硅晶片電阻率測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅晶片電阻率測量裝置及方法，所述測量裝置包括：支架，信號處理器，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，還包括調(diào)整第一探頭與第二探頭間相互距離的驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(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處理器連接，本發(fā)明極大地提高了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，而且極大地提高了電阻率測量的準(zhǔn)確度。
【專利說明】硅晶片電阻率測量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅晶片電阻率測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 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 晶片電阻率進行測量?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用接觸式的測量方法比如四點法。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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] (一）要解決的技術(shù)問題
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(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。
[0005] (二）技術(shù)方案
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明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)動機構(gòu)，用 于調(diào)整第一探頭與第二探頭間相互距離，所述驅(qū)動機構(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處理器連接。
[0007] 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。
[0008] 其中，所述第一探頭與所述第二探頭共軸線。
[0009] 其中，所述信號處理器具有顯示薄層電阻或電阻率的功率，當(dāng)使硅晶片插入時應(yīng) 具有電導(dǎo)清零的功能。
[0010] 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)動機構(gòu)精確控制到微米量級。
[0011] 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。
[0012] 進一步地，提供了所述測量裝置的一種電阻率測量方法，所述測量方法包括：
[0013] 將硅晶片試樣平插入所述第一探頭和第二探頭之間的間隙內(nèi)，與振蕩器回路相連 接的兩個渦流探頭之間的交變磁場在硅晶片上感應(yīng)產(chǎn)生渦流；
[0014] 調(diào)整所述第一探頭與所述硅晶片的距離；
[0015] 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。
[0016] 進一步地，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 個探頭與樣品變化距離后的提離渦流電流信號。這兩個信號與原來的無樣品的信號三者組 成一個無量綱的數(shù)值，這個數(shù)值是渦流探頭相應(yīng)的三個阻抗理論值的函數(shù)。
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 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)動機構(gòu)，用于調(diào)整第一探頭與第二探頭間相 互距離，所述驅(qū)動機構(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 所述信號處理器連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，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。
3. 如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述第一探頭與所述第二探頭共軸線。
4. 如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述信號處理器具有顯示薄層電阻或 電阻率的功率，當(dāng)使硅晶片插入時應(yīng)具有電導(dǎo)清零的功能。
5. 如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于：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)動機構(gòu)精確控制到微米量級。
6. 如權(quán)利1所要求的測量裝置，其特征在于：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。
7. 基于權(quán)利要求1所述的測量裝置的一種電阻率測量方法，其特征在于，所述測量方 法包括： 將硅晶片試樣平插入所述第一探頭和第二探頭之間的間隙內(nèi)，與振蕩器回路相連接的 兩個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)整所述第一探頭與所述硅晶片的距離； 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。
8. 如權(quán)利要求7所述的電阻率測量方法，其特征在于，在測量的過程中除了按普通程 序測量樣品的電阻率外，還多測量了一個探頭與樣品變化距離后的提離渦流電流信號。這 兩個信號與原來的無樣品的信號三者組成一個無量綱的數(shù)值，這個數(shù)值是渦流探頭相應(yīng)的 三個阻抗理論值的函數(shù)。
式中s表示信號，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。
9. 如權(quán)利要求7所述測量方法，其特征在于，還包括一種渦流電流信號降噪方法，所述 降噪方法包括： Si :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。
S2:只取虛數(shù)部分之后，選取和提離信號垂直的信號，每次測量一個樣品的渦流電流信 號以及相應(yīng)的提離信號，算出相應(yīng)的渦流電流探頭阻抗理論值。 S3 :公式（2)可以講一步做等效變換：
式中就是常規(guī)的渦流電流電阻率儀器測試的信號。 公式（3)是測量頻率、硅晶片厚度以及電阻率的函數(shù)，通過高頻振蕩器的變頻測量，測 量出一系列不同頻率下的電阻率； S4 :利用統(tǒng)計處理方法對所測電阻率進行統(tǒng)計求平均。
【文檔編號】G01R27/02GK104280616SQ201310291891
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】沈宇平 申請人:蘇州博昇科技有限公司