CN205382226U - 一种基于mocvd控制太阳能电池外延片生长的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，包括MOCVD反应腔室、光学探测器、温控器及加热电源；MOCVD反应腔室内设有基座和加热盘，外延片承载于基座上，加热盘在对基座进行加热的同时，间接也对基座上的外延片进行加热，加热电源通过加热电极为加热盘供电，MOCVD反应腔室的顶部设有至少三个探测窗口，探测窗口数量与光学探测器数量相一致，外延片根据探测窗口的数量区分有相应个数的区域，一个光学探测器对应一个探测窗口，并负责探测外延片上的相应区域，确保所有光学探测器组合起来能够探测到外延片上的全部区域，光学探测器和加热电源分别与温控器电连接。本实用新型能够实时监测并准确控制外延片的生长温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体芯片的技术领域，尤其是指一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统。
背景技术
MOCVD(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition金属有机化合物化学气相沉积)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD是制备化合物半导体外延材料的核心设备，以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，主要用于生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，涵盖了所有常见半导体，有着非常广阔的市场前景。
MOCVD技术已成为半导体材料制造的主要手段，MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅵ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面时，在衬底表面发生热分解反应，因此外延片生长温度是MOCVD生产控制的关键参数。由于MOCVD反应腔是一个高温、高真空、化学性质活泼的环境，并且衬底在不断旋转，整个生长过程需要实时监测生长温度，使用热电偶等直接测温的技术是无法实现的，必须采用非接触测温法对外延片表面生长温度进行测量。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，能够实时监测并准确控制外延片的生长温度。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，包括MOCVD反应腔室、光学探测器、温控器及加热电源；其中，所述MOCVD反应腔室内设置有能够水平高速旋转的基座及对基座进行加热的加热盘，太阳能电池外延片承载于该基座上，能随基座一起高速旋转，所述加热盘设置在基座的下方，在对基座进行加热的同时，间接也对基座上的外延片进行加热，所述加热电源通过加热电极为加热盘供电，所述MOCVD反应腔室的顶部设有至少三个探测窗口，所述探测窗口的数量应与光学探测器的数量相一致，基座上的外延片根据探测窗口的数量区分有相应个数的区域，一个光学探测器对应一个探测窗口，并负责探测外延片上的相应区域，且确保所有光学探测器组合起来能够探测到外延片上的全部区域，所述光学探测器通过探测窗口向基座上的外延片发射探测光束，探测光束经外延片反射后返回各自相应的光学探测器，光学探测器能够根据接收的反射探测光束及外延片的热辐射，计算得到外延片的温度，所述光学探测器和加热电源分别与温控器电连接，所述加热电源供给加热盘的功率由温控器根据光学探测器测得的外延片温度进行调整。
所述温控器、加热电源的数量与光学探测器的数量相一致，且一个温控器连接一个加热电源和一个光学探测器。
所述温控器连接有PC机。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本系统通过光学探测器、温控器及加热电源的有机结合，能够实现对外延片生长温度的实时监测，且根据光学探测器实时测得的外延片温度，经温控器进行比较，能够准确调整加热电源供给加热盘的功率，由于加热盘的温度会随着供电功率的改变而变化，通过热辐射传递给外延片的热量也发生相应变化，从而达到控制外延片生长温度的目的。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图2为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所述的基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，包括MOCVD反应腔室1、光学探测器5、温控器6、加热电源7及与温控器6连接的PC机；其中，所述MOCVD反应腔室1的内部设置有能够水平高速旋转的基座3及对基座3进行加热的加热盘4，太阳能电池外延片2承载于该基座3上，能随基座3一起高速旋转，所述加热盘4设置在基座3的下方，在对基座3进行加热的同时，间接也对基座3上的外延片2进行加热，所述加热电源7通过加热电极8为加热盘4供电，所述MOCVD反应腔室1的顶部设有三个探测窗口，所述探测窗口的数量应与光学探测器5的数量相一致，基座3上的外延片2根据探测窗口的数量区分有相应个数的区域，即所述光学探测器5有三个，所述外延片2区分有三个区域，且一个光学探测器5对应一个探测窗口，并负责探测外延片2上的相应区域，且确保所有光学探测器5组合起来能够探测到外延片2上的全部区域，所述光学探测器5和加热电源7分别与温控器6电连接，所述温控器6、加热电源7的数量与光学探测器5的数量相一致，即所述温控器6和加热电源7均有三个，且一个温控器6连接一个加热电源7和一个光学探测器5，采用三个加热电源7能够更好地实现对加热盘4的均匀加热，且所述加热电源7供给加热盘4的功率是由温控器6根据光学探测器5测得的外延片温度进行调整。
如图2所示，光学探测器5向外延片2发射探测光束λ，并接收外延片反射的探测光束λ'及外延片的热辐射E'。光学探测器5根据接收的反射探测光束及外延片热辐射，通过修正算法计算得到外延片的温度Ti。然后光学探测器5将计算得到的外延片温度数据传递给温控器6。温控器6将外延片2的测量温度Ti与PC机传递的设定温度To进行比较，对比较偏差△T进行PID运算，将运算结果△U作为控制信号送给加热电源7。最后加热电源7根据收到的控制信号，调整供给加热盘4的功率P。由于加热盘4的温度会随着供电功率的改变而变化，进而通过热辐射E传递给外延片2的热量也发生相应变化，从而达到控制外延片生长温度的目的。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，其特征在于：包括MOCVD反应腔室、光学探测器、温控器及加热电源；其中，所述MOCVD反应腔室内设置有能够水平高速旋转的基座及对基座进行加热的加热盘，太阳能电池外延片承载于该基座上，能随基座一起高速旋转，所述加热盘设置在基座的下方，在对基座进行加热的同时，间接也对基座上的外延片进行加热，所述加热电源通过加热电极为加热盘供电，所述MOCVD反应腔室的顶部设有至少三个探测窗口，所述探测窗口的数量应与光学探测器的数量相一致，基座上的外延片根据探测窗口的数量区分有相应个数的区域，一个光学探测器对应一个探测窗口，并负责探测外延片上的相应区域，且确保所有光学探测器组合起来能够探测到外延片上的全部区域，所述光学探测器通过探测窗口向基座上的外延片发射探测光束，探测光束经外延片反射后返回各自相应的光学探测器，光学探测器能够根据接收的反射探测光束及外延片的热辐射，计算得到外延片的温度，所述光学探测器和加热电源分别与温控器电连接，所述加热电源供给加热盘的功率由温控器根据光学探测器测得的外延片温度进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，其特征在于：所述温控器、加热电源的数量与光学探测器的数量相一致，且一个温控器连接一个加热电源和一个光学探测器。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于MOCVD控制太阳能电池外延片生长的系统，其特征在于：所述温控器连接有PC机。
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| CN112735993A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-04-30 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种rt探测器及其应用 |
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