專利名稱：一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試領(lǐng)域領(lǐng)域，特別是一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新的光瞬態(tài)測試裝置涉及一種可改變激發(fā)光波長，精確調(diào)整激發(fā)光光點位置。并自動采集處理數(shù)據(jù)的用于光激發(fā)瞬態(tài)信號測量的快捷準(zhǔn)確的測試設(shè)備。尤其對半導(dǎo)體材料的深能級測試可得到許多有用的參數(shù)，是檢測半導(dǎo)體材料雜質(zhì)和缺陷及結(jié)構(gòu)的有效手段。
原設(shè)備中的激發(fā)光源只是由幾個不同波長的發(fā)光管提供。波長是固定不可改變的。且發(fā)光管與樣品間的距離也是固定的。這就決定了樣品上光點的大小是不可調(diào)整的。而測試時照射到樣品上的光的波長，光的強度，以及光點位置對瞬態(tài)信號的影響是巨大的。原設(shè)備中樣品上產(chǎn)生的光瞬態(tài)信號是先由X-Y記錄儀紀(jì)錄下來再依所記波形的峰值位置，利用一系列公式算出所須的參數(shù)。計算繁瑣，誤差較大。新的測試裝置克服上述缺點，設(shè)計了新的光源系統(tǒng)，光源調(diào)制系統(tǒng)及計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。使測試過程便捷，測試參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其可克服原設(shè)備中測試所需的激發(fā)光的波長不可連續(xù)改變的缺點，提供了一個可連續(xù)改變波長且功率夠滿足測試材料要求的光激發(fā)源系統(tǒng)。
本發(fā)明另一目的在于，提供一自動采集處理數(shù)據(jù)的軟件，硬件系統(tǒng)。其可解決原設(shè)備圖譜的峰值難以確定，數(shù)據(jù)處理繁鎖的問題。原設(shè)備使用X-Y紀(jì)錄儀采集峰值誤差較大，而峰值的準(zhǔn)確性直接影響了雜質(zhì)能級的確定。
本發(fā)明原理是針對不同材料用適當(dāng)波長的光，在半導(dǎo)體材料中注入非平衡載流子。然后檢測不同深中心熱激發(fā)產(chǎn)生的電流瞬態(tài)。在經(jīng)本發(fā)明的信息采集系統(tǒng)處理后，得到半導(dǎo)體材料中深能級的有關(guān)參數(shù)。本發(fā)明可用于半導(dǎo)體材料中光激發(fā)瞬態(tài)信號的自動測試。為此，本系統(tǒng)是檢測半導(dǎo)體材料中雜質(zhì)和缺陷及微結(jié)構(gòu)的最有力手段。
本發(fā)明技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是由白光光源提供的光束通過斬波器后得到所需波長的激發(fā)光，后再經(jīng)放大探頭放大后通過光纜傳輸?shù)綐悠肥疑喜康墓馐⒄{(diào)裝置中。此微調(diào)裝置可依據(jù)被測樣品的要求在X.Y.Z.三個方向調(diào)節(jié)照射到樣品上的光點的位置和強度。樣品放置在真空樣品室中央的樣品臺上。樣品臺上設(shè)有連接溫控系統(tǒng)和觸發(fā)系統(tǒng)的端口。樣品的溫度由溫控系統(tǒng)提供。測量中所需的電觸發(fā)信號由觸發(fā)信號發(fā)生器SI-6141提供。
當(dāng)激發(fā)光照射到被測樣品上。樣品上即產(chǎn)生了光瞬態(tài)信號。再經(jīng)過瞬態(tài)放大器將信號放大后輸入信息采集系統(tǒng)的顯示器中，并通過AD通道分別采集溫度和電瞬態(tài)信號。在測試的同時在顯示屏幕上描劃出被測樣品隨溫度變化的瞬態(tài)圖譜。測試結(jié)束后數(shù)據(jù)系統(tǒng)會自動給出樣品的瞬態(tài)圖譜及相關(guān)的參數(shù)。數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確，快速。
一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其中包括光注入裝置；提供激發(fā)光源，并使光的波長可做連續(xù)改變；樣品室裝置；被測樣品放置在樣品室中央的樣品臺上，由光注入系統(tǒng)提供的激發(fā)光束通過光纜及光點微調(diào)裝置照射到樣品上，樣品臺上設(shè)有端口連接到觸發(fā)信號系統(tǒng)，樣品上產(chǎn)生的瞬態(tài)信號經(jīng)放大后傳輸?shù)叫畔⒉杉到y(tǒng)，樣品室下端連接到真空系統(tǒng)；信息采集裝置；通過樣品臺上的輸出端口將樣品上經(jīng)放大的電瞬態(tài)信號收集到計算機系統(tǒng)中，并在顯示屏幕上描畫出被測樣品相應(yīng)的瞬態(tài)譜放大，并將測試數(shù)據(jù)自動保存處理后給出所須的參數(shù)。
光注入裝置包括光源；白光光源，對被測樣品提供激發(fā)光源；斬波器；改變白光光源提供的光的波長，并使光束通過放大探頭；
放大探頭將已改變波長的光束放大，并通過光纜輸送到位于樣品室上端的帶有光束微調(diào)架的光照窗口上。
樣品室裝置包括光束微調(diào)裝置，將由放大探頭傳輸?shù)墓膺M行X.Y.Z.三方向移動，使光束精確照射到樣品所要求的區(qū)域；溫控裝置；控制樣品臺的溫度，使被測樣品的溫度按試驗要求改變；真空系統(tǒng)在測試過程中使樣品室保持真空狀態(tài)；觸發(fā)信號裝置提供樣品測試所要求的電觸發(fā)信號；樣品室放置被測樣品。樣品室上端設(shè)有光照窗口，樣品室下端連接真空系統(tǒng)。樣品臺上設(shè)有連接電觸發(fā)信號和采集，放大光瞬態(tài)信號的端口；瞬態(tài)放大器捕捉樣品上所產(chǎn)生的瞬態(tài)信號并放大，放大后的瞬態(tài)信號輸送到信息采集系統(tǒng)。
信息采集裝置包括顯示器；在屏幕上顯示樣品的瞬態(tài)圖譜；AD變換器通過CHO和CHI通道分別采集溫度和電瞬態(tài)信號；數(shù)據(jù)采集裝置；將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，軟件設(shè)計用VISUAL；BASIC編寫了深能級瞬態(tài)測試程序。


圖1是本發(fā)明的光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖一對本光激發(fā)瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)做進一步具體說明。
圖1中，分為三大部分裝置第一部分是本發(fā)明的光注入裝置圖。
第二部分是本發(fā)明的樣品室裝置圖。
第三部分是本發(fā)明的信息采集處理裝置圖。
圖1中，光注入裝置10；是由白光光源11，固定在一可移動的軌道上，光通過固定在同一軌道上的斬波器12后，可得到所需的波長，再通過放大探頭13，及石英光纖傳輸?shù)焦潭ㄔ跇悠肥疑仙w光照口上的微動架上。
樣品室裝置20樣品室上蓋光照口上設(shè)計一個三維微動調(diào)節(jié)架21，測試時可通過微動架的具體操作使光點固定在樣品所需的位置上；微動架中固定有聚焦復(fù)合透鏡，光纖通過絲扣固定在微動架上。溫控裝置22。真空系統(tǒng)23。樣品室25。測試所需的電觸發(fā)信號24(由SI-6141設(shè)備提供)接到被測樣品的兩端。樣品上產(chǎn)生的電瞬態(tài)信號經(jīng)瞬態(tài)放大器26放大后輸入信息采集系統(tǒng)30。
信息采集裝置30瞬態(tài)放大器26放大后輸入到顯示器31，在屏幕上顯示樣品的瞬態(tài)圖譜。信息采集系統(tǒng)中軟件設(shè)計用Visual，Basic；編寫了深能級瞬態(tài)測試程序，設(shè)計界面美觀，清楚。當(dāng)輸入被測樣品的編號及設(shè)定的參數(shù)后點擊測試控鍵系統(tǒng)開始工作。起動A/D器32通道CH0和CHI分別采集溫度和電瞬態(tài)信號，并取20次的平均值。再輸入到數(shù)據(jù)采集器33。在溫度掃描的同時，即在屏幕上顯示出被測樣品的瞬態(tài)圖譜，測試數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)文件中，若中途改變設(shè)定條件可點擊暫停鍵，再輸入新的參數(shù)即可繼續(xù)進行測試。
權(quán)利要求
1.一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其特征在于，其中包括光注入裝置；提供激發(fā)光源，并使光的波長可做連續(xù)改變；樣品室裝置；被測樣品放置在樣品室中央的樣品臺上，由光注入系統(tǒng)提供的激發(fā)光束通過光纜及光點微調(diào)裝置照射到樣品上，樣品臺上設(shè)有端口連接到觸發(fā)信號系統(tǒng)，樣品上產(chǎn)生的瞬態(tài)信號經(jīng)放大后傳輸?shù)叫畔⒉杉到y(tǒng)，樣品室下端連接到真空系統(tǒng)；信息采集裝置；通過樣品臺上的輸出端口將樣品上經(jīng)放大的電瞬態(tài)信號收集到計算機系統(tǒng)中，并在顯示屏幕上描畫出被測樣品相應(yīng)的瞬態(tài)譜放大，并將測試數(shù)據(jù)自動保存處理后給出所須的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其特征在于，其中，光注入裝置包括光源；白光光源，對被測樣品提供激發(fā)光源；斬波器；改變白光光源提供的光的波長，并使光束通過放大探頭；放大探頭將已改變波長的光束放大，并通過光纜輸送到位于樣品室上端的帶有光束微調(diào)架的光照窗口上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其特征在于，其中，樣品室裝置包括光束微調(diào)裝置，將由放大探頭傳輸?shù)墓膺M行X.Y.Z.三方向移動，使光束精確照射到樣品所要求的區(qū)域；溫控裝置；控制樣品臺的溫度，使被測樣品的溫度按試驗要求改變；真空系統(tǒng)在測試過程中使樣品室保持真空狀態(tài)；觸發(fā)信號裝置提供樣品測試所要求的電觸發(fā)信號；樣品室放置被測樣品。樣品室上端設(shè)有光照窗口，樣品室下端連接真空系統(tǒng)。樣品臺上設(shè)有連接電觸發(fā)信號和采集，放大光瞬態(tài)信號的端口；瞬態(tài)放大器捕捉樣品上所產(chǎn)生的瞬態(tài)信號并放大，放大后的瞬態(tài)信號輸送到信息采集系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)，其特征在于，其中，信息采集裝置包括顯示器；在屏幕上顯示樣品的瞬態(tài)圖譜；AD變換器通過CHO和CHI通道分別采集溫度和電瞬態(tài)信號；數(shù)據(jù)采集裝置；將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，軟件設(shè)計用VISUAL；BASIC編寫了深能級瞬態(tài)測試程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，特別是一種光瞬態(tài)自動測試系統(tǒng)。包括光注入裝置；光注入裝置；樣品室裝置；信息采集裝置。本發(fā)明可用于半導(dǎo)體材料中光激發(fā)瞬態(tài)信號的自動測試。為此，本系統(tǒng)是檢測半導(dǎo)體材料中雜質(zhì)和缺陷及微結(jié)構(gòu)的最有力手段。
文檔編號G01N21/88GK1786687SQ200410009988
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者蔣波, 盧勵吾, 張硯華 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所