本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)裝置及方法，屬于半導(dǎo)體材料制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。。

背景技術(shù)：

光致發(fā)光技術(shù)是研究固體中電子狀態(tài)、電子躍遷過(guò)程和電子-晶格相互作用等物理問(wèn)題的一種常用方法，具有靈敏度高、無(wú)樣品制備和數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)單、對(duì)樣品的破壞性小等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是：半導(dǎo)體材料受到光的激發(fā)時(shí)，電子產(chǎn)生由低能級(jí)向高能級(jí)的躍遷，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，形成非平衡載流子。這種處于激發(fā)態(tài)的電子在半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又回復(fù)到較低的能量狀態(tài)，并發(fā)生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。非平衡電子可以直接越過(guò)禁帶與價(jià)帶空穴復(fù)合，也可以在被禁帶中的定域態(tài)俘獲后再與空穴復(fù)合。復(fù)合可以是輻射復(fù)合即發(fā)光，或者非輻射的表面復(fù)合、俄歇復(fù)合和發(fā)射多聲子的復(fù)合。復(fù)合過(guò)程中，電子-空穴對(duì)如果以光的形式釋放出多余的能量就稱(chēng)為光致發(fā)光。

光致發(fā)光光譜是研究材料光學(xué)性質(zhì)及微結(jié)構(gòu)的手段，可以滿(mǎn)足生物、醫(yī)學(xué)制藥、化學(xué)、食品、寶石學(xué)和半導(dǎo)體等行業(yè)的不同應(yīng)用。其測(cè)量原理是，當(dāng)短波長(zhǎng)的光照射到材料上，處于低能級(jí)上的電子在吸收光子的能量后被激發(fā)到高能級(jí)。而處于高能級(jí)上的電子向低能級(jí)躍遷并釋放出光子，即出現(xiàn)熒光。釋放的光子能量由高低能級(jí)的能量差決定。因此，通過(guò)分析材料的光致發(fā)光譜就可以得到材料內(nèi)部能級(jí)的分布情況。一個(gè)示例來(lái)自半導(dǎo)體光伏行業(yè)，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體材料光致發(fā)光譜的分析，可以獲得半導(dǎo)體本征性質(zhì)和與缺陷有關(guān)的性質(zhì)，如測(cè)量材料的帶隙、發(fā)光效率、材料的組分、雜質(zhì)能級(jí)，缺陷類(lèi)型、薄層厚度（如量子阱厚度）等。

盡管過(guò)去十年間相關(guān)領(lǐng)域有一些重要的進(jìn)步，但是現(xiàn)有的測(cè)量光致發(fā)光的裝置通常無(wú)法提供復(fù)雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)環(huán)境（基片高速旋轉(zhuǎn)，高溫）過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息。光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度低，為提高檢測(cè)的靈敏度，必須最大限度降低背景源，同時(shí)盡可能提高信號(hào)的采集效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為：提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，靈敏度高的生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)裝置，包括薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室，所述薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有用于承載基片的石磨盤(pán)，所述石磨盤(pán)下設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸；還包括：脈沖激光模塊：包含脈沖激光器及其控制電路，用于發(fā)出激光；

光學(xué)組件：用于接收脈沖激光器發(fā)出的激光，使其入射到基片表面；以及接收經(jīng)基片表面反射的光，使其入射到光譜儀；

光電開(kāi)關(guān)模塊：包括光電開(kāi)關(guān)和擋片，所述擋片設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上，所述光電開(kāi)關(guān)設(shè)置在擋片兩側(cè)；所述光電開(kāi)關(guān)模塊用于在擋片經(jīng)過(guò)光電開(kāi)關(guān)時(shí)，產(chǎn)生擋光信號(hào)并發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算單元；

光譜儀：用于接收基片表面反射的光，形成光譜數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)計(jì)算單元，所述光譜儀光譜采集頻率為脈沖激光器開(kāi)關(guān)頻率的兩倍；

數(shù)據(jù)計(jì)算單元：輸入端與光譜儀和光電開(kāi)關(guān)模塊電連接，輸出端與脈沖激光器和光譜儀電連接；用于接收光電開(kāi)關(guān)模塊發(fā)送的擋光信號(hào)，并根據(jù)擋光信號(hào)，分別輸出信號(hào)給所述脈沖激光器和光譜儀，控制所述脈沖激光器在對(duì)準(zhǔn)基片起始位置時(shí)開(kāi)始周期性發(fā)光，以及控制所述光譜儀與脈沖激光器同步開(kāi)始采集光譜；還用于接收光譜儀傳輸?shù)墓庾V數(shù)據(jù)，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別及處理。

所述的一種生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)裝置，還包括工作信號(hào)電路和ad/da轉(zhuǎn)換電路，所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元的輸出端通過(guò)ad/da轉(zhuǎn)換電路和工作信號(hào)電路后分別與光譜儀和脈沖激光模塊電連接，所述光電開(kāi)關(guān)模塊通過(guò)所述ad/da轉(zhuǎn)換電路與所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元連接；所述工作信號(hào)電路用于將數(shù)據(jù)計(jì)算單元輸出的控制信號(hào)分別轉(zhuǎn)化為第一工作信號(hào)發(fā)送給所述脈沖激光器，以及轉(zhuǎn)化為第二工作信號(hào)發(fā)送給所述光譜儀，所述ad轉(zhuǎn)換電路用于將光電開(kāi)關(guān)模塊的擋光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算單元，并將數(shù)據(jù)計(jì)算單元發(fā)送的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)發(fā)送給工作信號(hào)電路。

所述第一工作信號(hào)為周期t0=t/(n0*m)，占空比為1:1的周期性脈沖信號(hào)；所述t為擋光信號(hào)周期即為石磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)周期，所述m為石磨盤(pán)上基片數(shù)量；n0為大于零的正整數(shù)，表示每個(gè)基片上采集的光致發(fā)光光譜數(shù)量；所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元還用于根據(jù)擋光信號(hào)周期和擋光時(shí)刻，確定石磨盤(pán)的旋轉(zhuǎn)周期t，并結(jié)合擋片的位置，計(jì)算得到脈沖激光出光口對(duì)準(zhǔn)任一基片邊緣的時(shí)刻，從而使第一工作信號(hào)和第二工作信號(hào)的起始時(shí)刻為脈沖激光出光口對(duì)準(zhǔn)某一基片邊緣的時(shí)刻。

所述光電開(kāi)關(guān)模塊的擋光時(shí)刻為脈沖激光對(duì)準(zhǔn)任一基片的邊緣時(shí)刻，所述第一工作信號(hào)的起始時(shí)刻與所述擋光信號(hào)的擋光時(shí)刻同步。

數(shù)據(jù)計(jì)算單元對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別與處理具體是指：

數(shù)據(jù)計(jì)算單元以光譜儀每采集兩次光譜數(shù)據(jù)為一個(gè)檢測(cè)周期，將每個(gè)檢測(cè)周期的前一個(gè)光譜數(shù)據(jù)與后一個(gè)光譜數(shù)據(jù)相減，得到的光譜數(shù)據(jù)記為基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)；

將工作信號(hào)與擋光信號(hào)進(jìn)行相位對(duì)比，并結(jié)合擋片的位置，識(shí)別出每個(gè)光致發(fā)光光譜分別對(duì)應(yīng)的基片。

所述光學(xué)組件包括：分束鏡、第一聚光透鏡、帶通濾波片、第二聚光透鏡、光纖接口、光纖，脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光經(jīng)分束鏡發(fā)射后入射到第一聚光透鏡，第一聚光透鏡將脈沖激光會(huì)聚后垂直入射到基片表面，基片表面反射的光經(jīng)第一聚光透鏡后形成平行光入射到分束鏡，經(jīng)分束鏡透射后入射到帶通濾波片，經(jīng)帶通濾波片濾除掉雜散光后入射到第二聚光透鏡，經(jīng)第二聚光透鏡會(huì)聚后入射到光纖接口，通過(guò)光纖入射到光譜儀接收。

本發(fā)明還提供了一種生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

s01、通過(guò)光電開(kāi)關(guān)模塊測(cè)量擋片的擋光信號(hào)，并發(fā)送到所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元；

s02、所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元根據(jù)擋光信號(hào)，計(jì)算出石磨盤(pán)的旋轉(zhuǎn)周期以及第一工作信號(hào)的頻率，并結(jié)合擋片位置和基片位置，發(fā)送控制信號(hào)給所述工作信號(hào)電路，使所述工作信號(hào)電路分別發(fā)送第一工作信號(hào)給所述脈沖激光器，并發(fā)送第二工作信號(hào)給所述光譜儀；同時(shí)將光譜儀的光譜采集頻率設(shè)置為脈沖激光器的開(kāi)關(guān)頻率的兩倍；

s03、當(dāng)脈沖激光器正好對(duì)準(zhǔn)一基片邊緣位置時(shí)，工作信號(hào)電路同時(shí)發(fā)出第一工作信號(hào)和第二工作信號(hào)給所述脈沖激光器和光譜儀；起始時(shí)刻，第一工作信號(hào)為高電平，脈沖激光器發(fā)光，光譜儀開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)歷半個(gè)周期后，第一工作信號(hào)為低電平，脈沖激光器停止發(fā)光，光譜儀再一次開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)；如此循環(huán)，待石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周，脈沖激光器經(jīng)歷所有基片后，停止發(fā)光，光譜儀停止采集光譜，并將光譜發(fā)送到數(shù)據(jù)計(jì)算單元；。

s04、數(shù)據(jù)計(jì)算單元以光譜儀每采集兩次光譜數(shù)據(jù)為一個(gè)檢測(cè)周期，將每個(gè)檢測(cè)周期的前一個(gè)光譜數(shù)據(jù)與后一個(gè)光譜數(shù)據(jù)相減，得到的光譜數(shù)據(jù)記為基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)，并根據(jù)光譜記錄時(shí)間，確定每個(gè)光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的基片。

所述第一工作信號(hào)的周期為t0=t/m，所述步驟s03中，每個(gè)檢測(cè)周期激光經(jīng)歷一個(gè)基片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)光電模塊采集擋光信號(hào)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)計(jì)算單元，數(shù)據(jù)計(jì)算單元可以得到薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室的轉(zhuǎn)速信息及相位信息，并通過(guò)工作信號(hào)電路發(fā)送同步不同頻率的工作信號(hào)給光譜儀和脈沖激光器，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制檢測(cè)過(guò)程以及數(shù)據(jù)采集過(guò)程的目的；并且，通過(guò)對(duì)光電模塊采集到的相位信息，還可以對(duì)采集到的光致發(fā)光光譜進(jìn)行識(shí)別。此外，通過(guò)對(duì)擋光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，還可以對(duì)光譜儀和脈沖激光器的工作頻率進(jìn)行控制，不但使數(shù)據(jù)采集數(shù)量少，檢測(cè)周期時(shí)間大大縮短，大大提高了光致發(fā)光光譜信號(hào)采集的效率，而且，還可以控制每個(gè)采集周期內(nèi)，脈沖激光器對(duì)準(zhǔn)的是同一個(gè)基片，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)基片生長(zhǎng)的裝置的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)基片生長(zhǎng)的裝置的光學(xué)組件及光學(xué)原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)基片生長(zhǎng)裝置的石墨盤(pán)上基片的排列方式結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明實(shí)施例1提供的用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件薄膜生長(zhǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)裝置，包括薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1、脈沖激光模塊2、光學(xué)組件4、光譜儀3、ad/da轉(zhuǎn)換電路5、數(shù)據(jù)計(jì)算單元6、工作信號(hào)電路7以及光電開(kāi)關(guān)模塊11，脈沖激光模塊包括脈沖激光器以及其控制電路，脈沖激光器產(chǎn)生的脈沖激光，通過(guò)光學(xué)組件4后入射到薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1內(nèi)的基片上，基片受激光照射，產(chǎn)生的光致發(fā)光光信號(hào)經(jīng)光學(xué)組件3后，進(jìn)入光譜儀4進(jìn)行采集，光譜儀4將采集到的光譜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)計(jì)算單元6進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)計(jì)算單元6的輸出端通過(guò)ad/da轉(zhuǎn)換電路5和工作信號(hào)電路7后分別與光譜儀和脈沖激光模塊電連接。

具體地，薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1內(nèi)從下至上依次是加熱器10、石墨盤(pán)9、基片8，薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1上部由石英玻璃密封后形成觀(guān)察窗口，薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1處于真空環(huán)境中，石磨盤(pán)9底部設(shè)置有電機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)軸12，石磨盤(pán)9在旋轉(zhuǎn)軸的控制下在薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室內(nèi)的在其中，參見(jiàn)附圖3，為石墨盤(pán)9上基片8的排列方式結(jié)構(gòu)示意圖。加熱器10對(duì)石墨盤(pán)9進(jìn)行加熱控溫，石墨盤(pán)9再加熱基片8。

具體地，光電開(kāi)關(guān)模塊11包括光電開(kāi)關(guān)14和擋片13，其中，所述擋片13設(shè)置在在薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室中旋轉(zhuǎn)軸12上，所述光電開(kāi)關(guān)14設(shè)置在擋片13兩側(cè)；所述光電開(kāi)關(guān)模塊11用于在擋片周期性經(jīng)過(guò)光電開(kāi)關(guān)時(shí)，產(chǎn)生周期性的擋光信號(hào)并發(fā)送給ad/da轉(zhuǎn)換電路5；ad/da轉(zhuǎn)換電路5將該周期性擋光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后傳輸給數(shù)據(jù)計(jì)算單元6，數(shù)據(jù)計(jì)算單元6根據(jù)該周期性擋光信號(hào)，不僅可以計(jì)算得到薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室1內(nèi)石磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)周期，還可以根據(jù)擋片位置，得到擋光信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)，與脈沖激光對(duì)準(zhǔn)的基片。數(shù)據(jù)計(jì)算單元6對(duì)擋光信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算后，通過(guò)ad/da轉(zhuǎn)換電路5，工作信號(hào)電路7，發(fā)送控制信號(hào)給脈沖激光器和光譜儀，控制所述脈沖激光器在對(duì)準(zhǔn)基片起始位置時(shí)開(kāi)始周期性發(fā)光，以及控制所述光譜儀與脈沖激光器同步開(kāi)始采集光譜，其中，光譜儀的光譜采集頻率為脈沖激光器開(kāi)關(guān)頻率的兩倍；同時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算單元6還用于接收光譜儀傳輸?shù)墓庾V數(shù)據(jù)，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別及處理。

其中，所述工作信號(hào)電路用于將數(shù)據(jù)計(jì)算單元輸出的控制信號(hào)分別轉(zhuǎn)化為第一工作信號(hào)發(fā)送給所述脈沖激光器，以及轉(zhuǎn)化為第二工作信號(hào)發(fā)送給所述光譜儀，所述ad轉(zhuǎn)換電路用于將光電開(kāi)關(guān)模塊的擋光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給數(shù)據(jù)計(jì)算單元，并將數(shù)據(jù)計(jì)算單元發(fā)送的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)發(fā)送給工作信號(hào)電路。

此外，光譜儀4采集到光譜信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)計(jì)算單元6后，數(shù)據(jù)計(jì)算單元6將工作信號(hào)與擋光信號(hào)進(jìn)行相位比對(duì)，即可以對(duì)光譜儀記錄的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，即識(shí)別出每個(gè)光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的基片。

其中，脈沖激光器可選為三倍頻nd：yag脈沖激光器，波長(zhǎng)為355nm，可以為納秒（ns）級(jí)脈寬。光譜儀3波段需包含led發(fā)光波段，且分辨率足夠高，一般選用響應(yīng)波段為200~1100nm的光譜儀。

具體地，數(shù)據(jù)計(jì)算單元根據(jù)光電開(kāi)關(guān)模塊發(fā)送的擋光信號(hào)對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別與處理具體是指：數(shù)據(jù)計(jì)算單元以光譜儀每采集兩次光譜數(shù)據(jù)為一個(gè)檢測(cè)周期，將每個(gè)檢測(cè)周期的前一個(gè)光譜數(shù)據(jù)與后一個(gè)光譜數(shù)據(jù)相減，得到的光譜數(shù)據(jù)記為基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)計(jì)算單元將工作信號(hào)與擋光信號(hào)進(jìn)行相位對(duì)比，并結(jié)合擋片的位置，識(shí)別出n組光致發(fā)光光譜分別對(duì)應(yīng)的基片。

具體地，所述第一工作信號(hào)為周期t0=t/(n0*m)，f=n0*m/t，占空比為1:1的周期性脈沖信號(hào)；所述t為擋光信號(hào)周期即為石磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)周期，所述m為石磨盤(pán)上基片數(shù)量；n0為大于零的正整數(shù)，表示每個(gè)基片上采集的光致發(fā)光光譜數(shù)量；所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元還用于根據(jù)擋光信號(hào)周期和擋光時(shí)刻，確定石磨盤(pán)的旋轉(zhuǎn)周期t，并結(jié)合擋片的位置，計(jì)算得到脈沖激光出光口對(duì)準(zhǔn)任一基片邊緣的時(shí)刻，從而使第一工作信號(hào)和第二工作信號(hào)的起始時(shí)刻為脈沖激光出光口對(duì)準(zhǔn)某一基片邊緣的時(shí)刻。第一工作信號(hào)的頻率f=n0*m/t，則可以使每個(gè)采集周期，脈沖激光不會(huì)跨度到多個(gè)基片進(jìn)行入射，最多經(jīng)歷一個(gè)基片，而且，第一工作信號(hào)和第二工作信號(hào)的起始時(shí)刻為脈沖激光出光口對(duì)準(zhǔn)某一基片邊緣的時(shí)刻，可以使每個(gè)采集周期的均對(duì)準(zhǔn)一個(gè)基片，則采集到的光譜數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

舉例說(shuō)明，假設(shè)反應(yīng)室中石墨盤(pán)9上一圈排列有5片基片，如圖3所示，石墨盤(pán)轉(zhuǎn)速為240rpm，則工作信號(hào)的頻率可以設(shè)置為20hz，40hz，或80hz……等等，則對(duì)應(yīng)地，脈沖激光器的開(kāi)關(guān)頻率為20hz，40hz或80hz……，光譜儀采集光譜的頻率為40hz，80hz或160hz……，以脈沖激光器開(kāi)關(guān)頻率20hz，光譜儀采集光譜的頻率40hz為例，即脈沖激光器開(kāi)關(guān)一次周期為50ms，光譜儀采集數(shù)據(jù)的周期為25ms，石磨盤(pán)每圈歷時(shí)250ms，忽略基片間隙，每個(gè)基片經(jīng)歷激光時(shí)間為50ms，剛好每個(gè)基片采集2次光譜數(shù)據(jù)，一次為激光器開(kāi)，采集的是基片的光致發(fā)光光譜加背景光譜的和，一次為激光器關(guān)，采集的是背景光譜，兩次數(shù)據(jù)相減，即可以得到該基片的光致發(fā)光光譜，去除了測(cè)量光譜中的背景數(shù)據(jù)，大大提高了光致發(fā)光光譜的測(cè)量靈敏度；假設(shè)脈沖激光器開(kāi)關(guān)頻率為40hz，光譜儀采集光譜的頻率80hz，即脈沖激光器開(kāi)關(guān)一次周期為25ms，光譜儀采集數(shù)據(jù)的周期為12.5ms，石磨盤(pán)每圈歷時(shí)250ms，忽略基片間隙，每個(gè)基片經(jīng)歷激光時(shí)間為50ms，剛好每個(gè)基片采集4次光譜數(shù)據(jù)，第一次和第三次為激光器開(kāi)，采集的是基片的光致發(fā)光光譜加背景光譜的和，第二次和第四次為激光器關(guān)，采集的是背景光譜，相鄰兩次數(shù)據(jù)相減后去平均，即可以得到該基片的光致發(fā)光光譜；工作信號(hào)的周期數(shù)最小設(shè)置為n=5，即5個(gè)檢測(cè)周期（250ms）即可以實(shí)現(xiàn)所有基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)采集。因此，數(shù)據(jù)采集過(guò)程快，無(wú)效數(shù)據(jù)少，大大提高了光致發(fā)光光譜的檢測(cè)效率。

進(jìn)一步地，可以對(duì)光電開(kāi)關(guān)模塊的位置進(jìn)行具體設(shè)置，使所述光電開(kāi)關(guān)模塊的擋光時(shí)刻為脈沖激光對(duì)準(zhǔn)任一基片的邊緣時(shí)刻，所述第一工作信號(hào)的起始時(shí)刻與所述擋光信號(hào)的擋光時(shí)刻同步。則通過(guò)擋片位置可以知道，擋光發(fā)生時(shí)刻脈沖激光器對(duì)準(zhǔn)的基片是哪一片，即第一工作信號(hào)或第二工作信號(hào)的起始時(shí)刻測(cè)量的也是該基片反射的光譜，即光譜儀采集的第一組光譜對(duì)應(yīng)的基片可以被識(shí)別，再根據(jù)信號(hào)采集周期及石磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)周期等信息，即可以對(duì)每一組光譜對(duì)應(yīng)的基片進(jìn)行識(shí)別。此外，第一工作信號(hào)的起始時(shí)刻也可以與擋光時(shí)刻也可以不同步，只需要對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行相位對(duì)比，同樣可以對(duì)每一組光譜對(duì)應(yīng)基片進(jìn)行識(shí)別。

具體地，數(shù)據(jù)計(jì)算單元對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別與處理具體是指：數(shù)據(jù)計(jì)算單元以光譜儀每采集兩次光譜數(shù)據(jù)為一個(gè)檢測(cè)周期，將每個(gè)檢測(cè)周期的前一個(gè)光譜數(shù)據(jù)與后一個(gè)光譜數(shù)據(jù)相減，得到的光譜數(shù)據(jù)記為基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)；然后將第一工作信號(hào)與擋光信號(hào)進(jìn)行相位對(duì)比，并結(jié)合擋片的位置，識(shí)別出每個(gè)光致發(fā)光光譜分別對(duì)應(yīng)的基片。

具體地，如圖1～2所示，光學(xué)組件包括：分束鏡a01、第一聚光透鏡a02、帶通濾波片a03、第二聚光透鏡a04、光纖接口a05和光纖，脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光經(jīng)分束鏡a01發(fā)射后入射到第一聚光透鏡a02，第一聚光透鏡a02將脈沖激光會(huì)聚后垂直入射到基片表面，基片表面反射的光經(jīng)第一聚光透鏡a02后形成平行光入射到分束鏡a01，經(jīng)分束鏡a01透射后入射到帶通濾波片a03，經(jīng)帶通濾波片a03濾除掉雜散光后入射到第二聚光透鏡a04，經(jīng)第二聚光a04透鏡會(huì)聚后入射到光纖接口a05，通過(guò)光纖入射到光譜儀3接收。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種生長(zhǎng)薄膜光致發(fā)光光譜的原位檢測(cè)方法，包括以下步驟：

s01、通過(guò)光電開(kāi)關(guān)模塊測(cè)量擋片的擋光信號(hào)，并發(fā)送到所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元；

s02、所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元根據(jù)擋光信號(hào)，計(jì)算出石磨盤(pán)的旋轉(zhuǎn)周期以及第一工作信號(hào)的頻率，并結(jié)合擋片位置和基片位置，發(fā)送控制信號(hào)給所述工作信號(hào)電路，使所述工作信號(hào)電路分別發(fā)送第一工作信號(hào)給所述脈沖激光器，并發(fā)送第二工作信號(hào)給所述光譜儀；同時(shí)將光譜儀的光譜采集頻率設(shè)置為脈沖激光器的開(kāi)關(guān)頻率的兩倍；

s03、當(dāng)脈沖激光器正好對(duì)準(zhǔn)一基片邊緣位置時(shí)，工作信號(hào)電路同時(shí)發(fā)出第一工作信號(hào)和第二工作信號(hào)給所述脈沖激光器和光譜儀；起始時(shí)刻，第一工作信號(hào)為高電平，脈沖激光器發(fā)光，光譜儀開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)歷半個(gè)周期后，第一工作信號(hào)為低電平，脈沖激光器停止發(fā)光，光譜儀再一次開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)；如此循環(huán)，待石墨盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周，脈沖激光器經(jīng)歷所有基片后，停止發(fā)光，光譜儀停止采集光譜，并將光譜發(fā)送到數(shù)據(jù)計(jì)算單元；。

s04、數(shù)據(jù)計(jì)算單元以光譜儀每采集兩次光譜數(shù)據(jù)為一個(gè)檢測(cè)周期，將每個(gè)檢測(cè)周期的前一個(gè)光譜數(shù)據(jù)與后一個(gè)光譜數(shù)據(jù)相減，得到的光譜數(shù)據(jù)記為基片的光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)，并根據(jù)光譜記錄時(shí)間，確定每個(gè)光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的基片。

由于光譜儀的信號(hào)采集頻率為脈沖激光器開(kāi)關(guān)頻率的兩倍，則脈沖激光器的開(kāi)關(guān)周期為光譜儀的采集周期的兩倍，即，脈沖激光器每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，光譜儀采集兩次數(shù)據(jù)，第一次為脈沖激光器開(kāi)時(shí)，采集的數(shù)據(jù)為光致發(fā)光光譜與背景光譜之和，第二次為脈沖激光器關(guān)，采集的數(shù)據(jù)為背景光譜，因此，將脈沖激光器每個(gè)周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相減，可以得到真正的光致發(fā)光光譜。測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，精度高。

進(jìn)一步地，所述第一工作信號(hào)的周期為t0=t/m，所述步驟s03中，每個(gè)基片經(jīng)歷一個(gè)檢測(cè)周期。則可以正好每個(gè)基片采集一組光致發(fā)光光譜，提高了光譜采集的效率。

為保證光譜儀數(shù)據(jù)采集頻率、脈沖激光器激光開(kāi)關(guān)頻率、薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室的轉(zhuǎn)速等參數(shù)協(xié)調(diào)一致，本發(fā)明通過(guò)光電模塊采集擋光信號(hào)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)計(jì)算單元，數(shù)據(jù)計(jì)算單元可以得到薄膜生長(zhǎng)反應(yīng)室的轉(zhuǎn)速信息及相位信息，采用工作信號(hào)電路4及軟件控制并用的方式，及通過(guò)控制工作信號(hào)電路發(fā)送同步不同頻率的工作信號(hào)給光譜儀和脈沖激光器，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制檢測(cè)過(guò)程以及數(shù)據(jù)采集過(guò)程的目的；并且，通過(guò)對(duì)光電模塊采集到的相位信息，還可以對(duì)采集到的光致發(fā)光光譜進(jìn)行識(shí)別。此外，通過(guò)對(duì)擋光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，還可以對(duì)光譜儀和脈沖激光器的工作頻率進(jìn)行控制，不但使數(shù)據(jù)采集數(shù)量少，檢測(cè)周期時(shí)間大大縮短，大大提高了光致發(fā)光光譜信號(hào)采集的效率，而且，還可以控制每個(gè)采集周期內(nèi)，脈沖激光器對(duì)準(zhǔn)的是同一個(gè)基片，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。