Specifics of designing an infrared pyrometer-reflectometer for semiconductor heterostructure fabrication

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorVoronko, Andriy
dc.contributor.authorNovikov, Denys
dc.contributor.authorVerbitskiy, Dmytro
dc.contributor.authorChmyr, Maksym
dc.contributor.authorVoloshyn, Oleksandr
dc.contributor.authorBelkevych, Oleksii
dc.contributor.authorHolubets, Marharyta
dc.date.accessioned2024-11-07T11:34:16Z
dc.date.available2024-11-07T11:34:16Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractДля усіх типів реакторів для технології газофазної епітаксії з використанням металоорганічних сполук AIII-BV існують загальні технічні вимоги. Серед них варто виділити великі градієнти температури, що спричиняють виникнення конвекційний петель, які, в свою чергу, враховуючи високу швидкість газового потоку, призводять до турбулентності в реакторі замість очікуваного ламінарного потоку. Важливим також є врахування зміни параметрів поверхні пластини в процесі росту та необхідність розрізнення корисного сигналу з поверхні пла- стини та фонового сигналу з тримача пластин, що обертається для рівномірного осадження сполук. Для отримання якісних гетероструктур з відтворюваними параметрами важливо мати систему точного контро- лю температури на поверхні пластини безпосередньо в області осадження, оскільки процес осадження для ба- гатьох складних напівпровідникових приладів (наприклад, лазерні діоди, світлодіоди, фотодіоди, транзистори на гетеропереходах) дуже чутливий до змін температури. Метод оптичної пірометрії є безконтактним, що дозволяє прецизійно визначати температуру поверхні пластини та відповідає технічним вимогам ростових реакторів технології газофазної епітаксії. Дана стаття присвячена особливостям розробки оптоелектронних систем для прецизійного вимірювання темпе- ратури під час епітаксійного росту з метою визначення критеріїв для вибору або розробки компонент оптоелектронної системи пірометра-рефлектометра. В роботі досліджені основні фізичні процеси, електро- оптичні характеристики Si фотодіода, AlGaAs/GaAs світлодіода та параметри смугових інтерференційних фільтрів. На основі аналізу отриманих результатів досліджень і вимірювань розроблено наукові рекомендації щодо вибо- ру та оптимізації параметрів компонентів пірометра (фотоприймачів, світлодіодів, оптичних фільтрів) з метою підвищення точності вимірювань та температурної стабільності вимірювання в умовах експлуатації пірометрів, які враховують компенсацію зміни випромінювальної здатності поверхні пластини.
dc.description.abstractotherThere are general technical requirements for all types of reactors for chemical vapour deposition technology using AIII- BV metalorganic compounds. Among them, it is worth highlighting the large temperature gradients that cause the origin of convection loops, which in turn, taking into account the high speed of the gas flow, lead to turbulence in the reactor instead of the expected laminar flow. It is also important to take into account the change in parameters of the wafer surface during the growth process and the need for signal separation between the useful signal from the wafer surface and the background signal from the wafer carrier, which rotates at fixed speed for uniform deposition of compounds. To obtain high-quality heterostructures with reproducible parameters, it is important to have a system of precise temperature control on the wafer surface directly in the deposition area, since the deposition process for many complex semiconductor devices (for example, laser diodes, LEDs, photodiodes, transistors on heterojunctions) is very sensitive to temperature changes. The method of optical pyrometry is a non-contact method that allows to precisely determine the temperature of the wafer surface and meets the technical requirements of CVD epitaxy growth reactors. This article is devoted to the analysis of the features of the development of optoelectronic systems for precise temperature measurement during epitaxial growth in order to determine the criteria for the selection or development of components of the optoelectronic system of the pyrometer-reflectometer. The main physical processes, electro-optical characteristics of Si photodiode, AlGaAs/GaAs LED and parameters of bandpass interference filters were investigated. Based on the analysis of the obtained research and measurement results, scientific recommendations have been developed. The recommendations aimed at the selection and optimization of the parameters of the components of the pyrometer-reflectometer (photodetectors, light emitting diodes, optical filters) in order to improve the accuracy and temperature stability of measurements in the pyrometer’s operation conditions, which take into account the compensation of emissivity change from the surface of the wafer.
dc.format.pagerangeС. 25-30
dc.identifier.citationSpecifics of designing an infrared pyrometer-reflectometer for semiconductor heterostructure fabrication / Andriy Voronko, Denys Novikov, Dmytro Verbitskiy, Maksym Chmyr, Oleksandr Voloshyn, Oleksii Belkevych, Marharyta Holubets // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2024. – Вип. 67(1). – С. 25-30. – Бібліогр.: 13 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.67(1).2024.306723
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/70420
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, Вип. 67(1)
dc.titleSpecifics of designing an infrared pyrometer-reflectometer for semiconductor heterostructure fabrication
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
25-30.pdf
Розмір:
1.19 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 67(1)