Залежність точності визначення температури від ширини смуги пропускання інтерференційного фільтра в системах оптичної пірометрії

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВоронько, А.О.
dc.contributor.authorНовіков, Д.О.
dc.date.accessioned2023-07-25T13:30:55Z
dc.date.available2023-07-25T13:30:55Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractДо загальних проблем для всіх реакторів технології газофазної епітаксії з металоорганічних сполук A3B5 відносяться великі градієнти температур в реакторі, що спричиняють виникнення петель конвекції, високу швидкість газових потоків, що може призвести до турбулентності, замість очікуваного ламінарного потоку, та потребу в хорошій однорідності та прецизійності контролю температури поверхні напівпровідникової пластини. Оскільки процес осадження для багатьох складних напівпровідникових пристроїв (таких як інфрачервоні лазерні діоди або біполярні транзистори з гетеропереходом) надзвичайно чутливий до температури, для отримання якісних гетероструктур з відтворюваними параметрами необхідна система прецизійного контролю температури процесу на поверхні пластини безпосередньо в зоні осадження. У даній статті описані особливості процесу епітаксійного росту в реакторах ГФЕ МОС, а також висвітлено завдання, які постають перед системою контролю температури. Досліджується доцільність використання системи пірометрії з компенсацією випромінювання порівняно з методами вимірювання за допомогою термопари та класичної пірометрії. В даній системі перетворення вхідного оптичного сигналу в пропорційний на виході струм здійснюється за допомогою чутливого фотоелемента, а саме  кремнієвого фотодіода. Вибір діапазону довжин хвиль випромінювання обумовлений оптичними параметрами напівпровідникових підкладок та сполук, що осаджуються. Отриманий спектр для вимірювань досягається за допомогою використання в системі інтерференційного фільтра. Дослідження проводилося з метою визначення впливу ширини інтерференційного фільтра на точність визначення реальної температури пірометричної системи контролю з компенсацією випромінювальної здатності. Проаналізовано аналітичну залежність ширини та форми характеристики інтерференційного фільтра на значення величини корекції температури пірометричних систем. На базі отриманих результатів сформовані висновки щодо вибору оптимальної робочої довжини хвилі та ширини пропускання інтерференційного фільтра оптичної системи як компроміс між величиною похибки визначення та величиною оптичного сигналу. Отримані результати можна використовувати для розробки сучасних прецизійних пірометричних систем.uk
dc.description.abstractotherSome general issues common to all reactors for gas-phase epitaxy of A3B5 metal-organic compounds include large temperature gradients in the reactor, leading to the formation of convection loops, high gas flow rates that can result in turbulence instead of the expected laminar flow, and the need for good uniformity and precision in temperature control of the semiconductor substrate surface. Since the deposition process for many complex semiconductor devices (such as infrared laser diodes or heterojunction bipolar transistors) is highly temperature-dependent, a system for precise temperature control of the process at the substrate surface directly in the deposition zone is necessary to obtain high- quality heterostructures with reproducible parameters. This article describes the features of the epitaxial growth process in MOCVD reactors, as well as highlights the tasks facing the temperature control system. The feasibility of using a radiation compensation system is explored in comparison to measurement methods using a thermocouple and classical pyrometry. Transformation of the input optical signal into a proportional output current in this system is performed by a sensitive photodetector, namely a silicon photodiode. The selection of the wavelength range of the radiation is determined by the optical parameters of the semiconductor substrates and compounds used in the system. The measurement spectrum is determined by the parameters of the interference filter in the system. The research was conducted to determine the effect of the interference filter width on the accuracy of determining the real temperature of a pyrometric control system with radiation compensation. The dependence of the interference filter characteristic width and shape on the correction value of the temperature of pyrometric systems after calibration is analyzed. Based on the results obtained, recommendations are made for selecting the optimal working wavelength and interference filter bandwidth of the optical system as a compromise between the determination error and the magnitude of the optical signal. The results can be used for the design of modern precision pyrometric systems.uk
dc.format.pagerangePp. 52-57uk
dc.identifier.citationВоронько, А.О. Залежність точності визначення температури від ширини смуги пропускання інтерференційного фільтра в системах оптичної пірометрії / Воронько А.О., Новіков Д.О. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 65(1). – С. 52-57. – Бібліогр.: 14 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283332
dc.identifier.issn0321-2211 (p)
dc.identifier.issn2663-3450 (e)
dc.identifier.orcid0000-0003-2899-963Xuk
dc.identifier.orcid0000-0001-5160-7214uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/58586
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectгазофазна епітаксія з металоорганічних сполукuk
dc.subjectГФЕ МОСuk
dc.subjectпірометрія з компенсацією випромінюванняuk
dc.subjectоптико-електронні системи контролю параметрівuk
dc.subjectінтерференційний фільтрuk
dc.subjectmetalorganic chemical vapour depositionuk
dc.subjectMOCVDuk
dc.subjectemissivity-compensated pyrometryuk
dc.subjectoptoelectronic systems for monitoring parametersuk
dc.subjectinterference filteruk
dc.subject.udc681.7uk
dc.titleЗалежність точності визначення температури від ширини смуги пропускання інтерференційного фільтра в системах оптичної пірометріїuk
dc.title.alternativeDependence of temperature determination accuracy on the bandwidth of the interference filter in optical pyrometry systemsuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
283332-653057-1-10-20230629.pdf
Розмір:
285.22 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)