Описание Система картирования фотолюминесценции МТ-3600

Система автоматического спектрального картирования фотолюминесценции МТ-3600 представляет собой высокоточный измерительно-аналитический комплекс, предназначенный для бесконтактного экспресс-контроля эпитаксиальных структур на основе соединений A³B⁵ (GaAs, InP). Оборудование реализует комбинированный метод неразрушающего анализа: регистрацию фотолюминесцентных (ФЛ) спектров с последующим построением двумерных карт распределения оптических и структурных параметров по поверхности пластины, а также измерение толщины тонких плёнок, коэффициента отражения и характеристик распределённых брэгговских отражателей (DBR) и вертикальных резонаторов (VCSEL) методом белосветной рефлектометрии. Комплекс интегрирует роботизированную подачу образцов, прецизионное сканирование и автоматизированную обработку данных, что обеспечивает воспроизводимость измерений на уровне промышленных стандартов.

Принцип работы и функциональные возможности

Оптическая схема возбуждения и регистрации

Система оснащена двумя независимыми лазерными источниками (532 нм и 980 нм), что позволяет селективно возбуждать люминесценцию в различных спектральных диапазонах в зависимости от ширины запрещённой зоны исследуемого материала. Излучение ФЛ собирается через волоконно-оптический канал конфигурации «один-к-двум» и направляется на два специализированных спектрометра: для видимого диапазона (CCD-детектор) и ближнего инфракрасного диапазона (охлаждаемый InGaAs-детектор). Оптическая система с фокусным расстоянием ~100 мм обеспечивает стабильное пятно возбуждения и высокую пространственную разрешающую способность сканирования.

Автоматизация и позиционирование

Подача и выгрузка пластин осуществляется 4-осевым роботом-манипулятором, обеспечивающим точное перемещение по осям X1, X2, Z и R. Юстировка положения образца выполняется бесконтактным методом с использованием CCD-сенсора, что исключает механическое воздействие на поверхность пластины и минимизирует риск образования микротрещин. Сканирующий столик реализует пошаговое перемещение с регулируемым интервалом от 0,2 мм, формируя плотную сетку измерительных точек по всей рабочей области.

Программное обеспечение и обработка данных

Управление оборудованием и сбор данных осуществляются через специализированное ПО в ОС Windows, обладающее возможностью кастомизации под задачи пользователя. Система в реальном времени строит карты распределения параметров, рассчитывает статистические метрики (среднее значение, стандартное отклонение), визуализирует одиночные спектры и экспортирует отчёты в табличном и графическом виде.

Области применения

• Контроль качества эпитаксиальных пластин для светодиодов синего, зелёного, красного и жёлтого диапазонов, включая структуры MicroLED
• Характеризация активных областей инфракрасных лазеров и фотодетекторов
• Анализ тонкоплёночных гетероструктур для УФ-излучателей и устройств силовой электроники на основе полупроводников третьего поколения (HEMT/FET)
• Научные исследования и метрологическое сопровождение процессов молекулярно-лучевой и металлорганической эпитаксии

Примеры применения

Измерение эпитаксиальной структуры с возбуждением 532 нм

Образец: 23088B (λ ~1696 нм)

Условия: Лазер OBIS532-50 (50 мВт), время интегрирования 200 мс, время сканирования 561 с

Оптимизация измерений с возбуждением 980 нм

Образец: 23088B (λ ~1689 нм)

Условия: Лазер OBIS980-100 (50 мВт), время интегрирования 8 мс, время сканирования 43 с