JPH0214543A - ウエハまたは薄層の温度を測定および制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は温度処理制御方法に関する。さらに詳細には、
本発明は半導体結晶の温度の制御のみならず、正確な検
出に適用されることができ、特に結晶面との接触が避け
られなければならない処理ステップにおいて使用される
ことができる。−例として、本発明の適用は温度が正確
に知られ制御されていなければならず、ウェハ表面と物
理的に接触に耐えられないエピタキシャル層が成長する
前のＧａ　Ａｓ薄層またはウェハを処理することに関す
る。

［従来技術］ 半導体の処理において、この例におけるＧａ　Ａｓのよ
うなウェハまたは薄層において、特に温度が正確に知ら
れなければならず、ウェハ（または薄層）と物理的に接
触することができない適用において温度をＵｌ定するこ
とは困難である。

これらの問題が生じる２つの例は、ウェハ上に連続層を
成長させる前の分子ビームエピタキシによるウェハの“
加熱洗浄“と、フォトカソードの予備活性化“加熱洗浄
“である。後者は本発明の適用の１例として実施例で説
明されている。

これらの困難を克服しようとして使用された装置は、そ
の温度を測定するためにサンプルの黒体（または“グレ
イボディ　）放射線を使用する高温計である。しかしな
がら、使用される放射線の波長がその吸収特性係数がウ
ェハまたは薄層の相に・１的な厚さに比べて非常に大き
い場合に使用されるときのみこの方法は有効である。こ
のようなことはＧａ　Ａｓのような半導体のウェハまた
は薄層に関して希である。これは高温計において使用さ
れる長い波長の光線（λ＞　ｔｏｏｏナノメータ）が、
光線のバンドギャップエネルギを越えるそのエネルギを
有する半導体によってほとんど吸収されないためである
。室温より十分に高い温度を有する厚いウェハに対して
のみ、高温計方法が適用されることができる：これらの
状態において約９００ナノメータの波長が使用される。

したがって、比較可能なバンドギャップのＧ　ａ　Ａ　
ｓまたは半導体への適用において使用される場合には高
温計はほとんど常に半導体材料の実際温度ではなく半導
体装置かれたボディ温度を監視する。ガラスフェイスプ
レートに取付けられたフォトカソードの場合には、（９
００ナノメ一タ以上の放射線を使用する）高温計がガラ
スフェイスプレートによって放射された放射線を吸収す
る。

このような放射線に対して完全に透過性であるカソード
自体は高温計によって全く　“観察”されず、さらにカ
ソード層は干渉フィルムフィルタとして作用することに
より付加的な複雑性を導入する。

この複雑性のためにガラスフェイスプレート自体の高温
計温度表示度数が誤ったものになる。これはカソード層
の厚さに対して変化する。カソード層が薄ければ、それ
だけ層の厚さの中の小さい変動に対して高温計の表示度
数の感応性が良くなる。

［発明の解決すべき課題］ 本発明は、温度の関数としての光吸収係数における単調
変化に基づく。ここにおいて本発明が適用される特有の
例に関して、制御現象は温度を上昇することによって半
導体のバンドギャップ（Ｇ　ａ　Ａ　ｓの場合において
それは直接的光学バンドギャップである）を小さくする
ことを示す。バンドギャップエネルギよりも僅かに高い
光エネルギを有する狭いスペクトル範囲の光に対する吸
収係数はこれら２つのエネルギ（すなわち先エネルギと
バンドギャップエネルギ二式２を参照）間の分離によっ
て決定されるので、結果として吸収係数がＧａ　Ａｓウ
ェハまたは薄層の温度に依存する。

このモードで使用される狭いスペクトル範囲のエネルギ
は、重要な温度の全てのバンド境界以上に存在するもの
でなければならない（もし１千意の温度においてバンド
ギャップがスペクトルエネルギを超えた場合、光は吸収
されずに伝送され、したがって温度の測定が停止される
）。

実際に本発明は、温度の単調関数である光吸収係数を有
する全ての十才料に適用することができる。

特に本発明は全ての半導体に適用可能であり、各バンド
ギャップに非常に近接した狭い先スペクトル範囲を選択
することによって強化される。基本的なメカニズムはＧ
ａ　Ａｓに対する本発明のこの説明の詳細と同一である
：バンドギャップに近接した（およびバンドギャップエ
ネルギを僅かに超えた）光放射線の吸収は、バンドギャ
ップの関数である。全ての半導体においてバンドギャッ
プは温度の関数なので、本発明は全ての半導体に適用さ
れる。さらに本発明はバンドギャップが直接的または間
接的である半導体に適用される。

本発明の目的は、物理的に接触せずに半導体薄層または
ウェハの正確な温度を測定することである。

［課題解決のだめの手段］ 本発明は、適切に選択された狭帯域スペクトル範囲を使
用して半導体を通過するときに適度に弱（吸収される光
伝送の測定に基づく。その光伝送は半導体媒体のバンド
ギャップによって定められる。したがってバンドギャッ
プは、吸収が発生する範囲内においてその半導体層の温
度の関数である。結果として、光伝送は層またはウェハ
の温度によって定められる。

本発明は温度を正確にΔＰ１定する方法を提供するだけ
でなく、加熱素子への電力を調節することによって電気
フィードバックループを介して前記温度を制御するため
に使用される。一般に、独立した一定の光源は光を供給
し、その光は別々の加熱素子を制御し、どの所望の値に
でもウェハまたは層の温度を維持するためにループを使
用してウェハまたは層の温度を監視するために使用され
る。

ここに示されたようなウェハの“加熱洗浄”に対して本
発明を特に適用すると、加熱素子は、ウェハに部分的に
吸収されることによってそれを加熱する白光を放射する
白熱照射ランプである。本発明の方法は、照射ランプの
白光の非常に狭い帯域スペクトル範囲を選択し、ウェハ
によるその吸収率を測定することによって行なわれる。

換言すればウェハの加熱および温度を監視するために吸
収を４Ｐｊ定される光線は、共に同じ供給源（ランプ）
によって供給される。

ランプの強度は“加熱洗浄”処理中に変動するため、本
発明の適用はランプから放射される光のウェハを通って
伝送される光成分の強度の継続的な比較を含む。この″
標準化“過程により、ウェハを通る伝送の変化はウェハ
が温度を変えたことによるものと、ランプによって放射
された光の強度における変化によるものとに分離するこ
とができる。

本発明は既存の高温計方法の上述された欠点を全て克服
するものである。

本発明のこれらおよびその池の目的は、本発明にしたが
って所望のスペクトル成分を有する光放射源を設け、そ
の光放射線を温度の関数として変化するバンドギャップ
を有する材料の層に導くことにより達成される。半導体
材料の層を通って伝送される光放射線は、発生した光吸
収を決定するために検出され分析される。直接的バンド
ギャップと光吸収との間の関係により伝送先放射線の分
析は材料の直接的バンドギャップを示し、したがって材
料の温度を示す。

半導体ウェハまたは層に関して、たとえ温度検出装置が
加熱室の外部で維持されてもウェハは加熱室内にある限
り、本来の位置の温度決定が行われることができる。も
ちろん温度検出装置が処理温度に耐えられるならば、そ
の全体または一部分か室内に設けられることができる。

熱源と２重であり、半導体のバンドギャップエネルギよ
りも僅かに高い光エネルギを−Ｈするスペクトル範囲内
の光を含む光線を放射する光源が設けられる。このスペ
クトル範囲に対する吸収係数は、光エネルギとバンドギ
ャップエネルギ間の分離により決定されるから、重要な
スペクトル範囲におけるＧａＡｓウェハによる吸収率を
調べることによってバンドギャップに関する情報を得る
ことができる。ざらにＧａ　Ａｓの直接的バンドギャッ
プは温度の上昇と共に狭くなる。したがって、Ｇａ　Ａ
ｓウェハの温度に関する情報は識別されたスペクトル範
囲の吸収率から得られることができる。

［実電例〕 本発明にしたがって直接決定することができる。Ｈ度を
ａするｃａ　Ａｓの層の一例は、第１図に示されている
ような薄い絶縁被１１０５を介してガラスフェイスプレ
ート１０７に取付けられたＧａ　Ａｔ　Ａｓ層１０３の
表面上のＧａ　Ａｓ層１０１である。ウィンドウ°層１
０３はＧａ　Ａｓ能動層１０１よりもかなり広い帯域幅
を有するＧａ　ＡＩ　Ａｓである。本発明が基本とする
材料の特性はバンドギャップの温度依存性および所定エ
ネルギの光の光吸収係数のそのエネルギとバンドギャッ
プエネルギ（光エネルギよりも小さ（なければならない
）間の差に対する依存性である。この特性は、例えばＣ
ａＡｓ　、他の■−ｖ族化合物およびシリコン、Ｃｄ　
ＳまたはＨｇ　Ｃｄ　Ｔｅ等の池の半導体材料に見られ
る。直接バンドギャップにおいて利用することは容易だ
が、それは同様に間接バンドギャップにも適用される。

上記の関係は以下のように表される： Ｅｇ−Ｅｇ　　（Ｔ）　　　　　　　　　　　　　　・
・・　（１）α（ｂν）−α　（ｈシーＥｇ）、　　　
・・・（２）ここでｈν≧Ｅｇ したがって、 α−ａ　（Ｔ）　　　　　　　　　　　　・・・（３）
式１は半導体のバンドギャップエネルギＥｇが温度Ｔの
関数であることを示す。式２はエネルギｈν（ここでｈ
はブランク　（Ｐ　Ｉａｎｃｋ）の定数であり、νは周
波数である）の光に対する吸収係数αがそのエネルギと
バンドギャップエネルギＥｇ間の差の関数であることを
示す。式３は上記の結果として吸収係数が温度の関数で
あることを示す。

上記の事項は第２図に示されている。第２図（ａ）は半
導体の直接的バンドギャップにおける温度の関数として
の変化を示す（この例は温度の増加と共に減少する直接
的バンドギャップを有するＧ　ａ　Ａ　ｓ等の半導体で
ある）。全ての半導体のバンドギャップは、それが直接
的または間接的のいずれであっても温度の関数であるこ
とに注意すべきである。はとんどの半導体において、バ
ンドギャップは温度を増加したときに狭くなる：ｄＥｇ
／ｄＴの値は、セレニウムにおける−　１４Ｘ　１０”
”　ｅ　ｖ　／　”Ｃからテルルにおける−０．３×１
Ｏ−４ｅ　ｖ　／　”Ｃまで変動し、ｍ−ｖ族化合物半
導体の値は一３ＸｌＯ−’ｅｖ／’Ｃと一４Ｘ１０−’
ｅｖ／℃間に集中している。いくつかの半導体において
、Ｉ　Ｖ−Ｖ　Ｉ族化合物において特にバンドギャップ
は温度の増加と共に広くなり、値はほぼ＋４ＸｌＯ−’
ｅｖ／”Ｃである。本発明が適用できる材料で完全に異
なった分類例として別の材料のマトリクスにおける小粒
子のコロイド懸濁液がある；そのマトリクスが無定形、
ゲルまたは液体（“クリスチャンセン　（Ｃｈｒｌｓｔ
ｌａｎｓｅ口）フィルタ）である場合にはよりそのよう
になる。このような場合には選択されたスペクトル範囲
における吸収が温度の強い関数であり、本発明を温度の
検出および制御手段として非常に適用可能なものにする
。第２図（ｂ）は光伝送曲線における付随的なシフトを
示す。

本発明の装置は、定められるべき温度をａするサンプル
を通る選択された波長の光の伝送をａＦＩ定し、光吸収
係数の温度依存性に基づく。

所定のサンプルを通る選択された波長の光伝送はその吸
収係数およびサンプルの厚さだけでなく、種々の境界面
における反射特性、ドーピングレベルおよび可能な歪に
も依存する。サンプルを通る光伝送に対するこれらの他
の要因の効果はほとんど温度から独立している。

伝送ｎ１定装置の校正方法が第３図に示されている。ラ
ンプ３０１からの光がチョッパ３０３によって細断され
、ビームスプリヅタ３０５によって“基準″チャンネル
３１１および原型サンプルを通過する゛信号°チャンネ
ル３１３中に分割される。各チャンネルにおける２つの
フィルタ３０２ａ、　３０２ｂは、動作光エネルギ（波
長）を選択する狭いバンドパスフィルタである。ロック
イン増幅器３０４ｂはサンプル検出器３０８ｂを介して
サンプル信号を監視し、ロックイン増幅器３０４ａは基
＄検出器３０８ａを介して受信された基準信号を読取る
。カソードを通った信号Ｓおよび基準信号Ｒは規則的に
互いに比較される。したがって伝送は後者に対する前者
の単なる比率である。炉の温度は熱電対３０Ｇによって
監視される。炉窯中のサンプルは熱電対３０Ｂによって
示された温度である。典型的な校正値曲線は第４図に示
されており、ここにおいて伝送は室温で１にされている
。第３図は、伝送方法によってサンプルの温度を７１ｐ
＋定するという一般的アプローチを具体化した装置を示
しており、その結果が第４図の曲線である。

最初に述べられたように、この装置特有の使用は例えば
“加熱洗浄”中のフォトカソード上のＧａ　Ａｓ層の温
度、または分子ビームエピタキシ方法によるＧａ　Ａｓ
上にエピタキシャル層を成長させる前の“熱洗浄°中の
（Ｇａ　Ａｓのような）ウェハの温度を監視することで
ある。両方の場合において、サンプルを通る伝送を測定
するために使用された光源はサンプルを加熱するために
使用された供給源と同一であると都合がよい。結局、熱
洗浄サイクルの間中変化する光源強度を注意深く皿視す
ることが重要である。

フォトカソードサンプル５０３の“熱洗浄″における本
発明の使用が第５図に示されている。ランプ５０４およ
びカソード５０３が真空室５１０内に示されている。邪
１既にならない位置５０１にカソード５０３を１立置さ
せて、サンプルチャンネル５０５および基僧チャンネル
５０Ｂは標弗化のために比較される。それからカソード
５０３は位置５０２のように光路中に移動され、“室温
基準信号“が得られ、加熱ランプはこのステップ中にカ
ソードを加熱しないように十分低い強度にされる。それ
からランプ強度が増加するにしたがって″熱洗浄”サイ
クルか進行する。

２つのチャンネルからの信号は、図示されていないＡ／
Ｄコンバータの２つの入力を介して図示されていないコ
ンピュータによって受取られ、それらは第４図の校正に
したがって温度プロフィールに変換された伝送プロフィ
ールを（一定の光束に）標準化するために規則的に比較
される。本発明にしたがって監視されるような典型的“
加熱洗浄″処理は第６図に示されている。伝送はカソー
ド活性層の温度の増加により時間と共に減少することが
認められる。対応した温度は第４図から推定され、第６
図に示されたものに類似したグラフを提供するために使
用されるソフトウェア中に入力されることができる。こ
れを実行することによって、時間依存温度プロフィール
がソフトウェア中に入力されることができ、伝送が実時
間温度を読取り、（頻繁な間隔で）それを上記の“ダイ
アル・イン゛温度と比較する温度計として動作する。

第６図において、２つの時間のグラフが一例として示さ
れている：公称フェイスプレート温度がＩ　ＲＣＯＮに
よって読取られ、カソード温度がカソードを通る伝送に
より示される（第６図において、伝送値はカソード温度
に変換されていない；これは第４図におけるデータを使
用することによって行われる）。

加熱洗浄温度を監視し制御するコンピュータプログラム
の説明が以下に示される。

加熱洗浄処理を制御するソフトウェアはδｐ１定および
制御のためにＢＡＳ　Ｉ　Ｃ構成の変形で説明される。

プログラムは、処理を測定し制御するためにこの用語の
マルチタスク能力を使用してスクリーン表示、データ蓄
積およびデータプリントアウトを行なう。

加熱洗浄位置におけるカソードにより、加熱洗浄ランプ
は低いワット数で短時間動作される。この時間中にサン
プル測定がカソードを通る光束およびランプからの光束
の狭い波長帯域に対して行イ〕れる。これらの；ｆｐＩ
定から“室温″は■率が計算される。カソードを通る伝
送の連続測定が室温値に伝送を標準化するためにこの数
によって分割される。

１ｇ＄率が計算された後、加熱洗浄処理が始められる。

コンピュータは周期的にランプからの光束およびカソー
ドを通る光束をサンプルし、室温伝送に関する伝送を計
算する。この値は時間ブロフｆ−ルに対する特定の伝送
から定められたセット時の幀と比較される。プログラム
は所望の形状における変化およびこの曲線の複雑性を容
易に調整するように構成される。ＰＩＤ（比例・整数・
微分商）アルゴリズムを使用して、ランプのワ・ノド数
への補正が計算され、対応した指令電圧がランプを制御
する電力供給源に送られる。加熱洗浄処理が完了するま
でこのシーケンスが周期的に繰返される。

本発明を実行する好ましい方法は、第７図（ａ）に示す
ように一眼レンズカメラ７１１を使用してカメラの焦平
面に存在する検出器面７１７上にカソード７１５を通し
て見たランプフィラメント７１３の焦点像を結ばせる装
置を使用することである。基準およびサンプルチャンネ
ルを具備する装置のブロック図は第７図（ｂ）に示され
ている。

第８図は本発明の拡張された変形を示す。ここではサン
プル９１の温度が（全てバンドギャップより僅かに高い
光エネルギに対応した）波長グループの光伝送特性を測
定することによって監視される。光放射線９０の供給源
は、実質的に光をコリメートするように配列された複数
のスリット９２ａ。

９２ｂより成るスリット９２と整列された加熱洗浄バル
ブである。温度の関数として変動する直接的バンドギャ
ップを有し、この例ではＧａ　Ａｓである材料の層９０
１を含むサンプル９１は、バルブ９０とスリット９２と
の間で光を受けるように位置される。

したがってスリット９ｚを通過する光はＧａＡｓの層９
０１を横切る。この例では線形検出アレイである光検出
器９５上に光か分散光ビーム９４として分散されるよう
に、この例において筋のついたホログラフ格子である回
折格子９３がスリット９２を出たコリメートされた光線
に対しである角度で位置される。低周波遮断９６が光検
出器によって検出され、前の例に関して示された方法に
よる温度検出を可能にする。光エネルギの複数のディス
クリート波長を分離することができる検出器を使用する
ことによって付加的な利点が得られる。αの（ｈシーＥ
ｇ）に対する関数依存性（式２参照）は（ｈシーＥｇ）
の大きさ（それは漸近線形状α一定数Ｘ（ｈシーＥ　ｇ
　）　Ｉ　／　２に近付く）によって定められ、このよ
うなアレイは異なる温度範囲における方法の感度を最適
にし、（室温における標章に依存する）精度を高める。

帯域境界（バンドエツジ）に近い４つの波長における校
正値が第９図に示されている。

この方法および装置はバンドギャップ、したがって伝送
が温度依存性である任意の半導体ウエノ１または薄層の
温度をΔＰ１定するために適用することができる。

層構造において、この方法は通常最も狭いバンドギャッ
プを有する層に限定される。

この方法にはサンプル中に部分的にのみ吸収される光成
分を放射する光源が必要とされる。この方法は特に示さ
れた方法でそれらの処理において温度の監視に適用可能
であり、ここにおいて光源は加熱源として動作する。

この方法は加熱および“高温ソーク″　（予め調節され
た温度における）の期間中温度を監視し制御するだけで
なく、サンプルの冷却速度を監視し、サンプルが予め調
節された温度まで冷却されるときを決定する。

本発明は、サンプルへの物理的接触が望ましくない全て
の適用に対して適しており、さらに加熱機構が非光学的
である場合にも同様に十分適用されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による温度監視に適切な支持構造上のＧ
ａ　Ａｓの層を示す。 第２図（ａ）および（ｂ）は、温度の関数としｒＧａＡ
ｓの直接的バンドギャップおよび光伝送を示したグラフ
である。 第３図は本発明のための校正機構を示す。 第４図は校正中の標準化された光伝送を示したグラフで
ある。 第５図は本発明を実行することによりサンプルの４度を
監視する機構である。 第６図は本発明による標準化された光伝送、および典型
的″熱洗浄ランの間中のＧａ　Ａｓ層の温度を示したグ
ラフである。 第７図（ａ）および（ｂ）は本発明の原型のブロック図
および各素子を示す。 第８図は本発明を実行する別の好ましい方法を示す。 第９図は、Ｇａ　Ａｓ層の温度の関数として複数の波長
の光伝送を示したグラフである（第３図で行われた測定
）。 ９２・・・スリット、９５・・・光検出器、１０１・・
・Ｇａ　Ａｓ層、１０３−・Ｇａ　Ａｔ　Ａｓ層、１０
７−・・ガラスフェイスプレート、３０１．５０４・・
・ランプ、３ｏ２・・・フィルタ、３０３・・・チョッ
パ、３ｏ５・・・ビームスプリッタ、３００・・・熱電
対、５０３．７１５・・・カソード、５１０・・・真空
室、７１１・・・カメラ、７１３・・・ランプフィラメ
ント。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度の関数として変化するバンドギャップエネル
   ギを有する材料の部材温度検出装置において、 前記バンドギャップエネルギよりも大きい光エネルギを
   持つスペクトル成分を有する光エネルギの供給源と、 前記供給源からの光エネルギを検出する光検出手段と、 前記部材を前記供給源と前記検出手段との間に位置させ
   、それによって前記検出手段により前記光エネルギが検
   出される前に前記供給源からの光エネルギが前記部材を
   通過するようにする位置手段と、 前記検出手段から信号を受信し、前記部材により吸収さ
   れた光エネルギのエネルギレベルの関数として前記部材
   の温度を示す出力を生成する処理手段とを含むことを特
   徴とする温度検出装置。
2. （２）前記部材を通過しない光エネルギを受取るように
   適合された前記供給源からの光エネルギを検出し、基準
   信号を前記処理手段に供給する第２の光検出手段を含む
   請求項１記載の温度検出装置。
3. （３）前記部材はＧａＡｓ層を含む請求項１記載の温度
   検出装置。
4. （４）前記ＧａＡｓの層は基体上にある請求項３記載の
   温度検出装置。
5. （５）前記基体はガラス層を含む請求項４記載の温度検
   出装置。
6. （６）前記部材は、ガラスフェイスプレート上にＧａＡ
   ｓ層を含むフォトカソードである請求項１記載の温度検
   出装置。
7. （７）前記ＧａＡｓ層は直接ＧａＡｌＡｓ層上にあり、
   前記ＧａＡｌＡｓ層は前記ガラスフェイスプレート上に
   ある請求項６記載の温度検出装置。
8. （８）ＧａＡｌＡｓ層は前記ＧａＡｓ層と前記ガラスフ
   ェイスプレートとの間にある請求項６記載の温度検出装
   置。
9. （９）前記光エネルギの供給源は前記部材に熱結合され
   た加熱源である請求項１記載の温度検出装置。
10. （１０）前記加熱源は“白光”を放射する白熱ランプで
    ある請求項９記載の温度検出装置。
11. （１１）所定のエネルギ範囲において温度依存性バンド
    ギャップを有するバンドギャップ材料温度検出用システ
    ムにおいて、 光エネルギが前記バンドギャップを通過するような前記
    所定のエネルギ範囲の最高よりも僅かに高い光エネルギ
    を有する光エネルギを供給し、前記バンドギャップ材料
    を通過した後、前記光エネルギの前記バンドギャップ材
    料による吸収の関数として前記光エネルギを受取り、前
    記バンドギャップ材料の温度を示す出力を生成すること
    を特徴とする温度検出システム。
12. （１２）光エネルギを供給する前記ステップは、前記バ
    ンドギャップ材料を加熱するように動作する熱放射線の
    供給を含む請求項１１記載の温度検出システム。
13. （１３）光エネルギを供給する前記ステップは、カラー
    スペクトルを有する光エネルギの供給を含み、前記光エ
    ネルギを受取る前記ステップは、ホログラフ格子から反
    射された光エネルギを受けるように位置された検出器ア
    レイを使用する請求項１１記載の温度検出システム。
14. （１４）前記光エネルギの前記バンドギャップ材料によ
    る吸収の関数として出力を生成する前記ステップは、前
    記光エネルギの一部分が前記バンドギャップ材料に到達
    しないような方向において前記所定のエネルギ範囲の最
    高よりも僅かに高い光エネルギを有する前記光エネルギ
    の前記部分を供給し、 前記光エネルギの前記部分を受取り、前記光エネルギの
    前記バンドギャップ材料による吸収量の決定に使用する
    ために基準信号を発生するステップを含む請求項１１記
    載の温度検出システム。
15. （１５）加熱源と、プログラムされた温度を設定する温
    度選択手段と、光源と、光検出器とを設け、前記光源は
    前記バンドギャップ材料のバンドギャップエネルギより
    も僅かに高いエネルギレベルで光を放射し、前記光検出
    器はバンドギャップ材料の前記層を通過した前記光源か
    らの光を検出するように位置され、信号トランスレータ
    が前記光検出器からの出力信号に応答して検出温度信号
    を出力するために設けられ、 フィードバック手段が設けられて、フィードバック信号
    が前記光検出器から前記加熱手段に供給され、前記フィ
    ードバック信号は瞬間的に検出された温度と前記プログ
    ラムされた温度との間の差に比例するバンドギャップ材
    料の層の温度を制御する方法。
16. （１６）光エネルギにバンドギャップ材料層を通過させ
    、 前記層によって吸収された光のエネルギレベルを検出し
    、前記層の温度を示す信号を発生するステップを含むバ
    ンドギャップ材料の層の温度を示す方法。