專利名稱：外延材料層的特性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對外延材料層的特性測試裝置。
背景技術(shù)：
MOCVD是金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積(Metal-organic ChemicalVaporDeposition)的英文縮寫。MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型氣相外延生長技木。它以III族、II族元素的有機化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長的源材料，以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進行氣相外延，生長各種III-V族、II-VI族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。下面對現(xiàn)有的MOCVDエ藝的原理進行說明。具體地，請參考圖I所示的現(xiàn)有的MOCVD裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。外延沉積腔室10內(nèi)形成有相對設(shè)置的氣體供給單元11和基座12。所述氣體供給単元可以為噴淋頭(ShoWerhead，SH)，該噴淋頭內(nèi)可以設(shè)置多個小孔。所述基座12上通常放置多片襯底121，所述襯底121的材質(zhì)通常為價格昂貴的藍寶石。所述基座12的下方還形成有加熱單元13，所述加熱単元13對所述襯底121進行加熱，使得所述襯底121表面的溫度達到外延エ藝需要的溫度。在進行MOCVDエ藝時，源氣體自氣體供給單元11的小孔進入襯底12上方的反應(yīng)區(qū)域(靠近襯底121的表面的位置)，所述襯底121由于加熱単元13的熱輻射作用而具有一定的溫度，從而該溫度使得源氣體之間進行化學(xué)反應(yīng)，從而在襯底121表面形成外延材料層。所述外延材料層中至少包含ー層發(fā)光層，所述發(fā)光層在電流的驅(qū)動下能夠發(fā)出光。
通常，在MOCVDエ藝完成后，需要將形成有外延材料層的襯底從MOCVD裝置的外延沉積腔室中取出，然后在MOCVD裝置的外部對襯底上使得外延材料層的特性參數(shù)進行測試，主要是測試外延材料層的發(fā)光層的特性參數(shù)，例如波長、均勻度等參數(shù)。然后，相關(guān)的技術(shù)人員或操作人員可以利用所述參數(shù)對外延沉積腔室的エ藝條件進行優(yōu)化調(diào)整，以有利干提高下ー批次外延材料層的質(zhì)量。在實際中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的MOCVD設(shè)備的生產(chǎn)效率低，無法滿足應(yīng)用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例解決的問題是提供了ー種外延材料層的特性測試裝置及其測試方法，節(jié)約了襯底上的外延材料層的測試時間，提高了外延材料層的測試精度，從而提高了MOCVD設(shè)備的生產(chǎn)效率，也提高了外延材料層的發(fā)光強度、均勻度和良率等エ藝參數(shù)。為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供ー種外延材料層的特性測試裝置，包括探針單元，在測試時能夠與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過所述探針単元向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號；光信號分析単元，用于獲得所述光信號，對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。
可選地，還包括基座，所述基座上放置至少一片所述襯底；所述外延材料層包括至少ー個N型導(dǎo)電層和ー個P型導(dǎo)電層，以及位于所述兩層導(dǎo)電層之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層的材質(zhì)為氮化鎵、銦鎵氮、銦鋁鎵氮、鎵鋁神、銦鎵砷、銦嫁憐、鋼嫁招憐中的一種或者其中的組合；測試時，所述探針単元位于所述基座上方，且所述探針單元與位于發(fā)光層上方的N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過探針単元向所述外延材料層層提供電信號，所述N型導(dǎo)電層和P型導(dǎo)電層形成的PN結(jié)以及發(fā)光層在所述電信號的控制下發(fā)出光信號?？蛇x地，所述探針単元包括電信號提供単元，用于提供電信號，所述電信號為直流電信號；導(dǎo)電探針對，與所述電信號提供単元電連接，所述導(dǎo)電探針對包括間隔設(shè)置的第 一探針和第二探針，所述第一探針和第二探針具有探針頭，測試時，所述探針頭與所述N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸?？蛇x地，還包括外延沉積腔室，用于對襯底進行外延沉積エ藝，所述外延沉積腔室具有真空傳輸腔室和/或裝載卸載裝置，所述裝載卸載裝置通過真空傳輸腔室與所述外延沉積腔室相連通，或者所述裝載卸載裝置直接與所述外延沉積腔室相連通；所述裝載卸載裝置內(nèi)設(shè)置有襯底存放架，所述襯底存放架用干與外部交換襯底；所述導(dǎo)電探針對設(shè)置于所述真空傳輸腔室或裝載卸載裝置內(nèi)；機械傳輸単元，用于將襯底在所述外延沉積腔室和所述裝載卸載裝置之間傳輸或用于將襯底在所述外延沉積腔室、真空傳輸腔室和裝載卸載裝置之間傳輸，所述機械傳輸単元用于將所述襯底傳輸至所述導(dǎo)電探針對下方，使得所述導(dǎo)電探針對與位于發(fā)光層上方的N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸?？蛇x地，所述基座為可移動基座，所述外延材料層的特性測試裝置還包括外延沉積腔室，所述外延沉積腔室具有裝載卸載裝置和/或真空傳輸腔室，所述裝載卸載裝置具有中間腔室；所述探針對設(shè)置于所述裝載卸載裝置的中間腔室的內(nèi)部或設(shè)置于所述真空傳輸腔室的內(nèi)部，且所述導(dǎo)電探針對與所述中間腔室或真空傳輸腔室的相對位置固定；在測試時，所述可移動基座從所述外延沉積腔室移動至所述中間腔室或所述傳輸腔室，且所述可移動基座將其上方放置的襯底及該襯底上方的外延材料層的表面移動至該外延材料層的表面與導(dǎo)電探針對的探針頭形成導(dǎo)電接觸的位置?？蛇x地，還包括外延沉積腔室，所述外延沉積腔室具有裝載卸載裝置和/或真空傳輸腔室，所述裝載卸載裝置具有中間腔室；所述探針單元還包括探針夾持単元，設(shè)置于所述中間腔室的內(nèi)部或所述真空傳輸腔室的內(nèi)部，所述探針夾持單元能夠加持所述導(dǎo)電探針對進行移動，使得所述導(dǎo)電探針對移動至所述外延材料層的表面，所述基座為可移動基座，在所述基座移動過程中，所述襯底與所述基座保持相對靜止;在測試時，所述可移動基座從所述外延沉積腔室移動至所述中間腔室或所述傳輸腔室，所述探針夾持單元將所述導(dǎo)電探針對的探針頭移動至所述外延材料層的表面，使得所述探針頭與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸。可選地，還包括數(shù)據(jù)分析単元，用于基于所述光信號分析單元獲得所述外延材料層的特性參數(shù)對所述外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。
可選地，還包括控制單元，用于控制所述電信號控制單元，調(diào)節(jié)所述電信號控制単元提供的電信號，控制所述探針頭的運動以及所述基座的運動。可選地，所述直流電信號的電壓值范圍為3 150伏特，電流值范圍為10 300暈安?？蛇x地，所述第一探針和第二探針的探針頭的間距固定，所述間距為5 25毫米?？蛇x地，所述探針頭與所述N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的導(dǎo)電接觸為點接觸或面接觸?？蛇x地，所述探針頭與所述外延材料層表面接觸的壓強為9800 294000帕斯卡。可選地，所述探針頭的材質(zhì)為抗氧耐熱的材質(zhì)?？蛇x地，所述探針單元測試所述外延材料層表面多個區(qū)域的特性參數(shù)?？蛇x地，所述襯底的材質(zhì)為藍寶石、ZnO、SiC、Si、GaAs中的一種或者其中的組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明實施例提供的外延材料層的特性參數(shù)測試裝置包括探針單元和光信號分析單元，利用所述探針単元與外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號，利用所述光信號分析單元獲得外延材料層發(fā)出的光信號并且對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。由于利用外延材料層的電致發(fā)光原理進行測試，本發(fā)明實施例更接近外延材料層實際應(yīng)用作用在電流驅(qū)動下工作的情況，從而獲得的測試結(jié)果更加準確，從而參考該測試結(jié)果對外延沉積エ藝的參數(shù)進行的調(diào)整更準確，也有利于提高下ー批次外延材料層的質(zhì)量； 由于探針單元設(shè)置在裝載卸載裝置或真空傳輸腔室內(nèi)，因此，本發(fā)明實施例可以在外延沉積エ藝形成后可以直接利用探針單元對外延材料層的特性參數(shù)進行分析，無需將形成有外延材料層的襯底傳輸?shù)綕崈羰抑?，因此?jié)約了測試時間，提高了外延沉積エ藝的效率和MOCVD設(shè)備的效率；可選地，所述探針単元包括探針對，該探針對的探針頭的材質(zhì)選擇為抗氧耐熱的材質(zhì)，這可以防止探針頭的氧化，也可以防止探針頭由于襯底表面的外延材料層的高溫的損傷或者探針頭與襯底之間的接觸電阻引起的探針發(fā)熱對探頭造成的損傷；可選地，所述探針對的探針頭上施加的電信號為直流電信號，所述直流電信號的電流值范圍為3 150伏特，電壓值范圍為10 300毫安，上述的數(shù)值范圍能夠驅(qū)動探針頭之間的局部的外延材料層，并且可以防止探針頭由于過電流而燒壞，且更能使得被測試的局部的外延材料層的發(fā)光情況接近實際工作時的發(fā)光情況，從而獲得的外延材料層的特性參數(shù)更加準確；可選地，所述第一探針和第二探針的探針頭的間距固定，所述間距為O. 5 5毫米，在上述距離范圍內(nèi)，可以有效將電流通過所述第一探針頭和第二探針頭之間的局部外延材料層的表面，更接近局部外延材料層的實際工作時的發(fā)光情況，從而獲得的外延材料層的特性參數(shù)更加準確；可選地，所述探針單元測試所述外延材料層表面多個區(qū)域的特性參數(shù)，從而獲得的測試結(jié)果更加準確；可選地，所述外延材料層的特性分析單元還包括數(shù)據(jù)分析単元，其用于基于所述光信號分析單元獲得所述外延材料層的特性參數(shù)對所述外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。上述參數(shù)可以直接用于對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)的調(diào)整，也可以作為相關(guān)技術(shù)人員調(diào)整時的參考依據(jù)。相比于現(xiàn)有技術(shù)通常是在獲得了外延材料層的特性參數(shù)后由相關(guān) 的技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行調(diào)整，不僅耗費人力、時間成本，而且相關(guān)人員的經(jīng)驗不足時對外延材料層的特性參數(shù)的調(diào)整不能夠達到エ藝的要求，本發(fā)明實施例不僅能夠為技術(shù)人員調(diào)整外延沉積腔室的エ藝參數(shù)提供依據(jù)，而且還可以自動調(diào)整外延沉積腔室的エ藝參數(shù)。


圖I是現(xiàn)有的MOCVD裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的特性測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖；圖4是本發(fā)明第二實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明第三實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明第四實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有的MOCVD的設(shè)備的生產(chǎn)效率低，通常一批襯底的外延沉積時間為8 11小時，用于外延材料層的測試時間長達(40 80分鐘)。這是因為在位于外延沉積腔室中的襯底進行過外延沉積エ藝，現(xiàn)有技術(shù)通常會將所述襯底轉(zhuǎn)移至裝載卸載裝置(Load Lock,LL)，然后由操作人員將裝載卸載裝置中放置的襯底移至潔凈室中，在潔凈室中進行外延材料層的特性參數(shù)的測試。在獲得了該批次外延材料層的特性參數(shù)后，相關(guān)的技術(shù)人員會對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，以有利于下ー批次的外延材料層的沉積。需要說明的是，本發(fā)明實施例所述的外延材料層通常包括多層，其中至少ー層為發(fā)光層(或稱為多量子阱有源層)。本發(fā)明實施例所述的外延材料層的特性參數(shù)，通常是指外延材料層中的發(fā)光層的特性參數(shù)。所述外延材料層的特性參數(shù)，至少包括發(fā)光材料層的波長、均勻度、厚度等參數(shù)，以上定義適用于全文，特此說明。為了減少外延材料層的特性參數(shù)的測試時間以及提高MOCVD設(shè)備的效率，發(fā)明人考慮在裝載卸載裝置中設(shè)置外延材料層的特性測試裝置，從而可以在襯底離開裝載卸載裝置之前就獲得外延材料層的特性參數(shù)，這樣可以縮短外延材料層的特性參數(shù)的測試時間。基于上述構(gòu)思，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對裝載卸載裝置進行優(yōu)化設(shè)置，使之可以至少可以同時處理兩批襯底，一批為從外部潔凈室進入裝載卸載裝置等待エ藝的襯底(該襯底即將被傳輸進入到外延沉積腔室)，一批為從外延沉積腔室中エ藝完畢等待傳輸至裝載卸載裝置的襯底(即該襯底將經(jīng)過裝載卸載裝置進入到外部潔凈室)。在所述エ藝完畢的襯底從外延沉積腔室中與等待エ藝的襯底交換位置或者傳輸?shù)倪^程中，可以利用裝載卸載裝置中設(shè)置的外延材料層的特性測試裝置對外延材料層的特性參數(shù)進行測試，獲得其特性參數(shù)，從而對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整。待所述待エ藝的襯底進入外延沉積腔室時，該外延腔室的エ藝參數(shù)已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化、調(diào)整或者短時間(3 5分鐘)內(nèi)可以優(yōu)化調(diào)整完畢，從而待エ藝襯底無需等待或等待較短時間就可以進行外延沉積エ藝。因此，利用上述方法，可以至少節(jié)約エ藝完畢的襯底從裝載卸載裝置傳輸出裝載卸載裝置、并將襯底從裝載卸載裝置移動至潔凈室中的測試裝置的時間(所述時間為40 80分鐘)，從而提高MOCVD的外延沉積エ藝的效率。具體地，發(fā)明人還考慮到，所述外延材料層的特性測試裝置可以采用非接觸式的測試裝置。所述非接觸式的測試裝置通常利用外延材料層對光信號的反射、折射、吸收等原理對穿過、透過或外延材料層反射的光信號進行分析，獲得外延材料層的特性參數(shù)。但是上 述方法由于無法模擬外延材料層在電流驅(qū)動下的實際工作時的發(fā)光情況，因此，利用非接觸式的測試裝置獲得的測試結(jié)果只能作為參考，而不能為調(diào)整外延沉積腔室的依據(jù)?；谏鲜龇治觯l(fā)明人考慮采用接觸式的測試裝置，即通過導(dǎo)電的探針等與襯底上方的外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，進而向外延材料層提供電信號，該電信號驅(qū)動外延材料層中的發(fā)光層發(fā)光，對所述光信號進行分析，可以獲得該外延材料層的特性參數(shù)。由于發(fā)光層發(fā)出的光信號是依據(jù)電致發(fā)光原理的，因此可以更好的模擬外延材料層的實際エ作狀況，獲得的特性參數(shù)更加準確，從而依據(jù)上述導(dǎo)電接觸提供電信號而發(fā)光的原理進行測試可以使獲得的外延材料層的特性參數(shù)對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，更有利于提高下一批的襯底上形成的外延材料層的質(zhì)量。本發(fā)明實施例所述的襯底的材質(zhì)可以為半導(dǎo)體或絕緣體，例如所述襯底的材質(zhì)為藍寶石、ZnO, SiC, Si、GaAs中的一種或者其中的組合。因此，本發(fā)明實施例提供ー種外延材料層的特性測試裝置，包括探針單元，在測試時能夠與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過所述探針単元向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號；光信號分析単元，用于獲得所述光信號，對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明。第一實施例為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請結(jié)合圖2所示的本發(fā)明第一實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例所述的外延材料層的測試裝置集成在MOCVD設(shè)備中。如圖2所示，MOCVD設(shè)備包括裝載卸載裝置20、真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23。其中，本發(fā)明實施例所述的外延材料層的特性測試裝置25的一部分設(shè)置于裝載卸載裝置20中，圖中示意性地繪制了裝載卸載裝置20與特性測試裝置25之間的關(guān)系。具體地，所述裝載卸載裝置20用于MOCVD設(shè)備與外部潔凈室之間傳輸襯底，從而可以防止襯底直接由外部的潔凈室進入外延沉積腔室23，減少外延沉積腔室23內(nèi)產(chǎn)生的污染物。所述裝載卸載裝置20應(yīng)具有至少具有傳輸門和腔室門。其中傳輸門開啟時，所述裝載卸載裝置20能夠與外部潔凈室進行襯底交換；腔室門開啟時，所述裝載卸載裝置20能夠與真空傳輸腔室21交換襯底。為了保證所述裝載卸載裝置20能夠進行上述的交換襯底的動作，其內(nèi)部還應(yīng)設(shè)置真空處理裝置，使得裝載卸載裝置20的真空度滿足實際的要求，真空處理裝置的結(jié)構(gòu)及其工作過程作為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不做詳細的說明。作為本發(fā)明的一個可選的實施例，所述裝載卸卸載裝置20中設(shè)置有中間腔室，所述中間腔室內(nèi)可以至少放置兩個基座。其中ー個基座可以放置待エ藝的襯底，另ー個基座可以放置エ藝完畢的襯底。所述基座內(nèi)可以形成多個與襯底的形狀和尺寸對應(yīng)的凹槽，所述凹槽用于放置襯底。所述基座的材質(zhì)可以為石墨等能夠在高溫下保持穩(wěn)定的材質(zhì)。所述基座為可移動基座，在MOCVD設(shè)備內(nèi)部設(shè)置機械傳輸部件，通過所述機械傳輸部件使得所述基座能夠在MOCVD設(shè)備內(nèi)的真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23之間進行移動，從而實現(xiàn)襯底在所述真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23之間傳輸。所述基座的形狀、結(jié)構(gòu)等可以與現(xiàn)有技術(shù)相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考現(xiàn)有技 術(shù)進行選擇，在此不做詳細的說明。所述襯底在真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23之間的傳輸可以通過所述可動的基座進行，當然也可以通過其他的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。作為本發(fā)明的又一可選的實施例，所述裝載卸載裝置20的中間腔室內(nèi)不設(shè)置基座，而放置至少兩個襯底存放架(cassette)，其中ー個襯底存放架可以放置エ藝完畢的襯底，另ー個襯底存放架可以放置待エ藝的襯底。此時，外延沉積腔室23內(nèi)至少設(shè)置用于存放襯底的単元，例如基座或者襯底支撐部件，可以將襯底固定在外延沉積腔室內(nèi)部。所述襯底存放架內(nèi)可以設(shè)置多個襯底空位(slot)，每ー襯底空位可以放置一片襯底。所述襯底存放架的材質(zhì)可以選擇耐熱材質(zhì)，以提聞襯底存放架的使用壽命。例如所述襯底存放架的材質(zhì)可以為石墨等。所述襯底存放架可以作為裝載卸載裝置20與外部潔凈室之間傳遞襯底的通道，而所述裝載卸載裝置20與真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23之間則可以通過專門的機械傳輸部件進行襯底的傳輸。所述機械傳輸部件可以為機械手等部件，所述襯底的傳輸可以為單片式，也可以為多片式。所述真空傳輸腔室21通常用于提供真空傳輸路徑。作為可選的實施例，所述真空傳輸腔室21還提供了機械傳輸部件，該機械傳輸部件可以能夠?qū)崿F(xiàn)襯底或基座在真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23之間進行傳輸。如圖2所示，本實施例中，所述真空傳輸腔室21的形狀為多邊形。在其他的實施例中，所述真空傳輸腔室21的形狀還可以為其他的圖形，例如為線性、三角形、圓形等規(guī)則圖形或其他不規(guī)則圖形。利用真空傳輸腔室21可以實現(xiàn)襯底在外延沉積腔室23、加熱/冷卻腔室22之間傳輸?shù)沫h(huán)境為真空環(huán)境。本實施例中，由于需要交換裝載卸載裝置20中的存放有待エ藝的襯底的基座和位于外延沉積腔室23中的エ藝完畢的襯底，所述真空傳輸腔室21的體積應(yīng)能滿足至少容納機械傳輸裝置和至少兩個基座在其中進行相應(yīng)的傳輸運動。機械傳輸裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不做詳細的說明。在其他的實施例中，也可以不設(shè)置真空傳輸腔室，襯底可以直接從裝載卸載裝置20進入外延沉積腔室23。所述加熱/冷卻腔室22用于對待エ藝的襯底進行預(yù)處理和對處理完畢的襯底進行冷卻處理，從而無需占用外延沉積腔室23進行外延沉積エ藝的時間，提高外延沉積腔室23的處理速度。對所述待エ藝的襯底進行的預(yù)處理包括如下的步驟的ー個或多個利用氮氣、惰性氣體將襯底表面的顆粒等污染物吹走；利用氫氣等還原性氣體將襯底表面的有機物等污染物去除；利用加熱將襯底表面的水蒸氣去除；以及使得襯底的溫度迅速升溫至預(yù)定的溫度，該預(yù)定的溫度比外延沉積腔室23進行外延沉積的エ藝的溫度略低，從而無需在外延沉 積腔室23中進行長時間的升溫。上述預(yù)處理中各個步驟可以交替進行或同時進行。對所述エ藝完畢的襯底進行的冷卻處理通常使得所述襯底能夠快速地從外延沉積腔室23進行外延沉積エ藝的溫度降低為預(yù)定的溫度，以使得操作人員能夠接觸所述基座和襯底。在其他的實施例中，也可以不設(shè)置所述加熱/冷卻腔室22，而在直接在外延沉積腔室23中進行上述對待エ藝襯底的預(yù)處理和對エ藝完畢的襯底的冷卻處理，也可以不對所述待エ藝襯底進行預(yù)處理而直接進行外延沉積エ藝。本實施例中，所述外延沉積腔室23的數(shù)目為多個，例如圖2中所示的2個，分別是第一外延沉積腔室231和第二外延沉積腔室232。當然，在本發(fā)明的其他實施例中，所述外延沉積腔室23的數(shù)目也可以為I個。所述外延沉積腔室23用于沉積外延材料層。所述外延材料層通常包括多層。作為ー個實施例，所述外延材料層包括位于襯底上的第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電層、位于所述導(dǎo)電層上方的發(fā)光層和位于所述發(fā)光層上方的第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電層。所述第一類型的導(dǎo)電層和第二類型的導(dǎo)電層之間形成PN結(jié)，在電信號的驅(qū)動作用下，該PN結(jié)與中間的發(fā)光層能夠發(fā)光。所述第一導(dǎo)電類型與第二導(dǎo)電類型的電性相反。例如，若第一導(dǎo)電類型為P型，則第ニ導(dǎo)電類型為N型；若第一導(dǎo)電類型為N型，則第二導(dǎo)電類型為P型。所述發(fā)光層的材質(zhì)為氮化鎵、銦鎵氮、銦鋁鎵氮、鎵鋁砷、銦鎵神、銦鎵磷、銦鎵鋁磷中的一種或者其中的組合。每個外延沉積腔室23可以專門進行外延材料層中的某ー層的沉積，這樣可以避免同樣外延沉積腔室進行不同的外延材料層的沉積帶來的源物質(zhì)的切換問題；當然，每個外延沉積腔室23也可以進行外延材料層的所有組成層的沉積，從而利用ー個外延沉積腔室23可以形成エ藝要求的外延材料層。在本發(fā)明的其他實施例中，所述外延沉積腔室23的數(shù)目也可以為I個。請繼續(xù)結(jié)合圖2，本發(fā)明所述的外延材料層的特性測試裝置25局部設(shè)置于裝載卸載裝置20。外延材料層的特性測試裝置25的探針單元可以設(shè)置在裝載卸載裝置20內(nèi)部，光信號分析単元可以設(shè)置在裝載卸載裝置20內(nèi)。在本發(fā)明的又一實施例中，光信號分析單元也可以與探針單元一同設(shè)置在所述裝載卸載裝置20的內(nèi)部，此時，所述外延材料層的特性測試裝置25全部設(shè)置于裝載卸載裝置20內(nèi)部；在本發(fā)明的再一實施例中，所述外延材料層的特性測試裝置25可以局部或全部設(shè)置在真空傳輸腔室21或加熱/冷卻裝置22內(nèi)部。下面對本發(fā)明所述的MOCVD的外延材料層的特性測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理進行詳細的說明。請參考圖3所示的本發(fā)明的一個實施例的外延材料層的特性測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)示意圖，外延材料層的特性測試裝置25包括探針單元,在測試時能夠與所述外延材料層的表面形成接觸,通過所述探針單元向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號；
光信號分析単元，用于獲得所述光信號，對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。圖3中還示意性地繪出了基座201、位于基座201上的襯底2011和位于基座201下方的旋轉(zhuǎn)軸26。該旋轉(zhuǎn)軸26使得基座201能夠進行轉(zhuǎn)動和/或平行移動。所述襯底2011上形成有外延材料層(未示出)，該外延材料層至少包括N型導(dǎo)電層、P型導(dǎo)電層和位于該兩層導(dǎo)電層之間的發(fā)光層，所述N型導(dǎo)電層和P型導(dǎo)電層形成PN結(jié)，所述發(fā)光層位于所述PN結(jié)之間。下面請結(jié)合圖2并繼續(xù)參考圖3，本發(fā)明所述的探針單元可以設(shè)置在裝載卸載裝置20的中間腔室的內(nèi)部，也可以設(shè)置在真空傳輸腔室21的內(nèi)部，也可以設(shè)置在加熱/冷卻腔室22的內(nèi)部。
本實施例中，所述探針單元設(shè)置在裝載卸載裝置20(結(jié)合圖2)的中間腔室的內(nèi)部。所述探針単元包括導(dǎo)電探針對，如圖3所示，分別是第一探針251和第二探針252。所述第一探針251和第二探針252均具有探針頭，測試時，所述探針頭與形成在襯底2011上的P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)形成導(dǎo)電接觸，借助所述P型導(dǎo)電層向下方的發(fā)光層、N型導(dǎo)電層(或P型的導(dǎo)電層)施加電信號。所述第一探針251和第二探針252的探針頭與所述P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)之間的導(dǎo)電接觸可以為點接觸，此時所述探針頭的形狀類似針尖狀，從而利用較小的電信號可以驅(qū)動發(fā)光層發(fā)出較強的光信號；當然，所述導(dǎo)電接觸也可以為面接觸，即所述探針頭的形狀類似鑷子的頭部，該探針頭與P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)之間的接觸面積更大，可以防止點接觸造成的探針頭過熱等問題，但是面接觸時需要相應(yīng)增大向所述發(fā)光層提供的電信號。作為本發(fā)明的一個實施例，所述第一探針251和第二探針252的探針頭與所述P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)之間的導(dǎo)電接觸為點接觸。作為可選的實施例，所述第一探針251和第二探針252的探針頭的間距固定，所述間距為O. 5 5毫米，例如所述第一探針251和第二探針252的探針頭的間距可以為O. 5
2.5毫米之間的任意值，例如所述第一探針251和第二探針252的探針頭的間距可以為O. 5毫米、I毫米、2. 5毫米等。由于本發(fā)明中所述第一探針251和第二探針252通過在所述P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)的局部表面施加電信號，測試的是對應(yīng)于位于第一探針252和第二探針252的探針頭能夠提供電信號的局部的P型導(dǎo)電層下方的局部的發(fā)光層的特性參數(shù)。在本發(fā)明的其他實施例中，也可以使得第一探針251和第二探針252對整個P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)的表面施加電信號，從而測試P型導(dǎo)電層(或N型導(dǎo)電層)下方的發(fā)光層的整體的特性參數(shù)。此時，所述第一探針251和第二探針252的探針頭之間的距離可以對應(yīng)于襯底2011的直徑進行具體設(shè)置。但是，利用所述第一探針和第二探針向整個發(fā)光層施加電信號需要較強的電信號，并且可能會燒壞探針、損傷發(fā)光層，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員還需要對所述第一探針251和第二探針252的探針頭的間距、形狀以及探針頭施加的電信號的強度進行優(yōu)化設(shè)置，以使得測試所述發(fā)光層時對第一探針251、第二探針215以及發(fā)光層的損傷最小。在其他的實施例中，所述第一探針251和第二探針252的探針頭在同一襯底和/或不同襯底的距離可以不同，比如，在襯底2011的中部和襯底的邊緣測試時，所述第一探針和第二探針的探針頭的距離可以進行不同；或者所述第一探針和第二探針的探針頭的距離可以根據(jù)襯底2011的直徑以及襯底2011上的外延材料層的厚度進行具體的設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過若干有限次的實驗獲得最佳的距離，在此不做詳細的說明。所述第一探針251和第二探針252的探針頭上施加的電信號可以為直流信號或交流信號。作為可選的實施例，所述電信號為直流信號。所述直流信號的電壓值范圍應(yīng)為3 150伏特，電流值范圍應(yīng)為10 300毫安。本實施例中，所述直流信號的電流值的范圍為10 100暈安，例如所述直流信號的電流值可以為10暈安、30暈安、50暈安、70暈安或100毫安；所述直流信號的電壓值范圍為3 100伏特，例如所述直流信號的電壓值可以為3伏特、5伏特、10伏特、50伏特、70伏特和100伏特。為了保證所述第一探針251和第二探針252能夠?qū)㈦娦盘栍行У厥┘佑谕庋硬牧蠈?，可以向所述第一探?51和第二探針252的探針頭上施加一定的壓力。作為ー個實施例，所述第一探針251和第二探針252的探針頭與所述外延材料層的表面接觸的壓強范圍 為9800 297000帕斯卡。由于所述第一探針251和第二探針252的探針頭與外延材料層的表面接觸時具有接觸電阻，所述接觸電阻在第一探針251和第二探針252的探針頭上流過電流時會發(fā)熱，并且第一探針251和第二探針252的探針頭也應(yīng)該能夠承受襯底2011上的外延材料層的溫度。因此，作為可選的實施例，所述第一探針251和第二探針252的探針頭除了能夠?qū)щ娭Σ?，還應(yīng)該能夠耐受高溫，在高溫下能夠保持穩(wěn)定，所述高溫的溫度應(yīng)大于第一探針251和第二探針252由于接觸電阻發(fā)熱的溫度，并且所述高溫的溫度也應(yīng)大于測試時襯底及其上方的外延材料層的溫度。需要說明的是，本發(fā)明所述的第一探針251和第二探針252測試的是襯底上的兩個探針頭之間的局部外延材料層(該局部外延材料層的發(fā)光層)的特性參數(shù)，所述局部外延材料層是指第一探針251和第二探針252上提供的電信號能夠驅(qū)動的外延材料層的范圍。所述局部外延材料層占整個外延材料層的比例與第一探針251和第二探針252的探針頭之間的距離、探針頭上的電信號的強度、被測試的外延材料層的厚度、發(fā)光層的材質(zhì)、發(fā)光層的摻雜濃度有關(guān)系。為了保證測試的結(jié)果更加準確，所述第一探針251和第二探針252的探針頭需要在外延材料層的表面進行多次測試，毎次測試襯底2011上的不同區(qū)域的外延材料層，從而獲得外延材料層的表面多個區(qū)域的外延材料層的特性參數(shù)，從而獲得的結(jié)果更加準確。請結(jié)合圖2和圖3所示，為了使得第一探針251和第二探針252的探針頭能夠在所述外延材料層的表面進行多次測量，所述第一探針251和第二探針252的探針頭應(yīng)能夠與所述外延材料層進行相對運動。具體地，所述第一探針251和第二探針252的探針頭可以與所述外延沉積腔室23、裝載卸載裝置20保持相對靜止，而襯底2011相對于第一探針251和第二探針252的探針頭進行運動，所述襯底2011的進行的相對運動可以是隨著基座201進行的運動(此時基座201應(yīng)為可動基座)，可以是隨著真空傳輸腔室21內(nèi)的機械傳輸裝置(比如是機械手等)進行的運動；或者所述襯底2011、基座201、外延沉積腔室23、裝載卸載裝置20保持相對靜止，所述第一探針251和第二探針252的探針頭相對所述襯底2011進行運動,此時,探針單元25中還應(yīng)該設(shè)置探針加持單元,該探針加持單元用于加持所述第一探針251和第二探針252在基座201和基座201上方的襯底2011進行相對運動。
請繼續(xù)參考圖3，作為本發(fā)明的一個實施例，所述第一探針251和第二探針252為導(dǎo)電探針，所述外延材料層的特性測試裝置25還包括電信號提供単元253，用于提供電信號。所述電信號提供単元253提供的電信號可以為直流電信號或交流電信號。本實施例中，所述電信號提供単元253提供的電信號為直流電信號。作為可選的實施例，所述外延材料層的特性測試裝置25還可以進ー步包括數(shù)據(jù)分析単元255，用于基于所述光信號分析単元254獲得所述外延材料層的特性參數(shù)對所述外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。具體地，所述數(shù)據(jù)分析単元255中存放了外延沉積腔室要形成的外延材料層的目標特性參數(shù)，以及與該目標特性參數(shù)對應(yīng)的目標エ藝參數(shù)。所述數(shù)據(jù)分析単元255中還存放了多次外延沉積腔室的エ藝參數(shù)以及對應(yīng)的形成的外延材料層的特性參數(shù)，并且根據(jù)上述エ藝參數(shù)和特性參數(shù)，所述數(shù)據(jù)分析単元 255還存放了與外延沉積腔室對應(yīng)的エ藝曲線。依據(jù)該エ藝曲線，在獲得本次外延材料層的特性參數(shù)后，所述數(shù)據(jù)分析單元255能夠結(jié)合目標特性參數(shù)、目標エ藝參數(shù)獲得下次進行外延沉積エ藝時的外延腔室的參數(shù)。上述參數(shù)可以直接用于對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)的調(diào)整，也可以作為相關(guān)技術(shù)人員調(diào)整時的參考依據(jù)。相比于現(xiàn)有技術(shù)通常是在獲得了外延材料層的特性參數(shù)后由相關(guān)的技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行調(diào)整，不僅耗費人力、時間成本，而且相關(guān)人員的經(jīng)驗不足時對外延材料層的特性參數(shù)的調(diào)整不能夠達到エ藝的要求。作為本發(fā)明的一個實施例，所述外延材料層的特性測試裝置25還包括控制單元256，用于控制所述電信號控制單元253，調(diào)節(jié)所述電信號控制單元253提供的電信號，控制所述第一探針251、第二探針252的運動以及所述基座201的運動。本發(fā)明所述的光信號分析単元254用于收集外延材料層發(fā)出的光線，對所述光線進行分析，所述分析可以為將所述光線進行波長的展開，從而可以確定所述光線的波長，根據(jù)該波長可以而獲得該外延材料層的波長、均勻度、厚度、摻雜濃度等特性參數(shù)。下面請繼續(xù)參考圖2并結(jié)合圖3，對本發(fā)明所述的外延材料層的特性測試裝置的工作方法進行說明。首先，所述外延沉積腔室231內(nèi)放置有基座，該基座上放置有襯底，該外延沉積腔室231內(nèi)正在進行外延沉積腔室。而裝載卸載裝置20內(nèi)放置有另一基座，該基座上放置有待エ藝的襯底。外延沉積腔室231內(nèi)的外延沉積エ藝完成后，基座在機械傳輸裝置的作用下直接經(jīng)過傳輸裝置到達裝載卸載裝置20，或基座在機械傳輸裝置的作用下進入加熱/冷卻裝置22，在加熱/冷卻裝置22中冷卻后經(jīng)過真空傳輸腔室21到達裝載卸載裝置20，或基座在機械傳輸裝置的作用下進入真空傳輸腔室21到達裝載卸載裝置20 ;此時，在裝在卸載裝置中，形成有外延材料層的襯底的基座與存放有待エ藝的襯底的基座進行交換，并且外延材料層的特性測試裝置25進行工作，對形成有外延材料層的襯底進行特性參數(shù)測試，與此同時，存放有待エ藝的襯底的基座在機械傳輸裝置的作用下直接到達外延エ藝腔室231，或者經(jīng)過真空傳輸腔室21到達外延沉積腔室23，或者經(jīng)過真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22進入外延沉積腔室231或外延沉積腔室232，在基座到達外延沉積腔室中之前或者同時或者之后的較短時間(3 5分鐘)內(nèi)，所述外延材料層的特性測試裝置25獲得了上一批次的外延材料層的特性參數(shù)，依據(jù)所述特性參數(shù)可以自動地對要進行外延沉積エ藝的外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整或者將所述特性參數(shù)作為相關(guān)技術(shù)人員調(diào)整外延沉積エ藝的外延沉積腔室的エ藝參數(shù)的依據(jù)。
需要說明的是，上述過程中，基座在加熱/冷卻裝置22中會進行相關(guān)的加熱、冷卻、清潔中的一項或多項處理，在此沒有說明。并且由于設(shè)置了多個外延沉積腔室，上述過程中的各個步驟可以交叉進行，以進一歩加快MOCVD設(shè)備的處理速度。第二實施例請圖4是本發(fā)明第二實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。與第一實施例的相同部件的采用的標號相同。MOCVD設(shè)備包括裝載卸載裝置20、真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23。本實施例與第一實施例的區(qū)別在于，所述外延材料層的特性測試裝置25的探針單元安裝于真空傳輸腔室21的內(nèi)部，所述光信號測試單元也可以設(shè)置于真空傳輸腔室的內(nèi)部。形成有外延材料層的襯底通過可動的基座或機械傳輸裝置傳輸至真空傳輸腔室21，在真空傳輸腔室21內(nèi)進行外延材料層的特性參數(shù)的測試。 為了加快外延材料層的特性參數(shù)的測試速度，外延材料層的特性測試裝置25中還可以設(shè)置多組探針単元。每ー組探針單元可以包括多個探針對。所述多組探針單元可以同時對ー個襯底的多個區(qū)域進行測試，也可以同時對同一基座的不同襯底進行測試。所述外延材料層的特性測試裝置25測試外延材料層的特性參數(shù)的方法和原理、真空傳輸腔室21的結(jié)構(gòu)和工作原理、加熱/冷卻裝置22的結(jié)構(gòu)和原理、外延沉積腔室23的結(jié)構(gòu)和原理與第一實施例相同，請參考第一實施例，在此不做詳細說明。第三實施例請結(jié)合圖5所示的本發(fā)明第三實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)米用與第一實施例相同的標號。MOCVD設(shè)備包括裝載卸載裝置20、真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23。本實施例與第一實施例的區(qū)別在于，真空傳輸腔室21為線性傳輸腔室，采用線性傳輸腔室能夠減小MOCVD設(shè)備的占地面積，從而提高潔凈室的利用率。并且，外延材料層的特性測試裝置25的探針單元設(shè)置于裝載卸載裝置20的內(nèi)部，且外延材料層的特性測試裝置25的光信號分析単元也設(shè)置于裝載卸載裝置20的內(nèi)部。所述外延材料層的特性測試裝置25測試外延材料層的特性參數(shù)的方法和原理、真空傳輸腔室21的結(jié)構(gòu)和工作原理、加熱/冷卻裝置22的結(jié)構(gòu)和原理、外延沉積腔室23的結(jié)構(gòu)和原理與第一實施例相同，請參考第一實施例，在此不做詳細說明。第四實施例請結(jié)合圖6所示的本發(fā)明第四實施例的外延材料層的特性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)米用與第一實施例相同的標號。MOCVD設(shè)備包括裝載卸載裝置20、真空傳輸腔室21、加熱/冷卻腔室22和外延沉積腔室23。本實施例與第三實施例的區(qū)別在于，外延材料層的特性測試裝置25的探針單元設(shè)置于線性的真空傳輸腔室21的內(nèi)部，且外延材料層的特性測試裝置25的光信號分析單元也設(shè)置于真空傳輸腔室21的內(nèi)部。所述外延材料層的特性測試裝置25測試外延材料層的特性參數(shù)的方法和原理、真空傳輸腔室21的結(jié)構(gòu)和工作原理、加熱/冷卻裝置22的結(jié)構(gòu)和原理、外延沉積腔室23的結(jié)構(gòu)和原理與第一實施例相同，請參考第一實施例，在此不做詳細說明。綜上，本發(fā)明實施例提供的外延材料層的特性參數(shù)測試裝置包括探針單元和光信號分析単元，利用所述探針単元與外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號，利用所述光信號分析単元，用于獲得外延材料層發(fā)出的光信號并且對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。由于利用外延材料層的電致發(fā)光原理進行測試，本發(fā)明實施例能接近外延材料層實際應(yīng)用中在電流驅(qū)動下工作的情況，從而獲得的測試結(jié)果更加準確，從而參考該測試結(jié)果對外延沉積エ藝的參數(shù)進行的調(diào)整更準確，也有利于提高下ー批次外延材料層的質(zhì)量；由于探針單元設(shè)置在裝載卸載裝置或真空傳輸腔室內(nèi)，因此，本發(fā)明實施例可以在外延沉積エ藝形成后可以直接利用探針單元對外延材料層的特性參數(shù)進行分析，無需將形成有外延材料層的襯底傳輸?shù)綕崈羰抑校虼斯?jié)約了測試時間，提高了外 延沉積エ藝的效率和MOCVD設(shè)備的效率；可選地，所述探針単元包括探針對，該探針對的探針頭的材質(zhì)選擇為抗氧耐熱的材質(zhì)，這可以防止探針頭的氧化，也可以防止探針頭由于襯底表面的外延材料層的高溫的損傷或者探針頭與襯底之間的接觸電阻引起的探針發(fā)熱對探頭造成的損傷；可選地，所述探針對的探針頭上施加的電信號為直流電信號，所述直流電信號的電壓值范圍為3 150伏特，電流值范圍為10 300毫安，上述的數(shù)值范圍能夠驅(qū)動探針頭之間的局部的外延材料層，并且可以防止探針頭由于過電流而燒壞，且更能使得被測試的局部的外延材料層的發(fā)光情況接近實際工作時的發(fā)光情況，從而獲得的外延材料層的特性參數(shù)更加準確；可選地，所述第一探針和第二探針的探針頭的間距固定，所述間距為O. 5 5毫米，在上述距離范圍內(nèi)，可以有效將電流通過所述第一探針頭和第二探針頭之間的局部外延材料層的表面，更接近局部外延材料層的實際工作時的發(fā)光情況，從而獲得的外延材料層的特性參數(shù)更加準確；可選地，所述探針單元測試所述外延材料層表面多個區(qū)域的特性參數(shù)，從而獲得的測試結(jié)果更加準確；可選地，所述外延材料層的特性分析單元還包括數(shù)據(jù)分析単元，其用于基于所述光信號分析單元獲得所述外延材料層的特性參數(shù)對所述外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。上述參數(shù)可以直接用于對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)的調(diào)整，也可以作為相關(guān)技術(shù)人員調(diào)整時的參考依據(jù)。相比于現(xiàn)有技術(shù)通常是在獲得了外延材料層的特性參數(shù)后由相關(guān)的技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗對外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行調(diào)整，不僅耗費人力、時間成本，而且相關(guān)人員的經(jīng)驗不足時對外延材料層的特性參數(shù)的調(diào)整不能夠達到エ藝的要求，本發(fā)明實施例不僅能夠為技術(shù)人員調(diào)整外延沉積腔室的エ藝參數(shù)提供依據(jù)，而且還可以自動調(diào)整外延沉積腔室的エ藝參數(shù)。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.ー種外延材料層的特性測試裝置，用于對襯底上的外延材料層的特性參數(shù)進行測試，其特征在于，包括 探針單元，在測試時能夠與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過所述探針單元向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號； 光信號分析単元，用于獲得所述光信號，對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，還包括基座，所述基座上放置至少一片所述襯底； 所述外延材料層包括至少ー個N型導(dǎo)電層和ー個P型導(dǎo)電層，以及位于所述兩層導(dǎo)電層之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層的材質(zhì)為氮化鎵、銦鎵氮、銦鋁鎵氮、鎵鋁神、銦鎵砷、銦鎵磷、銦鎵鋁磷中的一種或者其中的組合； 測試吋，所述探針単元位于所述基座上方，且所述探針單元與位于發(fā)光層上方的N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過探針単元向所述外延材料層層提供電信號，所述N型導(dǎo)電層和P型導(dǎo)電層形成的PN結(jié)以及發(fā)光層在所述電信號的控制下發(fā)出光信號。
3.如權(quán)利要求2所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述探針単元包括電信號提供単元，用于提供電信號，所述電信號為直流電信號； 導(dǎo)電探針對，與所述電信號提供単元電連接，所述導(dǎo)電探針對包括間隔設(shè)置的第一探針和第二探針，所述第一探針和第二探針具有探針頭，測試吋，所述探針頭與所述N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，還包括外延沉積腔室，用于對襯底進行外延沉積エ藝，所述外延沉積腔室具有真空傳輸腔室和/或裝載卸載裝置，所述裝載卸載裝置通過真空傳輸腔室與所述外延沉積腔室相連通，或者所述裝載卸載裝置直接與所述外延沉積腔室相連通；所述裝載卸載裝置內(nèi)設(shè)置有襯底存放架，所述襯底存放架用干與外部交換襯底； 所述導(dǎo)電探針對設(shè)置于所述真空傳輸腔室或裝載卸載裝置內(nèi)； 機械傳輸単元，用于將襯底在所述外延沉積腔室和所述裝載卸載裝置之間傳輸或用于將襯底在所述外延沉積腔室、真空傳輸腔室和裝載卸載裝置之間傳輸，所述機械傳輸單元用于將所述襯底傳輸至所述導(dǎo)電探針對下方，使得所述導(dǎo)電探針對與位于發(fā)光層上方的N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的表面形成導(dǎo)電接觸。
5.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述基座為可移動基座，所述外延材料層的特性測試裝置還包括外延沉積腔室，所述外延沉積腔室具有裝載卸載裝置和/或真空傳輸腔室，所述裝載卸載裝置具有中間腔室； 所述探針對設(shè)置于所述裝載卸載裝置的中間腔室的內(nèi)部或設(shè)置于所述真空傳輸腔室的內(nèi)部，且所述導(dǎo)電探針對與所述中間腔室或真空傳輸腔室的相對位置固定； 在測試時，所述可移動基座從所述外延沉積腔室移動至所述中間腔室或所述傳輸腔室，且所述可移動基座將其上方放置的襯底及該襯底上方的外延材料層的表面移動至該外延材料層的表面與導(dǎo)電探針對的探針頭形成導(dǎo)電接觸的位置。
6.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，還包括外延沉積腔室，所述外延沉積腔室具有裝載卸載裝置和/或真空傳輸腔室，所述裝載卸載裝置具有中間腔室； 所述探針單元還包括 探針夾持単元，設(shè)置于所述中間腔室的內(nèi)部或所述真空傳輸腔室的內(nèi)部，所述探針夾持単元能夠加持所述導(dǎo)電探針對進行移動，使得所述導(dǎo)電探針對移動至所述外延材料層的表面，所述基座為可移動基座，在所述基座移動過程中，所述襯底與所述基座保持相對靜止; 在測試時，所述可移動基座從所述外延沉積腔室移動至所述中間腔室或所述傳輸腔室，所述探針夾持單元將所述導(dǎo)電探針對的探針頭移動至所述外延材料層的表面，使得所述探針頭與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸。
7.如權(quán)利要求4 6中任ー權(quán)利要求所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在干，還包括 數(shù)據(jù)分析単元，用于基于所述光信號分析單元獲得所述外延材料層的特性參數(shù)對所述外延沉積腔室的エ藝參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整。
8.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，還包括控制單元，用于控制所述電信號控制單元，調(diào)節(jié)所述電信號控制單元提供的電信號，控制所述探針頭的運動以及所述基座的運動。
9.如權(quán)利要求3所述的外延材料層測試裝置，其特征在于，所述直流電信號的電壓值范圍為3 150伏特，電流值范圍為10 300毫安。
10.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述第一探針和第ニ探針的探針頭的間距固定，所述間距為5 25毫米。
11.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述探針頭與所述N型導(dǎo)電層或P型導(dǎo)電層的導(dǎo)電接觸為點接觸或面接觸。
12.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述探針頭與所述外延材料層表面接觸的壓強為9800 294000帕斯卡。
13.如權(quán)利要求3所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述探針頭的材質(zhì)為抗氧耐熱的材質(zhì)。
14.如權(quán)利要求I所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述探針単元測試所述外延材料層表面多個區(qū)域的特性參數(shù)。
15.如權(quán)利要求I所述的外延材料層的特性測試裝置，其特征在于，所述襯底的材質(zhì)為藍寶石、ZnO, SiC, Si、GaAs中的一種或者其中的組合。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種外延材料層的特性測試裝置，包括探針單元，在測試時能夠與所述外延材料層的表面形成導(dǎo)電接觸，通過所述探針單元向所述外延材料層提供電信號，所述電信號能夠使得所述外延材料層發(fā)出光信號；光信號分析單元，用于獲得所述光信號，對所述光信號進行分析，獲得所述外延材料層的特性參數(shù)。本發(fā)明節(jié)約了襯底上的外延材料層的測試時間，提高了外延材料層的測試精度，從而提高了MOCVD設(shè)備的生產(chǎn)效率，也提高了外延材料層的發(fā)光強度、均勻度和良率等工藝參數(shù)。
文檔編號G01N21/66GK102866143SQ20111019171
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者梁秉文 申請人:光達光電設(shè)備科技(嘉興)有限公司