[實用新型]一種直接太赫茲無損檢測硅片透過率并進(jìn)一步檢測電阻率的裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN208013081U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)輝;史珂;吳衛(wèi)東;王雪敏;張永哲;仝文浩;鄒蕊矯;黎維華;宋雪梅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué);中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59;G01R27/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種直接太赫茲無損檢測硅片透過率并進(jìn)一步檢測電阻率的裝置，涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域。包括太赫茲輻射源、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)、樣品臺、太赫茲探測器、計算機(jī)、機(jī)械吸盤、返工片收集盒；太赫茲輻射源設(shè)置在最下方，太赫茲輻射源垂直向上輻射太赫茲波，準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)置在太赫茲輻射源的正上方，所述太赫茲探測器設(shè)置在準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)正上方，太赫茲探測器與準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)之間有一段間距，太赫茲探測器的探頭朝下，用于接收太赫茲輻射，樣品臺設(shè)置在太赫茲探測器與準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)之間，能夠沿水平面移動，計算機(jī)與太赫茲探測器數(shù)據(jù)線相連，機(jī)械吸盤與計算機(jī)數(shù)據(jù)線連接，返工片收集盒獨立。可在不接觸硅片的情況下，無損地測量硅片的電阻率，不會對硅片造成損傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種直接太赫茲無損檢測硅片透過率并進(jìn)一步檢測電阻率的裝置。

背景技術(shù)

太赫茲(Terahertz，簡稱THz，1THz＝10¹²Hz)波，通常定義為頻率在0.1-10THz(波長在30-3000μm)范圍內(nèi)的電磁波，其波段位于微波與紅外之間，處于電子學(xué)與光子學(xué)研究的交叉領(lǐng)域。與其它電磁波相比，太赫茲波具有許多獨特的性質(zhì)，如安全性、高穿透性、指紋譜性及帶寬性等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、無損檢測、雷達(dá)、通訊、軍事、國防、航空等各個領(lǐng)域。

在半導(dǎo)體行業(yè)及光伏行業(yè)中，硅片的電阻率是評判硅片導(dǎo)電能力的重要指標(biāo)之一，為防止規(guī)格差距太大，測試硅片的電阻率成為硅片加工成芯片及太陽能電池片的重要前序工藝。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，硅片電阻率的測量多采用接觸式的四探針法，這種測試方法必須接觸硅片，并施加一定力度，測量薄硅片時，易造成硅片斷裂的現(xiàn)象，同時需要定期更換四根磨損的探針，造成成本增加。而非接觸的測量硅片電阻率的方法多采用電渦流測試裝置，如公開號為CN203941234U的中國專利一種太陽能硅片電阻率電渦流測試裝置，通過感應(yīng)硅片上形成的渦流生成電流信號和電壓信號，然后依次經(jīng)過傳輸、差頻、中頻放大、檢波及低通、直流放大，最后得到電流和電壓的模擬量，計算出硅片的電阻率。但這種方法具有設(shè)備環(huán)節(jié)多、協(xié)調(diào)控制復(fù)雜、電路設(shè)計復(fù)雜等缺點，不適用于生產(chǎn)線上對硅片樣品的普查。因此，本領(lǐng)域亟待開發(fā)出一種無損檢測硅片電阻率的裝置，太赫茲作為一種特殊的電磁波，硅片的電阻率對太赫茲波的透過率具有非常大的影響，可以采用測量太赫茲波對硅片透過率的方式來測量出硅片的電阻率。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對上述問題，提出一種太赫茲無損檢測硅片電阻率的裝置及其使用方法，利用太赫茲波對于相同厚度不同電阻率硅片的透過率不同，從而實現(xiàn)太赫茲對硅片電阻率的非接觸式測量，可以在生產(chǎn)線上對硅片進(jìn)行普查，相比于傳統(tǒng)的抽查方式，可以提高產(chǎn)品的成品率及質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種直接太赫茲無損檢測硅片透過率并進(jìn)一步檢測電阻率的裝置，包括太赫茲輻射源、準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)、樣品臺、太赫茲探測器、計算機(jī)、機(jī)械吸盤、返工片收集盒；所述太赫茲輻射源設(shè)置在最下方，太赫茲輻射源垂直向上輻射太赫茲波，所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)置在太赫茲輻射源的正上方，所述太赫茲探測器設(shè)置在準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)正上方，太赫茲探測器與準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)之間有一段間距，太赫茲探測器的探頭朝下，用于接收太赫茲輻射，所述樣品臺設(shè)置在太赫茲探測器與準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)之間，能夠沿水平面移動，計算機(jī)與太赫茲探測器數(shù)據(jù)線相連，機(jī)械吸盤與計算機(jī)數(shù)據(jù)線連接，返工片收集盒獨立，所述機(jī)械吸盤和返工片收集盒均設(shè)置在樣品臺側(cè)方；機(jī)械吸盤用于將硅片從樣品臺上取下放入返工片收集盒。

所述的太赫茲輻射源為返波振蕩器、量子級聯(lián)激光器、自由電子激光器或二氧化碳激光抽運太赫茲輻射源中的一種，優(yōu)選為太赫茲量子級聯(lián)激光器。

所述的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)為開普勒型或伽利略型準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)，優(yōu)選為伽利略型準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)。

所述的樣品臺為中間具有圓孔的樣品臺，圓孔的直徑為2-8cm，并且樣品臺可沿一個方向水平傳送，樣品臺數(shù)量至少一個；待測的硅片放在樣品臺上，太赫茲波穿過樣品臺上的圓孔輻射到硅片。