[發明專利]一種基于可變磁場及自由電極的半導體特性穩定測量系統

有效

• 申請號: 201811375308.9
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109507561B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 陳水源;霍冠忠;王可;嚴蔚勝;黃志高
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R33/02
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 彭東

本發明公開一種基于可變磁場及自由電極的半導體特性穩定測量系統，其包括磁體變位器、自由樣品臺、磁體?分析儀分離模塊，所述磁體變位器、自由樣品臺、磁體?分析儀分離模塊采用PLA塑料與銅金屬材料等抗磁材料，使磁體遠離測試系統探針，使系統在磁學上與磁體分離，保證磁體控制與樣品性質測量的穩定性，彌補了現有半導體參數測量系統無法將磁場、光場一體化的空白。另一方面，磁體變位自由度高，可提供大小、角度、方向連續可調的磁場，可支持實驗研究自變量的均勻變化。

技術領域

本發明涉及半導體材料領域，尤其涉及一種基于可變磁場及自由電極的半導體特性穩定測量系統。

背景技術

一般的半導體參數測量系統用途都不涉及磁學模塊，通常情況下，半導體參數測量系統硬件多由磁性金屬材料組成，在磁場中，硬件容易偏移既定位置，嚴重影響數據測量的穩定性，甚至失去既定功能，因而只提供溫度、光強等功能附件。例如，目前市面上的半導體參數分析儀的測試平臺（包括底座、測臂、探針等）多為磁性合金材料，當實驗需要外置磁場時，磁場源（磁體）接近樣品的同時也將對儀器磁性合金部分有一個強大的吸引力，從而使測試探針偏離位置被磁體吸附，無法測量數據，也容易將對樣品造成嚴重劃傷。近年來隨著多鐵材料的發展，同時具有磁電耦合效應與反常光伏效應的鐵電光伏材料漸漸成為人們的研究熱點，對于磁電耦合材料，外加磁場是極其重要的研究因素，因此發明一種可提供均勻變化磁場而不對光伏效應測量系統造成不利影響的器件成為多功能材料領域研究的迫切需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于可變磁場及自由電極的半導體特性穩定測量系統，彌補半導體參數測量系統無法將磁場與光場一體化的空白。

本發明采用的技術方案是：

一種基于可變磁場及自由電極的半導體特性穩定測量系統，其包括磁體變位器、自由樣品臺、磁體-分析儀分離模塊，磁體變位器包括磁體空間架、磁體、塑料襯盤、第一銅絲、第二銅絲和特斯拉計，

自由樣品臺放置于磁體空間架的上表面，磁體空間架兩側內分別具有豎直設置的通道，塑料襯盤放置于磁體空間架內部，磁體置于塑料襯盤上，磁體空間架中的塑料襯盤上方設有可轉動的第一旋轉銅桿和第二旋轉銅桿，第一銅絲的一端固定于第一旋轉銅桿上，第一銅絲的另一端繞過塑料襯盤的一側底部后固定于第一旋轉銅桿上，第二銅絲的一端固定于第二旋轉銅桿上，第二銅絲的另一端繞過塑料襯盤的另一側底部后固定于第二旋轉銅桿上，第一旋轉銅桿和第二旋轉銅桿兩端均穿過磁體空間架的側面，

自由樣品臺包括多孔板、瑪瑙球、第一銦電極和第二銦電極，多孔板置于磁體空間架上，多孔板上表面設有至少3個圓孔，其中兩個圓孔分別用于設置第一銦電極與第二銦電極；瑪瑙球放置于其他任一圓孔內，并與第一銦電極和第二銦電極的位置形成三角形陣列；樣品放置于該三角形陣列形成的平面并平行于多孔板設置，樣品與第一銦電極、第二銦電極充分接觸，瑪瑙球通過改變在多孔板上孔洞的位置，來平衡樣品；

特斯拉計的測試探針與樣品的上表面，特斯拉計用于檢測樣品處磁場強度；

所述磁體-分析儀分離模塊包括兩條導線，第一銦電極與第二銦電極各自對應連接一條導線的一端，兩條導線的另一端分別穿過磁體空間架對應側面內的通道并從磁體空間架底部的孔洞向外側水平延伸L長度的距離，磁體在兩條導線的另一端的末端產生的磁場強度H＜1Oe。兩條導線的另一端分別接入半導體參數分析儀21的探測頻道。

進一步地，第一旋轉銅桿和第二旋轉銅桿穿過磁體空間架側面的一端的末端通過固定桿配合燕尾夾相對固定。

進一步地，第一旋轉銅桿和第二旋轉銅桿對應磁體空間架的側面處設有限位塊，并通過扭曲形變的限位塊固定相對位置防止第一旋轉銅桿和第二旋轉銅桿的脫落。

進一步地，所述的塑料襯盤、磁體空間架、多孔板由PLA塑料成型。

進一步地，所述的第一旋轉銅桿、第二旋轉銅桿由冷加工銅塑性形變成型。