[實(shí)用新型]硅晶片電阻率測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320413695.7
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN203455409U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈宇平
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州博昇科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R27/02
• 分類號(hào): G01R27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種硅晶片電阻率測量裝置。

背景技術(shù)

目前，半導(dǎo)體行業(yè)以及太陽能光伏行業(yè)在對原材料硅晶片的品質(zhì)控制上需要對硅晶片電阻率進(jìn)行測量。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用接觸式的測量方法比如四點(diǎn)法。這些接觸式的方法速度慢，且對樣品有傷害，再加上探測的探針屬于耗材，需要定期更換，更換前還經(jīng)常會(huì)變形，極大地影響了測量準(zhǔn)確度。在非接觸式的測量方法中，渦流電流是最主流的測量方法。但是現(xiàn)有的渦流電流無接觸式電阻率測量設(shè)備都存在所測樣品厚度范圍窄以及測量精密度不是很高的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種硅晶片電阻率測量裝置，準(zhǔn)確測量電阻率。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種硅晶片電阻率測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括：支架，信號(hào)處理器，高頻振蕩器，所述支架上方設(shè)有第一探頭，所述支架下方設(shè)有第二探頭，所述第一探頭和第二探頭分別與所述高頻振蕩器連接，還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整第一探頭與第二探頭間相互距離，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述第一探頭或第二探頭連接，所述第一探頭和第二探頭分別與所述信號(hào)處理器連接。

其中，所述支架的上方設(shè)有對中裝置，用于調(diào)整硅晶片的位置。

其中，所述第一探頭與所述第二探頭共軸線。

其中，所述信號(hào)處理器具有顯示薄層電阻或電阻率的功率，當(dāng)使硅晶片插入時(shí)應(yīng)具有電導(dǎo)清零的功能。

其中，所述第一探頭和第二探頭為一對渦流探頭，所述探頭的相對距離的變化可由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確控制到微米量級(jí)。

其中，所述的高頻振蕩器在優(yōu)化測量的頻率范圍內(nèi)可以變頻測量。

(三)有益效果

本實(shí)用新型能夠提高渦流電流方法測量硅晶片電阻率所適用的厚度范圍以及電阻率范圍，而且能夠提高電阻率測量的準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

參照圖1～2所示，所述測量裝置包括：支架4，信號(hào)處理器7，高頻振蕩器1，所述支架4上方設(shè)有第一探頭2，所述支架1下方設(shè)有第二探頭3，所述第一探頭2和第二探頭3分別與所述高頻振蕩器1連接，還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8，用于調(diào)整第一探頭2與第二探頭3間相互距離，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8與所述第一探頭2連接，所述第一探頭2和第二探頭3分別與所述信號(hào)處理器7連接。

優(yōu)選地，所述支架4的上方設(shè)有對中裝置5，用于調(diào)整硅晶片6的位置。

優(yōu)選地，所述第一探頭2與所述第二探頭3共軸線。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理器7具有顯示薄層電阻或電阻率的功率，當(dāng)使硅晶片6插入時(shí)應(yīng)具有電導(dǎo)清零的功能。

優(yōu)選地，所述第一探頭和第二探頭為一對高頻電渦流原理電阻率測量探頭。

優(yōu)選地，所述的高頻振蕩器在優(yōu)化測量的頻率范圍內(nèi)可以變頻測量。

優(yōu)選地，所述上下渦流電流探頭的相對距離的變化可由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確控制到微米量級(jí)。

電阻率測量方法為：

將硅晶片試樣平插入所述第一探頭2和第二探頭3之間的間隙內(nèi)，與振蕩器回路相連接的兩個(gè)渦流探頭之間的交變磁場在硅晶片上感應(yīng)產(chǎn)生渦流。

調(diào)整所述第一探頭與硅晶片的距離；

利用確定出的距離因子函數(shù)關(guān)系式以及硅晶片厚度得到的硅晶片的電阻率。具體算法如下：

在測量的過程中除了按普通程序測量樣品的電阻率外，還多測量了一個(gè)探頭與樣品變化距離后的提離渦流電流信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)與原來的無樣品的信號(hào)三者可以組成一個(gè)無量綱的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值是渦流電流探頭相應(yīng)的三個(gè)阻抗理論值的函數(shù)。

式中S表示信號(hào)，I表示探頭的理論阻抗值，下標(biāo)“樣品”表示有樣品的值，下標(biāo)“空氣”表示不放樣品的值，下標(biāo)“提離”表示放樣品有提離的值。在線性電路系統(tǒng)中，上述f函數(shù)在提離范圍內(nèi)是一個(gè)線性函數(shù)，可以解出理論值，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣品來校準(zhǔn)線性系數(shù)。本來我們可以不需要提離信號(hào)，公式(1)中的分子部分左右也是線性的，轉(zhuǎn)移函數(shù)可以通過已知晶片來矯正。但是我們?yōu)榱藴y量的更加精確，加入了一個(gè)提離信號(hào)，使得(1)式兩邊都無量綱。

為了降低提離效應(yīng)帶來的噪音，我們對公式(1)兩邊只取虛數(shù)部分。