变温平台及DLTS测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种变温平台及DLTS测试系统，变温平台包括：水冷腔室、加热机构和至少两个探针臂；水冷腔室上设置至少一个放气口、至少一个抽气口、至少两个进水口以及至少两个出水口；加热机构包括加热板、热电阻和第一固定结构，第一固定结构将加热板固定在与水冷腔室的底面平行的平面上，第一固定结构将热电阻设置在加热板的下表面；探针臂包括第二固定结构和探针，第二固定结构的一端和水冷腔室的底面固定连接，第二固定结构的另一端和探针固定连接，使得探针垂直于加热板所在的平面，每个探针的导线的长度相等。缓解不能满足具有高温特性的半导体材料的测试需求的问题，达到满足具有高温特性的半导体材料的测试需求的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
变温平台及DLTS测试系统
本专利技术涉及材料测试
，尤其是涉及一种变温平台及DLTS测试系统。
技术介绍
深能级瞬态谱(DeepLevelTransientSpectroscopy，DLTS)是半导体领域研究和检测半导体杂质、缺陷深能级和界面态等的重要技术手段。根据半导体P-N结、金-半接触结构肖特基结的瞬态电容技术和深能级瞬态谱的发射率窗技术测量出的深能级瞬态谱，是一种具有很高检测灵敏度的实验方法，能检测半导体中微量杂质、缺陷的深能级及界面态。通过对测试样品的温度扫描，可以给出表征半导体禁带范围内的杂质、缺陷深能级及界面态随温度分布的深能级瞬态谱。深能级瞬态谱技术手段还可以用于光伏太阳能电池领域，可以用于分析少子寿命和转化效率衰减的关键性杂质元素和杂质元素的晶格占位，确定是何种掺杂元素和何种元素占位影响少子寿命。在实际应用中，现有的DLTS测试系统中的变温平台是高低温混合使用的，为了同时满足半导体材料的低温测试需求和高温测试需求，现有变温平台的加热板和测试样品之间设置有隔层，所以，现有变温平台只能在300摄氏度～400摄氏度的高温范围内长期稳定使用，但是，对于某些具有高温特性的半导体材料，例如碳化硅，其深能级瞬态谱的特征温度区域处在室温到600摄氏度之间，因此，会导致不能满足具有高温特性的半导体材料的测试需求的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种变温平台及DLTS测试系统，以缓解现有技术中存在的不能满足具有高温特性的半导体材料的测试需求的技术问题。(二)技术方案第一方面，本专利技术实施例提供了一种变温平台，包括：水冷腔室、加热机构和至少两个探针臂，所述加热机构和至少两个所述探针臂均设置在所述水冷腔室的内部；所述水冷腔室上设置有至少一个放气口11、至少一个抽气口12、至少两个进水口以及至少两个出水口；所述加热机构包括加热板18、热电阻20和第一固定结构，所述第一固定结构将所述加热板18固定在与所述水冷腔室的底面平行的平面上，所述加热板18与所述水冷腔室的底面之间具有间隔，所述第一固定结构将所述热电阻20设置在所述加热板18的下表面，所述加热板18的电源线19和所述热电阻20的信号线21均穿过所述水冷腔室；所述探针臂包括第二固定结构和探针24，所述第二固定结构的一端和所述水冷腔室的底面固定连接，所述第二固定结构的另一端和所述探针24固定连接，使得所述探针24垂直于所述加热板18所在的平面，所述探针24的导线13穿过所述水冷腔室，其中，每个所述探针臂的所述探针24的所述导线13的长度相等。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第二固定结构包括：探针支架14、探针支架托臂16、探针支架调节螺母15、探针支架调节内螺纹杆22和探针卡具23；所述探针支架托臂16垂直于所述水冷腔室的底面，所述探针支架托臂16的底端和所述水冷腔室的底面固定连接；所述探针支架调节内螺纹杆22垂直于所述水冷腔室的底面，所述探针支架调节内螺纹杆22的底端和所述水冷腔室的底面固定连接；所述探针支架14的一端设置有一个圆孔，所述圆孔套住所述探针卡具23，所述探针卡具23套住所述探针24，所述探针支架14的另一端设置在所述探针支架托臂16的顶端，所述探针支架14的中间位置设置有方孔，所述探针支架调节螺母15通过所述方孔与位于所述方孔下方的所述探针支架调节内螺纹杆22的内部螺纹连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一固定结构包括：加热板固定架17、第一弹性支架25、第二弹性支架26和第三弹性支架27；所述加热板固定架17垂直于所述水冷腔室的底面，所述加热板固定架17的底端和所述水冷腔室的底面固定连接，所述加热板固定架17的顶端固定所述加热板18的与所述电源线19连接的一端；所述第一弹性支架25和所述第二弹性支架26用来支撑所述加热板18的远离所述电源线19的一端，使得所述加热板18平行于所述水冷腔室的底面；所述第三弹性支架27将所述热电阻20支撑在所述加热板18的下表面。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一弹性支架25、所述第二弹性支架26和所述第三弹性支架27均为锥形的弹性支架，所述探针24为弹簧探针。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述水冷腔室包括：腔体4和腔体盖5；所述腔体盖5上设置有第一进水口3和第一出水口1；所述腔体4的侧壁上设置有第二进水口7、第二出水口8、所述放气口11和所述抽气口12。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：航空插头9；所述航空插头9设置在所述腔体4的侧壁上，所述加热板18的所述电源线19和所述热电阻20的所述信号线21均与所述航空插头9的位于所述腔体4内部的接口连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：至少两个BNC接头10；每个所述BNC接头10分别设置在所述腔体4的侧壁上，每个所述BNC接头10与所述腔体4底面之间的距离相等，所述腔体4为圆柱形腔体，所述BNC接头10所在的平面与所述腔体4侧壁相交，形成一圆弧，各BNC接头10均匀分布在所述圆弧上；每个所述探针臂的所述探针24的所述导线13分别与一个所述BNC接头10的位于所述腔体4内部的接口连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述腔体盖5上设置有法兰盘，所述法兰盘上安装有玻璃。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种DLTS测试系统，包括：信号发生器、计算机、电容计、真空泵、温控仪、恒温冷水机和第一方面任一项所述的变温平台；所述真空泵和所述变温平台连接，用于从所述变温平台的内部抽气，使得所述变温平台的内部处于真空状态；所述恒温冷水机和所述变温平台连接，用于对所述变温平台进行降温；所述温控仪分别与所述计算机和所述变温平台内部的加热板18连接，用于接收所述计算机发送的预设温度值，按照所述预设温度值控制所述加热板18的温度，以及将获取到的所述加热板18的测试温度值发送给所述计算机；所述计算机分别与所述信号发生器和所述电容计连接，用于发送所述预设温度值给所述温控仪，接收所述温控仪发送的所述测试温度值，若所述测试温度值满足预设条件，则发送开始测量指令给所述信号发生器，以及接收所述电容计发送的电容值；所述信号发生器和所述电容计连接，用于接收所述计算机发送的所述开始测量指令，若接收到所述开始测量指令，则发送电压脉冲信号给所述电容计；所述电容计和所述变温平台连接，用于将接收到的所述电压脉冲信号发送给所述变温平台，将测量到的位于所述变温平台内部的测试样品产生的所述电容值发送给所述计算机。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述变温平台包括抽气口12、第一进水口3、第二进水口7、第一出水口1、第二出水口8、航空插头9和至少两个BNC接头10；所述抽气口12与所述真空泵连接；所述第一进水口3和所述第二进水口7均与所述恒温冷水机的出水口连接，所述第一出水口1和所述第二出水口8均与所述恒温冷水机的进水口连接；所述航空插头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变温平台，其特征在于，包括：水冷腔室、加热机构和至少两个探针臂，所述加热机构和至少两个所述探针臂均设置在所述水冷腔室的内部；所述水冷腔室上设置有至少一个放气口(11)、至少一个抽气口(12)、至少两个进水口以及至少两个出水口；所述加热机构包括加热板(18)、热电阻(20)和第一固定结构，所述第一固定结构将所述加热板(18)固定在与所述水冷腔室的底面平行的平面上，所述加热板(18)与所述水冷腔室的底面之间具有间隔，所述第一固定结构将所述热电阻(20)设置在所述加热板(18)的下表面，所述加热板(18)的电源线(19)和所述热电阻(20)的信号线(21)均穿过所述水冷腔室；所述探针臂包括第二固定结构和探针(24)，所述第二固定结构的一端和所述水冷腔室的底面固定连接，所述第二同定结构的另一端和所述探针(24)固定连接，使得所述探针(24)垂直于所述加热板(18)所在的平面，所述探针(24)的导线(13)穿过所述水冷腔室，其中，每个所述探针臂的所述探针(24)的所述导线(13)的长度相等。

【技术特征摘要】
1.一种变温平台，其特征在于，包括：水冷腔室、加热机构和至少两个探针臂，所述加热机构和至少两个所述探针臂均设置在所述水冷腔室的内部；所述水冷腔室上设置有至少一个放气口(11)、至少一个抽气口(12)、至少两个进水口以及至少两个出水口；所述加热机构包括加热板(18)、热电阻(20)和第一固定结构，所述第一固定结构将所述加热板(18)固定在与所述水冷腔室的底面平行的平面上，所述加热板(18)与所述水冷腔室的底面之间具有间隔，所述第一固定结构将所述热电阻(20)设置在所述加热板(18)的下表面，所述加热板(18)的电源线(19)和所述热电阻(20)的信号线(21)均穿过所述水冷腔室；所述探针臂包括第二固定结构和探针(24)，所述第二固定结构的一端和所述水冷腔室的底面固定连接，所述第二同定结构的另一端和所述探针(24)固定连接，使得所述探针(24)垂直于所述加热板(18)所在的平面，所述探针(24)的导线(13)穿过所述水冷腔室，其中，每个所述探针臂的所述探针(24)的所述导线(13)的长度相等。2.根据权利要求1所述的变温平台，其特征在于，所述第二固定结构包括：探针支架(14)、探针支架托臂(16)、探针支架调节螺母(15)、探针支架调节内螺纹杆(22)和探针卡具(23)；所述探针支架托臂(16)垂直于所述水冷腔室的底面，所述探针支架托臂(16)的底端和所述水冷腔室的底面固定连接；所述探针支架调节内螺纹杆(22)垂直于所述水冷腔室的底面，所述探针支架调节内螺纹杆(22)的底端和所述水冷腔室的底面固定连接；所述探针支架(14)的一端设置有一个圆孔，所述圆孔套住所述探针卡具(23)，所述探针卡具(23)套住所述探针(24)，所述探针支架(14)的另一端设置在所述探针支架托臂(16)的顶端，所述探针支架(14)的中间位置设置有方孔，所述探针支架调节螺母(15)通过所述方孔与位于所述方孔下方的所述探针支架调节内螺纹杆(22)的内部螺纹连接。3.根据权利要求2所述的变温平台，其特征在于，所述第一固定结构包括：加热板固定架(17)、第一弹性支架(25)、第二弹性支架(26)和第三弹性支架(27)；所述加热板固定架(17)垂直于所述水冷腔室的底面，所述加热板固定架(17)的底端和所述水冷腔室的底面固定连接，所述加热板固定架(17)的顶端固定所述加热板(18)的与所述电源线(19)连接的一端；所述第一弹性支架(25)和所述第二弹性支架(26)用来支撑所述加热板(18)的远离所述电源线(19)的一端，使得所述加热板(18)平行于所述水冷腔室的底面；所述第三弹性支架(27)将所述热电阻(20)支撑在所述加热板(18)的下表面。4.根据权利要求3所述的变温平台，其特征在于，所述第一弹性支架(25)、所述第二弹性支架(26)和所述第三弹性支架(27)均为锥形的弹性支架，所述探针(24)为弹簧探针。5.根据权利要求4所述的变温平台，其特征在于，所述水冷腔室包括：腔体(4)和腔体盖(5)；所述腔体盖(5)上设置有第一进水口(3)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵万顺，闫果果，刘兴昉，张峰，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11