理论热辐射比值-温度曲线上描出相应的点，并将点对应的温度T’的值代入

$L_0({\mathrm{\λ}}_1,T)=m_1\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

$L_0({\mathrm{\λ}}_2,T)=m_2\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

分别得到校准系数m₁和m₂；

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

m₁，第一种波长λ₁对应的校准系数，

m₂，第二种波长λ₂对应的校准系数，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

k，玻尔兹曼常数，k=1.3806×10^-23J/K，

h为普照朗克常数，h=6.626×10^-34J·s,

c，光在真空中传播速度，c=3×10⁸m/s。

其中，反应腔可以为MOCVD、MBE（分子束外延）、PECVD（等离子体增强化学汽相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition））等设备。从而增强本发明提供的薄膜生长实时测温方法的适用性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种薄膜生长的自校准实时测温装置，其特征在于，包括实际热辐射比值获取单元和校准系数计算单元，黑体炉响应光谱测量模块，理论热辐射比值-温度曲线生成单元，所述理论热辐射比值-温度曲线生成单元包括理论热辐射功率比值计算模块、温度的理论值计算模块和理论热辐射比值-温度曲线拟合模块；

所述实际热辐射比值获取单元用于获取实际热辐射比值；

所述黑体炉响应光谱测量模块用于测量不同温度下黑体炉的相应光谱P(λ,T)；

所述理论热辐射功率比值计算模块根据

$P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

$P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)={\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}$

计算第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)；

$r_0\left(T\right)=\frac{P_0({\mathrm{\λ}}_1,T)}{P_0({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)P(\mathrm{\λ},T)/\mathrm{\τ}\left(T\right)\mathrm{d\λ}}$

其中，

P₀(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的热辐射功率，

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

P(λ,T)，黑体炉响应光谱，

τ（T），光谱传输曲线的表达式，

P₀(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的热辐射功率，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

r₀(T)，第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值；

所述温度的理论值计算模块由所述第一种波长λ₁和第二种波长λ₂分别对应的理论热辐射功率比值r₀(T)得到温度的理论值；

所述理论热辐射比值-温度曲线拟合模块对所述温度的理论值进行最小二乘拟合，得到理论热辐射比值-温度曲线；

所述校准系数计算单元根据所述实际热辐射比值，在理论热辐射比值-温度曲线上描出与所述实际热辐射比值对应的点，并将所述点对应的温度T的值代入

$L({\mathrm{\λ}}_1,T)=m_1\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\Δ\λ}}_1}^{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{f}_1\left(\mathrm{\λ}\right)g_1\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

$L({\mathrm{\λ}}_2,T)=m_2\×{\∫}_{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\Δ\λ}}_2}^{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{f}_2\left(\mathrm{\λ}\right)g_2\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ϵ}\left(\mathrm{\λ}\right)\×\frac{2\mathrm{\π}{\mathrm{hc}}^2/{\mathrm{\λ}}^5}{\exp \left(\frac{\mathrm{hc}}{\mathrm{kT\λ}}\right)-1}\mathrm{d\λ}$

分别得到校准系数m₁和m₂；

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

m₁，第一种波长λ₁对应的校准系数，

m₂，第二种波长λ₂对应的校准系数，

f₁(λ)，光学探测器在第一种波长λ₁下的响应函数，

g₁(λ)，第一种波长λ₁对应的辐射光在光学器件的透过率，

f₂(λ)，光学探测器在第二种波长λ₂下的响应函数，

g₂(λ)，第二种波长λ₂对应的辐射光在光学器件的透过率，

T，温度；

λ₁，第一种波长，

Δλ₁，第一种波长λ₁对应的带宽，

λ₂，第二种波长，

Δλ₂，第二种波长λ₂对应的带宽，

k，玻尔兹曼常数，k=1.3806×10^-23J/K，

h为普照朗克常数，h=6.626×10^-34J·s,

c，光在真空中传播速度，c=3×10⁸m/s。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述理论热辐射比值-温度曲线拟合模块通过最小二乘法得到所述热辐射比值-温度曲线时，参与拟合的热辐射比值以及对应的温度T数据为多个，分别是反应腔温度稳定在T₁，T₂，…，T_n时获得。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括黑体炉加热系统温度设定模块，所述黑体炉加热系统温度设定模块用于对所述黑体炉加热系统设定温度，使所述反应腔温度稳定在T₁，T₂，…，T_n。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述测温范围为（T_min,T_max）为（400℃，1500℃），所述第一种波长λ₁对应高温度区间（T_up,T_max），所述第二种波长λ₂对应低温度区间（T_min,T_down），其中，T_min＜T_down＜T_up＜T_max。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，（T_min,T_max）为（450℃，1200℃），T_up=750℃，T_down=800℃，λ₁=940nm，λ₂=1050nm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述实际热辐射比值获取单元包括实际热辐射比值计算模块，所述实际热辐射比值计算模块根据

$r\left(T\right)=\frac{L({\mathrm{\λ}}_1,T)/{\mathrm{\ϵ}}_1}{L({\mathrm{\λ}}_2,T)/{\mathrm{\ϵ}}_2}$

其中，

L(λ₁,T)，第一种波长λ₁对应的实际热辐射功率，

L(λ₂,T)，第二种波长λ₂对应的实际热辐射功率，

λ₁，第一种波长，

λ₂，第二种波长，

ε₁，第一种波长λ₁对应的外延片片表面的发射率，

ε₂，第二种波长λ₂对应的外延片片表面的发射率

T，温度。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括外延片表面发射率选择模块，所述外延片表面发射率用于对外延片表面发射率的生成方法进行选择；

当外延片为理想不透明、光滑、平整的表面时，所述外延片表面发射率选择模块根据ε=1-R/ΔT_R得到外延片表面发射率；

其中，

ε，外延片表面的发射率，

R，外延片的反射率，

ΔT_R，反射率衰减因子，

当透明、单面衬底抛光的蓝宝石衬底的外延片时，所述外延片表面发射率选择模块根ε＝ε_carr(1-R/ΔT_R)(1-R_diff){1+R/ΔT_R*R_diff+(1-ε_carr)[(R_diff+R/ΔT_R(1-R_diff)²)]}得到外延片表面发射率；

其中，

ε，外延片表面的发射率，

R_diff，不平滑衬底的散射率，

ε_carr，石墨基座的热发射率，

ΔT_R，反射率衰减因子。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括反应腔室温度设定模块，计算所述实际热辐射比值时，所述反应腔室温度设定模块用于对所述反应腔室设定温度T。

9.根据权利要求8所述的装置，所述反应腔室可以为MOCVD、MBE或者PECVD。