一種半導體特性參數綜合測試設備的製作方法
2023-06-04 08:19:06 1
專利名稱：一種半導體特性參數綜合測試設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體性能測試領域，尤其涉及一種半導體光、電、磁及其相互耦合性質的綜合表徵方法。
背景技術：
當前在半導體領域，光電技術發展迅速，比如LED產業，蘊含著一場新的技術革命，可能會建立起一個全新的產業體系；在通信領域，3G資訊時代的到來，計算機、網際網路的快速發展，均離不開半導體產業的迅速發展。而半導體產業的發展離不開先進的測試技術。光、電、力、磁是材料表徵的4個基本方面，尤其是光、電、磁的性質，更是半導體材料和器件非常重要的參數。而目前的商業設備一般都是側重於單一方面的測試，而常常忽略各參數間耦合性質的測試，而本申請所側重的就是將光、電、磁各參數測試綜合起來，設計一套設備，該設備不僅能測試光、電、磁單方面的性質，還可以進行不同參數的耦合性質。目前還未見到有這類的設備。目前，光、電、磁單獨的參數測試技術已經都很完善，因此本申請所要做的主要是通過合理的設計與評估，再配合編程，將各模塊有機的結合起來。這樣一個整體即由原來的只能測試三個單方面的性質，變為除包括這三方面測試外，還可以進行光電、光磁、電磁以及光電磁耦合測試的綜合測試系統，硬體部分還是原來的硬體部分，但是所能發揮的功能卻遠大於原來的硬體部分所能發揮的功能。同時由於本設備的樣品製作採用低溫制冷機，因此還可以進行變溫的實驗，這樣就可以在原來的基礎上大大擴展溫度這一參數，使得通過系統所能獲得信息大大增加。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種半導體特性參數綜合測試設備。一種半導體特性參數綜合測試設備包括光源、光學探測系統、電學系統、磁學系統以及控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統通過通訊接口連接至控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統任意兩者之間通過控制系統實現切換。所述光源為雷射光源或寬光譜光源。所述光學探測系統具有分光系統和探測系統。所述電學系統為電源表、電流表、電壓表中任意一種。 所述磁學系統為單極磁體或雙極磁體。所述控制系統為計算機。進一步包括低溫制冷機，待測樣品可放置在所述低溫制冷機中。為了解決上述問題，本實用新型將獨立的光電磁測試設備模塊整合，並通過合理的組合與結構設計，配合以編程，將這些功能有機的結合起來。本實用新型的積極效果在於將獨立模塊有機結合到一起，不僅能獨立進行測試， 還能進行耦合測試，從而大大拓展了測試的模式和能力。
圖I是本發明提供的半導體特性參數綜合測試設備的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的目的在於克服現有技術存在的不足，提供一種半導體特性參數綜合測試設備。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為一種半導體特性參數綜合測試設備，具有獨立的光、電、磁測試功能，所述測試設備包括光源100、光學探測系統(附圖中未標示)、電學系統(附圖中未標示)、磁學系統(附圖中未標示)以及控制系統121，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統均可通過通訊接口連接至控制系統121，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統任意兩者之間可通過控制系統121實現切換。光電磁測試模塊之間可以進行隨意組合，經彼此之間可調製的耦合測試；可以進行常溫或者可變溫的測試。本實施例中磁學系統採用的是雙極磁體105，並且磁場強度可調。作為可選實施方式，還可採用單擊磁體。本實施例還包括一低溫制冷機106,置於雙極磁體105的磁場中；待測樣品107可放置在低溫制冷機106中，進行常溫或者低溫變溫實驗。本實施例中的電學系統可為電源表、電流表、電壓表中任意一個。雖然本實施例中限定電學系統為電源表、電流表、電壓表中任意一個，但本實用新型不僅限於此，還包括既可提供電流電壓源，又可以探測電壓電流的電學部件。本實施例中的光源100採用雷射光源，但本發明不僅限於雷射光源，還可採用寬光譜光源。本實施例中的光學探測系統由兩組模塊構成，一組為光突測試模塊，另一組為磁光克爾測試模塊。兩組模塊共用光源100、起偏器102、待測樣品107和第一波片101。其中光熒測試模塊包括第一稜角124、第一凸透鏡104、第二凸透鏡103和光熒檢測終端123。光熒測試模塊的光路為一束光自光源100出發經第一波片101過濾，隨後通過起偏器102，經過第一稜角124的反射，從第一凸透鏡104的軸心處經過第一凸透鏡104，後經待測樣品107的反射發散成多束光，再次通過第一凸透鏡104準直成多束平行光，經第二凸透鏡103的匯聚成一點輸入光突檢測終端123。磁光克爾測試模塊包括第二稜角109、第三稜角108、第四稜角122、第二波片115、檢偏器116、光橋117、Xe燈光源111、單色儀110、第三凸透鏡112、第四凸透鏡113和鎖相放大器118。磁光克爾測試模塊的光路為一束光自光源100出發經第一波片101過濾,隨後通過起偏器102，經過第二稜角109的反射，經過第三稜角108的反射；同時另一束光自Xe等光源出發經過單色儀110，經過第三凸透鏡112、第四凸透鏡113，經過第四稜角122的反射，自第三稜角108反射的光與自第四稜角122反射的光經待測樣品107的反射，經過第二波片115的濾波，經過檢偏器116發散成兩束光後進入光橋117，後輸入至鎖相放大器118。斬波器114為鎖相放大器118提供一個參考信號，以便於鎖相放大器118能識別出微弱的光電流。鎖相放大器118的第一輸入端與斬波器114的輸出端相連,第二輸入端與光橋117的輸出端相連，輸出端與光譜儀119的第一輸入端相連；光譜儀119的第二、第三輸入端分別與低溫制冷機106的兩端電學相連相連，輸出端與CXD探測器120的輸入端相連。光學探測系統、電學系統、磁學系統均可以通過通訊接口連接至控制系統121，並通過編程進行控制，本實施例中控制系統121為計算機。本實施例中的半導體特性參數綜合測試設備主要針對半導體材料或器件，可進行光電磁性質的單獨測試，即對於光學測試，可以進行螢光光譜，激發光譜等的測試；對於電學測試，可以進行IV，I-time, V-time等的測試；對於磁學測試，可以進行磁滯回線等的測試。本實施例中的半導體特性參數綜合測試設備還可進行多種物理場之間相互調製的率禹合測試，即光電、光磁、電磁以及光電磁的相互調製稱合測試。多物理場之間可以隨意組合，互相調製，可以是兩個物理場之間，也可以是三個物理場之間。不同的測試模式之間可以通過控制系統121隨時的、方便的切換。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，包括光源、光學探測系統、電學系統、磁學系統以及控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統通過通訊接口連接至控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統任意兩者之間通過控制系統實現切換。
2.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，所述光源為雷射光源或寬光譜光源。
3.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，所述光學探測系統具有分光系統和探測系統。
4.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，所述電學系統為電源表、電流表、電壓表中任意一種。
5.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，所述磁學系統為單極磁體或雙極磁體。
6.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，所述控制系統為計算機。
7.根據權利要求I所述的半導體特性參數綜合測試設備，其特徵在於，進一步包括低溫制冷機，待測樣品可放置在所述低溫制冷機中。
專利摘要本實用新型提供一種半導體特性參數綜合測試設備，涉及半導體性能測試領域，包括光源、光學探測系統、電學系統、磁學系統以及控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統均可通過通訊接口連接至控制系統，所述光學探測系統、電學系統、磁學系統任意兩者之間可通過控制系統實現切換。本實用新型的積極效果在於雖然將獨立模塊有機結合到了一起，不僅能獨立進行測試，還能進行耦合測試，從而大大拓展了測試的模式和能力。
文檔編號G01R33/14GK202815169SQ20122052444
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者田飛飛, 李彬, 張敏, 張志強, 鄭樹楠, 周桃飛, 徐科 申請人:中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所