专利名称：光荧光显微镜的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种光荧光显微镜，涉及光学仪器领域，特别是半导体光电子技术的的检测仪器。
目前，采用分子束外延(MBE)和有机金属的气相外延(MOVPE)技术生长的大面积III-V族半导体化合物超薄异质结外延层和量子阱结构及液相外延(LPE)生长的双异质结构是现代光电子器件、波器件及其集成的关键。但是对这类晶体生长过程的控制及晶体质量的估评和微缺陷的探测在国际上目前还有待解决和完善。现有技术中有这样四种方法来确定在衬底及外延层中的缺陷和晶体不完整的性质和分布，(1)化学腐蚀法，用来揭示以及判定不同缺陷，但此方法是破坏性的，而且要求样品的最小层厚为0.3微米。(2)光学方法可以用来进行大面积样品的研究，而且也可作为日常的材料分析工作，所以通常的光荧光的形貌就被用来确定衬底和外延层的质量和均匀性，但是这种光荧光形貌由于它的空间分辨率低(大于10微米)所以不能用来控测微缺陷。(3)微区的光荧光形貌也曾用来获得镓砷/铝镓砷量子阱结构的缺陷及铟镓砷/镓砷应力量子阱结构中的失配位错，但是图象的尺寸限制在100微米以下，而且质量不够好。(4)透射电子显微镜和阴极荧光也是用来确定非常薄的外延层的缺陷和晶体不完整的工具，但是它不适用于扫描大面积，此外测量是样品的备制很花时间，且设备非常昂贵。
本实用新型为了克服上述不足，而提供了一种测量外延层及量子阱结构缺陷及晶格不完整的空间分辨率高达1μm；测量快速且非破坏性的；可进行大面积外延层的观察，特别适用于日常工艺过程的控制和分析的由致冷器、荧光显微镜及探测系统组成的结构简单、高效且价格低廉的光荧光显微镜。
本实用新型的具体技术方案是该光荧光显微镜包括致冷器、荧光显微镜及探测系统。从光源发出的光由激发滤光片选择出短波长的激发光通过显微镜物镜被聚焦到致冷到77K的样品上，样品的荧光通过显微镜物镜成象在摄象头上，从样品反射来的激发光被阻挡滤光片阻挡，因而在摄象头上仅得到荧光的图象。致冷器的壳体内装液态氮，液态氮内浸有热沉，被测样品放在热沉上面，壳体顶部依次叠放表面平滑的大、小两个中间带孔的盖子，大、小盖子可以相对滑动，大盖的孔径大于样品加显微镜物镜的直径，小盖的孔径稍大于显微镜物镜的直径。荧光显微镜内装有激发和阻挡滤光片，激发滤光片为长波截止滤光片，阻挡滤光片为峰值波长与样品荧光波长相同的窄带干涉滤光片或短波截止滤光片。使用适当的摄象头探测材料的荧光波长范围为650nm-1900nm。
该实用新型的特点是(1)外延层缺陷及晶格不完整的空间分辨率高(可达1μm)(2)测量快速和非破坏，(3)可进行大面积外延层的观察，特别适用于日常工艺过程的控制和分析，(4)国内外均无同类产品(5)系统结构简单，高效和价格低廉。
图1为光荧光显微镜的整体结构示意图。
以下结合附图对本实用新型加以详细说明。
这种光荧光显微镜包括致冷器、荧光显微镜及探测系统，致冷器的壳体1内装有液态氮2，液态氮内浸有热沉3，被测样品4放在热沉上面，壳体顶部依次叠放表面平滑的大、小两个中间带孔7的盖子5、6，大、小盖子可以相对滑动，大盖的孔径大于样品尺寸加显微镜物镜11的直径，小盖的孔径7稍大于显微镜物镜的直径，壳体的材料为金属杜瓦瓶或玻璃杜瓦瓶或其它绝热材料，热沉的材料为紫铜或其它高导热材料，大、小盖子的材料为有机玻璃或其它透明绝热材料，荧光显微镜内装有激发滤光片9和阻挡滤光片13，激发滤光片为长波截止滤光片，阻挡滤光片为峰值波长与样品荧光波长相同的窄带干涉滤光片或短波截止滤光片。使用时，从光源8及其聚光系统发出的光经激发滤光片选出短波长的部分，经半反射镜10通过显微镜物镜聚焦到样品上，样品上被激发出的荧光通过显微镜物镜成象在摄象头14上经图象处理器15显示在监视器17上，并可用图象复制器16得到荧光图象，显微镜目镜12用来观察样品表面和调整物镜的聚焦，除去阻挡滤光片并加上适当的衰减片，也可从监视器和图象复制器上得到样品表面的图象。致冷器放置在三维可动平台18上，工作时，液态氮不断蒸发出氮气，干燥的氮气充满样品和显微镜物镜周围，因此显微镜和样品上不会有水汽结霜，以致可以用普通显微镜物镜探测致冷到77K的样品，改变显微镜物镜的放大倍数可以调整视场的大小，大盖子5可随三维可动平台移动可寻找样品被测位置及调整聚焦，改变激发和阻挡滤光片的组合及使用适当波长响应的摄象头，可测量波长范围从650nm-1990nm的样品的荧光图象。
本实用新型特别适用于日常工艺过程的控制和分析。
权利要求1.一种光荧光显微镜，包括荧光显微镜及控测系统；由光源及其聚光系统、激发滤光片、半反射镜、显微物镜、载物台、阻挡滤光片和摄象头组成，其特征在于还有致冷器，该致冷器置于载物台上，其壳体内装有液态氮，液态氮内浸有热沉，壳体顶部叠放有表面平滑的大、小两个中间带孔的可以相对滑动的盖子，大盖的孔径大于样品尺寸与显微物镜直径之和，小盖的孔径大于显微物镜的直径，大盖与载物台相联接。
2.按照权利要求1所述的显微镜，其特征在于所述激发滤光片为长波滤光片，阻挡滤光片为峰值波长与样品荧光波长相同的窄带干涉滤光片或短波截止滤光片。
专利摘要一种光荧光显微镜属于光学测试仪器领域，特别是半导体光电子技术中的检测。包括致冷器、荧光显微镜及探测系统。它用普通的光学显微镜物镜可以观测致冷到77K的样品荧光。致冷器的壳体内装有液态氮，液态氮内浸有热沉，被测样品置放在热沉上，壳体顶部依次叠放大小两个中间带孔的可以相对移动的盖子。使用不同波长的摄像头可探测波长从650nm-1900nm的材料的荧光，该显微镜观察外延层缺陷及晶格不完整的空间分辨率高，测量快速和非破坏，且可进行大面积外延层的观察，特别适用于日常工艺过程的控制和分析。
文档编号G01N21/64GK2238435SQ94215339
公开日1996年10月23日 申请日期1994年7月12日 优先权日1994年7月12日
发明者王仲明 申请人:王仲明