CN111562008B - 可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 - Google Patents
可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111562008B CN111562008B CN202010695784.XA CN202010695784A CN111562008B CN 111562008 B CN111562008 B CN 111562008B CN 202010695784 A CN202010695784 A CN 202010695784A CN 111562008 B CN111562008 B CN 111562008B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light source
- excitation light
- angle
- wavelength
- angle adjusting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 4
- 229940095676 wafer product Drugs 0.000 description 4
- 238000000628 photoluminescence spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
- G01J3/4406—Fluorescence spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
- G01J2003/423—Spectral arrangements using lasers, e.g. tunable
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
- G01J2003/425—Reflectance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法及装置，所述量测装置包括用于改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构，所述位置角度调整机构与PL量测系统的控制器相连接。该技术方案通过增设改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构，位置及角度调整机构设置分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹，实现可变激发光源入射角度的VCSEL不同发光波长PL量测。该装置也可用在以连续光谱光源（紫外‑白光‑红外）的反射率光谱及吸收光谱的量测上。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种针对VCSEL激光器输出波长的可变激发光源入射角度的PL波长量测方法及量测装置。
背景技术
光致发光光谱(Photoluminescence Spectroscopy，简称PL谱)是指物质在光的激励下，电子从价带跃迁至导带并在价带留下空穴，电子和空穴在各自的导带和价带中通过弛豫达到各自未被占据的最低激发态，成为准平衡态，准平衡态下的电子和空穴再通过复合发光，形成不同波长光的强度或能量分布的光谱图。在激发光能量不是非常大的情况下，PL光致发光光谱量测可以快速、便捷地表征半导体材料的缺陷、杂质以及材料的发光性能。PL光致发光光谱量测通常可用紫外、可见或红外辐射激发半导体材料中的电子发光，通过对其光谱的量测，分析研究材料特性，改进其缺陷，提高半导体器件性能的可靠性。
现有技术中，公告号为CN103913439B的中国发明专利提供了一种光致发光光谱测试装置及方法，所述装置包括具有步进扫描功能的傅立叶变换红外光谱仪、作为激发光源的泵浦光系统、用于精确定位的五轴调节与复位控制平台及平行校正系统、联接傅立叶变换红外光谱仪中探测器和电路控制板的锁相放大器和泵浦激光源之间光路上的斩波器；基于所述装置，还提出了实现波段覆盖4-20μm宽波段的二维空间分辨与扫描成像红外调制光致发光光谱测试方法；该技术方案是一种检测窄半导体材料光学性质和能带结构空间均匀度的光谱学测试装置和方法，适合于大面积红外探测器面阵材料的平面空间均匀性检测。公告号为CN102829961B的中国发明专利提供了一种测量平台，它包括多参数可变激发系统、样品位置方向微调单元、显微观测对准系统、扫描近场光学显微镜探测系统和计算机，所述样品位置方向微调单元用于安装待测样品，所述多参数可变激发系统为待测样品提供照明激发光源信号，所述显微观测对准系统调节待测样品的成像区域并采集待测样品的图像信息发送给计算机进行显示，所述扫描近场光学显微镜探测系统采集待测样品的光学近场信息并发送给计算机，所述计算机将光学近场信息进行处理后显示；该技术方案可实现多自由度调节，能够实现对纳米光子学器件的给定激发区域进行激发波长可变、入射角度连续可调、偏振状态可控的光激励，对不同激发条件下的纳米光子学器件进行超分辨的光学测量和表征。
目前商用的PL光致发光光谱量测系统，都是使用固定入射角度的激发光源。对于有如DBR结构等高度衍射能力的半导体芯片的器件结构，对于PL激发光源的波长和入射角度的搭配，必须满足特定条件才能有效入射到外延层内部。VCSEL(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)，其激光垂直于顶面射出，与一般用切开的独立芯片制程，激光由边缘射出的边射型激光有所不同。因VCSEL的光学谐振腔与半导体芯片的衬底垂直，能够实现芯片表面的激光发射，有阈值电流低、稳定单波长工作、易高频调制、易二维集成、无腔面阈值损伤、动态单模工作、圆形对称光斑和光纤耦合效率高等优点。
由于VCSEL的波长有很多种，因此需要有能改变激发光源入射角功能的PL量测方法及装置，才能有效应对不同波长产品的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法及装置，该方法及装置尤其适用于全结构VCSEL输出波长的可变激发光源入射角度的PL波长量测，通过改变激发光源入射角功能的PL量测技术，可以有效应对不同波长VCSEL产品需求，能够非破坏性地量测整片VCSEL全结构时的PL波长分布，并以此作为其外延片质量管控的依据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明首先提供一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法，所述激发光源进入PL量测系统，对VCSEL的不同发光波长进行PL量测，该量测方法增设可改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构，所述位置及角度调整机构包括分光仪或PL收光镜头，分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹，实现可变激发光源入射角度的VCSEL不同发光波长PL量测。
优选的是，所述位置及角度调整机构启动，伺服马达带动旋转载盘运行，激发光源在其旋转载盘内VCSEL全结构外延片MQW层的落点沿半径移动，随着激发光源入射角度的改变，获得整片VCSEL全结构外延片MQW层的激发光源波长分布状态。
在上述任一技术方案中优选的是，所述位置及角度调整机构设有可正向旋转或可逆向旋转的激发光源角度调整旋转轴、可高低调整的高度平移螺杆和可远近调整的远近平移螺杆，三者装配连接并与PL量测系统的控制器相连接，激发光源通过旋转轴的正向旋转或逆向旋转，和/或螺杆的高或低平移，和/或螺杆的远或近平移，实现入射方向的多角度调整。
在上述任一技术方案中优选的是，以X、Y、θex为坐标，实现激发光源测量点径向轨迹扫描，以及分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹扫描。
在上述任一技术方案中优选的是，所述PL量测系统的控制器实时采集激发光源的入射角度、激发光源落点的径向扫描轨迹、激发光源波长分布状态，以及被激发出来的荧光发光波长分布状态和光致发光出射角度，通过照射光点几何形状的光学模组量测，通过荧光发光波长、荧光发光强度、光反射率计算，反映外延片产品检测质量：
其中，d为上层反射镜层，λPL为经过分光仪后的荧光中心波长值，θex为相对于芯片表面的激发光源入射角度值，λex为激发光源波长值，θPL为相对于芯片表面的光致发光出射角度值，neff为effective reflective index等效折射系数值；
是抗反射条件，n是整数倍；
θex激发光源入射角度值可变，θPL光致发光出射角度值可变；
且θex及θPL分别满足(1)(2)式。
本发明还提供一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，该量测装置采用了如上任一项所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法，该量测装置包括用于改变激发光源入射角度的位置及角度调整机构、用于搜寻追加入射角度量测和控制照射光点几何形状光学模组的PL量测系统的控制器，所述位置及角度调整机构与PL量测系统的控制器相连接。
在上述任一技术方案中优选的是，所述位置及角度调整机构包括机构本体、伺服马达、旋转载盘、高度平移螺杆、远近平移螺杆和激发光源角度调整旋转轴。
在上述任一技术方案中优选的是，所述伺服马达与旋转载盘于机构本体的一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，所述旋转载盘承载待测VCSEL全结构外延片，所述伺服马达向旋转载盘提供旋转动力，所述控制器控制马达带动旋转载盘顺时针或逆时针旋转。
在上述任一技术方案中优选的是，所述高度平移螺杆、远近平移螺杆、激发光源角度调整旋转轴在机构本体的另一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，所述控制器控制激发光源角度调整旋转轴正向或逆向旋转、螺杆高低平移和螺杆的远近平移。
在上述任一技术方案中优选的是，所述激发光源角度调整旋转轴上设置激发光源朝向旋转载盘。
在上述任一技术方案中优选的是，所述位置及角度调整机构还包括分光仪或PL收光镜头，其可调收光镜头轨道轨迹。
由于器件的波长有很多种，因此需要有能改变激发光源入射角功能的PL量测系统，才能有效应对不同波长产品的需求。对于外延生产厂家，需要能有效地量测整片VCSEL全结构时的PL波长分布作为外延片质量管控的依据。对于芯片生产厂家，则用来作为进料检验的依据之一。鉴于目前并无适当的非破坏性检测设备，本发明的上述技术方案可以弥补这个空白。与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：
新增一个可改变入射角度、但固定照射点的旋转机构，具有一个搜寻追加入射角度的量测方法和相应的控制器，具有一个可以控制照射光点(light spot)几何形状的光学模组，具有非破坏性的VCSEL全结构外延片表面反射率量测能力，得到非破坏性的VCSEL全结构外延片MQW PL谐振光谱，能够配合适当择区去除上层大部分的DBR，可以量测到MQW PL光谱。该装置也可用在以连续光谱光源(紫外-白光-红外)的反射率光谱及吸收光谱的量测上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为按照本发明的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置的一优选实施例的结构示意图；
图2为按照本发明的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置的图1所示实施例的原理图；
图3为按照本发明的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置的图1所示实施例的激发光源打在VCSEL外延片上的入射角度和荧光出射角度示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中对VCSEL全结构外延片表面反射率量测能力，是在其MQW层上部生长之前进行检测，或者是在其MQW层上部生长完毕形成全结构VCSEL时对其进行破坏性检测，而本案发明实施例提出一种针对VCSEL激光器输出波长的可变激发光源入射角度的PL波长量测方法及量测装置，可以实现非破坏性的VCSEL全结构外延片表面反射率量测，得到非破坏性的VCSEL全结构外延片MQW PL谐振光谱。
以下结合图1至3说明本实施例的可变激发光源入射角度的PL波长量测方法，以及量测装置的结构、特点、实现形式。
本实施例增设一个可改变激发光源入射角度及收光模组的位置及角度调整机构，激发光源进入PL量测系统，对VCSEL的不同发光波长进行PL量测，位置及角度调整机构设置分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹，实现可变激发光源入射角度的VCSEL不同发光波长PL量测。
如图1所示，位置及角度调整机构启动，伺服马达带动旋转载盘运行，激发光源在其旋转载盘内VCSEL全结构外延片MQW层的落点沿半径移动，随着激发光源入射角度的改变，获得整片VCSEL全结构外延片MQW层的激发光源波长分布状态。
如图1所示，位置及角度调整机构设有可正向旋转或可逆向旋转的激发光源角度调整旋转轴、可高低调整的高度平移螺杆和可远近调整的远近平移螺杆，三者装配连接并与PL量测系统的控制器相连接，激发光源通过旋转轴的正向旋转或逆向旋转，和/或螺杆的高或低平移，和/或螺杆的远或近平移，实现入射方向的多角度调整。
PL量测系统的控制器实时采集激发光源的入射角度、激发光源落点的径向扫描轨迹、激发光源波长分布状态，以及被激发出来的荧光发光波长分布状态和光致发光出射角度，通过照射光点几何形状的光学模组量测，如图3所示，通过荧光发光波长、荧光发光强度、光反射率计算，反映外延片产品表面粗糙度的检测质量：
公式(1)对应图3上的箭头朝上线，公式(2)对应图3上的箭头朝下线。其中，d是上层反射镜层，为芯片发光区MQW多重量子阱有源层上部生长的外延片的垂直厚度值，λPL为经过分光仪后的荧光中心波长值，θex为相对于芯片表面的激发光源入射角度值，λex为激发光源波长值，θPL为相对于芯片表面的光致发光出射角度值，neff为effective reflectiveindex等效折射系数值；
是抗反射条件，n是整数倍，它可以是0,1,2......0表示薄层，每增加1个厚度，就对激发光源增加一个有效波长。满足上述抗反射层衍射公式，使得入射光形成破坏性干涉效果。
θex激发光源入射角度值可变，θPL光致发光出射角度值可变，且θex及θPL分别满足(1)(2)式。
在想要侦测器件的MQW层时，因为器件上面抗反射层的关系，一般的光(外部激光λex)打不进去，只有波长是低于MQW发光波长的，才能够激发MQW层。因现有技术中的角度机构为不可调的固定机构，激发光源λex朝外延片射入进去是有固定射入角度的，MQW上面具有高反射层d，激发光源λex无法穿透，同时，MQW层发出的荧光被上层反射镜层d挡住，很难射出。所以，当采用本实施例上述方案及图1至3，射入的光符合角度则发出的荧光可以射出。即，一般在测量一般半导体芯片时，PL量测系统的激发光源的波长和入射角度是固定的，当要量测如含DBR结构的不同发光波长λPL发光半导体器件时，可能激发光源λex不满足公式(1)(2)，则无法有效入射至发光区MQW，是故在不改变激发光源λex的状况下，可藉由改变入射角度θex及出光角度满足公式(1)(2)，便可入射到主动区域的多重量子阱区域，使λPL得以逸出达到量测的目的。对于一个已经生长好的全结构的VCSEL芯片的外延片，当MQW层发出的光的波长λPL不变、MQW层上面厚度d上层反射镜层不变、激发光源波长λex不变的情况下，激发光源入射夹角可变，采用本实施例，改变入射角度θex通过改变入射角度及量测芯片在各个角度射出的光，还原外延片产品主动区的发光频谱及反射率光谱，藉以得知外延片光电性能及表面粗糙程度。
根据本实施例的可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法的量测装置，它包括用于改变激发光源入射角度的位置及角度调整机构、用于搜寻追加入射角度量测和控制照射光点几何形状光学模组的PL量测系统的控制器，位置及角度调整机构与PL量测系统的控制器相连接。位置及角度调整机构包括机构本体、伺服马达、旋转载盘、高度平移螺杆、远近平移螺杆和激发光源角度调整旋转轴。
伺服马达与旋转载盘于机构本体的一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，旋转载盘承载待测VCSEL全结构外延片，伺服马达向旋转载盘提供旋转动力，控制器控制马达带动旋转载盘顺时针或逆时针旋转。
高度平移螺杆、远近平移螺杆、激发光源角度调整旋转轴在机构本体的另一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，控制器控制激发光源角度调整旋转轴正向或逆向旋转、螺杆高低平移和螺杆的远近平移。激发光源角度调整旋转轴上设置激发光源朝向旋转载盘。
位置及角度调整机构还包括分光仪或PL收光镜头，其可调收光镜头轨道轨迹。
在本实施例中，如图2所示，位置及角度调整机构上以XYZ轴向设置上述部件。位置及角度调整机构设置激发光源角度调整旋转轴，控制器在位置及角度调整机构运行过程中，对其旋转载盘内VCSEL全结构外延片MQW层的激发光源落点进行扫描，将实时扫描采集的被激发出来的荧光不同发光波长分布状态和光致发光出射角度，以及激发光源波长、入射角度等，坐标转换：可改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构的空间位置(θLaser，θM，θS，Zex，XS)＝>VCSEL半导体外延晶圆坐标位置(X,Y,θex)，输出数据架构：X，Y，θex，θPL，IPL，λPL，Rλ，其中，θLaser是角度可调激发光源，θM是反射镜角度控制，θS是伺服马达，Zex是平高度平移轴，XS是载盘平移台，X/Y是晶圆测试点坐标，θex是相对于晶圆表面激光发光源入射角，θPL是相对与晶圆表面光致荧光出射角，IPL是经过分光仪后的光强值，λPL是经过分光仪后的荧光中心波长值，Rλ是分光仪波长分辨率。以X、Y、θex为坐标，实现激发光源测量点径向轨迹扫描，以及分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹扫描。通过增设的可改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构，分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹，实现可变激发光源入射角度的VCSEL不同发光波长PL量测。如图3所示，通过荧光发光波长、荧光发光强度、光反射率计算，反映外延片产品表面粗糙度的检测质量。
本实施例所述量测装置，通过新增一个可改变入射角度、但固定照射点的旋转机构，具有一个搜寻追加入射角度的量测方法和相应的控制器，具有一个可以控制照射光点(light spot)几何形状的光学模组，具有非破坏性的VCSEL全结构外延片表面反射率量测能力，得到非破坏性的VCSEL全结构外延片MQW PL谐振光谱，能够配合适当择区去除上层大部分的DBR，可以量测到MQW PL光谱。该装置也可用在以连续光谱光源(紫外-白光-红外)的反射率光谱及吸收光谱的量测上。
以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法，对VCSEL的不同发光波长进行PL量测，其特征在于，增设可改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构，所述位置及角度调整机构设有可正向旋转或可逆向旋转的激发光源角度调整旋转轴、可高低调整的高度平移螺杆和可远近调整的远近平移螺杆，三者装配连接并与PL量测系统的控制器相连接，激发光源通过旋转轴的正向旋转或逆向旋转，和/或螺杆的高或低平移，和/或螺杆的远或近平移，实现入射方向的多角度调整；所述位置及角度调整机构还包括分光仪或PL收光镜头，伺服马达与旋转载盘于位置及角度调整机构本体的一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，旋转载盘承载待测VCSEL全结构外延片，伺服马达向旋转载盘提供旋转动力，控制器控制伺服马达带动旋转载盘顺时针或逆时针旋转，高度平移螺杆、远近平移螺杆、激发光源角度调整旋转轴在位置及角度调整机构本体的另一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，控制器控制激发光源角度调整旋转轴正向或逆向旋转、螺杆高低平移和螺杆的远近平移，分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹，激发光源进入PL量测系统，激发光源角度调整旋转轴上设置激发光源朝向旋转载盘，位置及角度调整机构设置激发光源角度调整旋转轴，控制器在位置及角度调整机构运行过程中，对其旋转载盘内VCSEL全结构外延片MQW层的激发光源落点进行扫描，将实时扫描采集的被激发出来的荧光不同发光波长分布状态和光致发光出射角度，以及激发光源波长、入射角度，坐标转换，可改变激发光源入射角度及光致发光的收光镜组的位置及角度调整机构的空间位置(θLaser，θM，θS，Zex，XS)得到VCSEL半导体外延晶圆坐标位置(X,Y,θex)，输出数据架构：X，Y，θex，θPL，IPL，λPL，Rλ，其中，θLaser是角度可调激发光源，θM是反射镜角度控制，θS是伺服马达，Zex是平高度平移轴，XS是载盘平移台，X/Y是晶圆测试点坐标，θex是相对于晶圆表面激光发光源入射角，θPL是相对与晶圆表面光致荧光出射角，IPL是经过分光仪后的光强值，λPL是经过分光仪后的荧光中心波长值，Rλ是分光仪波长分辨率，以X、Y、θex为坐标，通过激发光源测量点径向轨迹扫描，以及分光仪或PL收光镜头可调收光镜头轨道轨迹扫描，实现可变激发光源入射角度的VCSEL不同发光波长PL量测。
2.如权利要求1所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法，其特征在于，所述位置及角度调整机构启动，伺服马达带动旋转载盘运行，激发光源在其旋转载盘内VCSEL全结构外延片MQW层的落点沿半径移动，随着激发光源入射角度的改变，获得整片VCSEL全结构外延片MQW层的激发光源波长分布状态。
3.一种可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，采用如权利要求1至2中任一项所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测方法，其特征在于：所述量测装置包括用于改变激发光源入射角度的位置及角度调整机构、用于搜寻追加入射角度量测和控制照射光点几何形状光学模组的PL量测系统的控制器，所述位置及角度调整机构与PL量测系统的控制器相连接。
4.如权利要求3所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，其特征在于，所述位置及角度调整机构包括机构本体、伺服马达、旋转载盘、高度平移螺杆、远近平移螺杆和激发光源角度调整旋转轴。
5.如权利要求4所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，其特征在于，所述伺服马达与旋转载盘于机构本体的一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，所述旋转载盘承载待测VCSEL全结构外延片，所述伺服马达向旋转载盘提供旋转动力，所述PL量测系统的控制器控制马达带动旋转载盘顺时针或逆时针旋转。
6.如权利要求5所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，其特征在于，所述高度平移螺杆、远近平移螺杆、激发光源角度调整旋转轴在机构本体的另一端装配并与PL量测系统的控制器相连接，所述控制器控制激发光源角度调整旋转轴正向或逆向旋转、螺杆高低平移和螺杆的远近平移。
7.如权利要求6所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，其特征在于，所述激发光源角度调整旋转轴上设置激发光源朝向旋转载盘。
8.如权利要求7所述的可变激发光源入射角度的PL波长的量测装置，其特征在于，所述位置及角度调整机构还包括分光仪或PL收光镜头，其可调收光镜头轨道轨迹。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010695784.XA CN111562008B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010695784.XA CN111562008B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111562008A CN111562008A (zh) | 2020-08-21 |
| CN111562008B true CN111562008B (zh) | 2021-09-21 |
Family
ID=72072831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010695784.XA Active CN111562008B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111562008B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114121698A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 深圳市中光工业技术研究院 | 一种检测芯片及检测系统 |
| CN114636543B (zh) * | 2020-12-15 | 2022-12-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种滤光片光谱检测装置 |
| CN113252208A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-08-13 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种适用于外延材料的rt探测器及其应用 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1274080A (zh) * | 1999-05-13 | 2000-11-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 单色仪分光红外椭圆偏振光谱仪 |
| CN101198847A (zh) * | 2005-04-14 | 2008-06-11 | 化学影像公司 | 增强来自生物对象的光学信号并将其成像的方法和应用 |
| CN101566568A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-28 | 厦门大学 | 一种表面等离子体耦合荧光检测装置 |
| CN101672783A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-03-17 | 北京大学 | 一种单根一维纳米材料光致荧光角度分辨测量系统 |
| CN201653542U (zh) * | 2010-03-18 | 2010-11-24 | 杭州创惠仪器有限公司 | 光源光强分布测试仪的测试转台 |
| CN101929889A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-12-29 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器远场测试方法及装置 |
| CN102213617A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-10-12 | 中国科学院半导体研究所 | 深紫外激光光致发光光谱仪 |
| CN102829961A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 清华大学 | 一种纳米光学多参数测量平台 |
| CN105849530A (zh) * | 2013-10-02 | 2016-08-10 | 瑞尼斯豪公司 | 光谱分析设备和方法 |
| CN110849898A (zh) * | 2018-08-21 | 2020-02-28 | 深圳中科飞测科技有限公司 | 晶圆缺陷检测系统及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9322712B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-04-26 | The Johns Hopkins University | Terahertz time-domain spectroscopic ellipsometry system |
| US11311943B2 (en) * | 2018-08-27 | 2022-04-26 | The Penn State Research Foundation | Multi-spectral method for detection of anomalies during powder bed fusion additive manufacturing |
| WO2020112389A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | The Regents Of The University Of California | Remote-excitation tip-enhanced raman spectroscopy (ters) probe for nanoscale ters imaging |
-
2020
- 2020-07-20 CN CN202010695784.XA patent/CN111562008B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1274080A (zh) * | 1999-05-13 | 2000-11-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 单色仪分光红外椭圆偏振光谱仪 |
| CN101198847A (zh) * | 2005-04-14 | 2008-06-11 | 化学影像公司 | 增强来自生物对象的光学信号并将其成像的方法和应用 |
| CN101566568A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-28 | 厦门大学 | 一种表面等离子体耦合荧光检测装置 |
| CN101672783A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-03-17 | 北京大学 | 一种单根一维纳米材料光致荧光角度分辨测量系统 |
| CN201653542U (zh) * | 2010-03-18 | 2010-11-24 | 杭州创惠仪器有限公司 | 光源光强分布测试仪的测试转台 |
| CN101929889A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-12-29 | 西安炬光科技有限公司 | 一种半导体激光器远场测试方法及装置 |
| CN102213617A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-10-12 | 中国科学院半导体研究所 | 深紫外激光光致发光光谱仪 |
| CN102829961A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 清华大学 | 一种纳米光学多参数测量平台 |
| CN105849530A (zh) * | 2013-10-02 | 2016-08-10 | 瑞尼斯豪公司 | 光谱分析设备和方法 |
| CN110849898A (zh) * | 2018-08-21 | 2020-02-28 | 深圳中科飞测科技有限公司 | 晶圆缺陷检测系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111562008A (zh) | 2020-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111562008B (zh) | 可变激发光源入射角度的pl波长的量测方法及装置 | |
| US10823679B2 (en) | Scanning type laser induced spectrum analysis and detection system | |
| EP3074755B1 (en) | Optical metrology system for spectral imaging of a semiconductor workpiece sample | |
| US8670109B2 (en) | Laser characterization system and process | |
| TW571090B (en) | Surface inspection system | |
| KR101365261B1 (ko) | 테라파를 이용한 물체 검사 장치 | |
| US9846122B2 (en) | Optical metrology system for spectral imaging of a sample | |
| JP6216831B2 (ja) | 発光性フィルムを検査するための方法及び装置 | |
| US20120218542A1 (en) | Infrared analysis apparatus | |
| US7952701B2 (en) | Surface inspection method and inspecting device using the same | |
| CN113484290A (zh) | 共聚焦显微红外调制光致发光谱实验装置及测试方法 | |
| CN110943360A (zh) | 基于空芯光子晶体光纤的超连续谱激光光源及检测系统 | |
| EP3165903A1 (en) | Optical metrology system for spectral imaging of a sample | |
| KR101801032B1 (ko) | 중심파장 추적 광루미네선스 강도 매핑장치 | |
| KR102067972B1 (ko) | 광루미네선스와 산란광의 동시 검출이 가능한 발광다이오드 검사장비 | |
| CN115963089A (zh) | 高效双通路圆偏振荧光光谱测量系统 | |
| US10495287B1 (en) | Nanocrystal-based light source for sample characterization | |
| RU2384838C1 (ru) | СПОСОБ ТЕСТИРОВАНИЯ ЧИПОВ КАСКАДНЫХ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ Al-Ga-In-As-P И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | |
| CN211456205U (zh) | 基于空芯光子晶体光纤的超连续谱激光光源及检测系统 | |
| CN216309796U (zh) | 一种可快速切换光学模块的荧光成像装置 | |
| CN216598389U (zh) | 一种激光器光源系统 | |
| CN219675840U (zh) | 基于泵浦探测拉曼光谱的半导体导热系数测试装置 | |
| US20240175825A1 (en) | Measuring device | |
| JP2013041932A (ja) | エピタキシャル基板の測定方法、面発光レーザの製造方法及びエピタキシャル基板の測定装置 | |
| CN114674795A (zh) | 一种基于三维可移动光路的偏振分辨荧光测试系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |