谈述衬底外延片在线曲率测量仪研制学术

更新时间:2024-04-09 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:由于现有商用在线曲率测量仪在硅方格图形衬底外延中无法利用,为了能获得Si图形衬底GaN外延生长历程中的应力变化信息,本论文设计制造了一种在线曲率测量仪,并首次得到了硅方格图形衬底外延生长历程中外延片的曲率变化信息。本论文首先说明了商用在线曲率测量仪在Si方格图形衬底中所遇到的不足,并介绍了本论文所设计的在线曲率测量仪的测量原理和系统整体架构,以此为基础设计开发了测量仪的硬件和软件。接着本论文详细介绍了硬件各个功能模块(包括光路部分、机械传动部分和电子电路部分)的设计案例和元器件性能,详细说明了以Visual Basic为平台,在线曲率测量仪软件部分的开发,着重介绍了步进电机制约部分和数据拟合运算部分的程序设计思路。最后本论文介绍了在线曲率测量仪在外延实验和生产中的实际运用。系统测量分辨率达到了2Kmm-1,不亚于同类商用仪器的测量精度。以调试和测试结果来看,本在线曲率测量仪成功装配运用于Thomas Swan CCS MOCVD,可以提供Si图形衬底外延生长历程中应力变化方面的信息,为优化外延工艺,实时跟踪外延膜应力变化,提升波长均匀性提供量化数据。本论文得到了国家科技支撑计划(2011BAE32B01)、国家863计划(2011AA03A101)、国家自然科学基金(61040060)和(51072076)的资助。关键词:测量论文曲率变化论文Si图形衬底论文应力论文
本论文由www.808so.com摘要3-4
ABSTRACT4-8
第一章 综述8-17
1.1 引言8
1.2 GaN基LED介绍8-11
1.2.1 GaN基LED的进展8-9
1.2.2 硅衬底GaN基LED的进展9-11
1.3 GaN基LED外延片曲率测量11-15
1.3.1 外延片弯曲产生及影响11-12
1.3.2 国外在线曲率测量仪介绍12-13
1.3.3 在线曲率测量仪的运用13-15
1.4 本论文的探讨内容及行文安排15-17
第二章 系统测量原理及设计17-23
2.1 Si方格图形衬底介绍17-18
2.2 翘曲度测量基本原理18-20
2.3 寻找光斑方式设计20-22
2.4 小结22-23
第三章 系统硬件设计23-35
3.1 系统整体结构设计23-24
3.2 光学部分硬件设计24-27
3.2.1 光源选择24-25
3.2.2 手动位移台和分光立方体的选择25-26
3.2.3 光电探测器的选择26-27
3.3 机械传动部分硬件设计27-29
3.3.1. 电控位移台的介绍和选择27-29
3.3.2. 步进电机细分驱动器的选择29
3.4 电路部分硬件设计29-34
3.4.1 PCL-722数字量板卡30-31
3.4.2 PCLD-782B光隔离数字量输入板31
3.4.3 同步信号接收电路设计31-32
3.4.4 电控位移台制约电路连接32-34
3.5 小结34-35
第四章 系统软件设计35-47
4.1 系统软件设计概述35-37
4.1.1 开发软件平台VB介绍35-36
4.1.2 程序设计总体框架和界面36-37
4.2 在线曲率测量仪软件设计37-46
4.2.1 步进电机制约程序设计37-40
4.2.2 数据采集程序设计40-41
4.2.3 最小二乘法拟合曲线程序设计41-44
4.2.4 在线绘图程序设计44-46
4.3 本章小结46-47
第五章 系统的调试、运用与实验结果浅析47-58
5.1 系统调试47-50
5.1.1 系统硬件调试47-48
5.1.2 系统软件调试与系统联调48
5.1.3 实现手动测量48-50
5.2 测量仪运用与讨论50-56
5.2.1 实现自动测量50-51
5.2.2 激光干涉曲线与翘曲度曲线相结合51-53
5.2.3 翘曲度变化影响因素浅析53-54
5.2.4 比较实验浅析54-55
5.2.5 系统测量精度及误差浅析55-56
5.3 小结56-58
第六章 总结与展望58-60
致谢60-61
参考文献61-66
附录

一、高精度定时器和步进电机制约子程序66-69

附录

二、CCD数据采集子程序69-70

附录

三、数据拟合运算子程序70-77

附录

四、在线绘图子程序77-79

附录

五、参数设置和数据保存子程序79-82

附录

六、在线曲率测量仪实物图82-83

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