ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применения термометрии по сдвигу края поглощения из "Лазерная термометрия твердых тел " В качестве чувствительного элемента может использоваться само оптическое волокно, выполненное из материала, у которого край поглощения сдвигается при изменении температуры. Несмотря на то, что волоконно-оптические датчики основаны на сдвиге края поглощения, как и обсуждаемый в данной главе метод ЛТ твердых тел, между ними имеется принципиальное различие. Методы ЛТ являются бес-контатными, они заключаются в дистанционном измерении оптических параметров (в данном случае — коэффициента поглощения света или положения края поглощения) исследумого тела. Волоконно-оптические датчики являются контактными термометрами, для которых точность измерения температуры исследуемой поверхности зависит от качества теплового контакта. В этом они не отличаются от других приборов контактной термометрии (термопар и т.д.). [c.127] При использовании полупроводниковых лазеров (А = 1,30 мкм и 1,55 мкм) считается возможным измерять температуру монокристалла кремния толщиной около 0,5 мм в диапазоне вплоть до 800 °С с температурным разрешением не хуже 1 °С [5.4, 5.5]. Площадь зондирующего пучка на поверхности образца составляет примерно 1 см . Погрешность измерения температуры оценивается в 7 °С и определяется точностью термометрии при калибровке. Другим источником погрешности является отклонение толщины кристаллов от среднего значения. Например, ошибка в 5 мкм при средней толщине 0 5 1VI1VI приводит к неточности термометрии примерно 1 °С. [c.127] Температурный контроль в микротехнологии является настолько важным, что иногда считают возможным не разрабатывать новые методы термометрии применительно к тому температурному диапазону, в котором проводят термические процессы, а наоборот, адаптировать технологию быстрых термических процессов к уже разработанному методу термометрии по сдвигу края поглощения путем понижения температуры процесса (при температурах в 750 °С кремний толщиной 0,5 мм становится частично прозрачным в ИК-диа-пазоне) [5.24. [c.127] Определение нестационарной температуры в 1) проводили следующим образом с помощью сглаженных зависимостей J(i) вычисляли коэффициент поглощения затем применяли эмпирическую температурную зависимость а та 6,71-10 7,148 зде ь а выражено в см . [c.128] Метод спектроскопии диффузного отражения применялся для термометрии и управления температурой подложек (монокристаллов Si, InP и т. д.) при осаждении тонких пленок In aAs методом молекулярно-лучевой эпитаксии [5.28]. Процесс осаждения пленки толщиной 400 нм при температуре около 440 °С длился примерно 1 ч. Определение температуры проводилось периодически через 54-30 с, что позволило поддерживать температуру подложки с точностью примерно 1 °С. [c.129] Температурный контроль в реальном времени проводился в вакуумной камере для эпитаксиального наращивания пленок [5.29]. Подложка (кристалл полуизолирующего арсенида галлия) лежит на плоском нагревателе, температура которого изменяется от 25 °С до 600 °С. Спектр диффузного отражения aAs при облучении кристалла светом кварцевой лампы регистрировался в ближнем ИК-диапазоне через каждые 2 с в течение всего процесса, длящегося около 1 ч. Показано, что температура подложки ниже температуры нагревателя на 1004-150 °С. Погрешность измерения оценивается величиной 0,5 °С. [c.129] В настоящее время метод термометрии по сдвигу края поглощения занимает ведущее положение в лазерной термометрии твердых тел по той причине, что наиболее актуальной задачей является термометрия полупроводниковых кристаллов в микротехнологии. Для термометрии широкозонных кристаллов (СаРг, и т.д.) по сдвигу края поглощения можно, вероятно, использовать двухфотонное поглощение. [c.130] Длина волны зондирующего излучения в методе термометрии по сдвигу края поглощения может относиться не только к области края межзонных оптических переходов, но и к полосам поглощения, обусловленного колебаниями атомов кристаллической решетки. Такие полосы имеются в спектрах поглощения полупроводников и диэлектриков и располагаются в среднем ИК-диапазоне. При изменении температуры происходит сдвиг краев поглощения из-за уширения полос. [c.130] Вернуться к основной статье