【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置及其测试方法。
技术介绍
1、射频声学滤波器作为移动通讯射频前端不可或缺的部分，近年来随着通讯技术对其工作频率、带宽、bode-q值、有效机电耦合系数、体积、温度稳定性和功率等性能要求的不断提高，相应器件的制备逐渐要求其叉指等金属电极的支撑衬底向高声速压电异质集成衬底(poi)的方向发展。
2、poi衬底本质上是一种声学波导结构，其中压电单晶薄膜材料常选用低声阻的单晶ln或lt晶体，薄膜的支撑衬底可以是高声阻的单一材料(如si、sic、金刚石等衬底)，可以是复合结构(如si片加布拉格反射栅的复合衬底)。poi一般的制备工序：在黑化的lt或ln晶圆表层注入一定束流和能量的h+/he+；注入片经过清洗后和si等衬底直接键合；键合片再经过退火加固、减薄、退火剥离、纳米级cmp抛光等步骤制得单晶薄膜膜厚为数百纳米的poi衬底。所以声学模式一般在poi衬底的单晶表层激发并传输，既表面波模式。为了有效激发声速更高的、机电耦合系数更大的声学模式并抑制其向衬底泄露，我们一般控制压电材料的种类、切型、厚度、目标模式波长等条件来获得更高的声速性能；而机电耦合性能与modified butterworth-van dyke等效电路模型中的动态电容、静态电容息息相关，电容和材料的介电常数正相关，介电常数是表示材料绝缘能力的一个系数，其和材料的电阻正相关。对于射频声学谐振过程，谐振器电极和薄膜衬底之间会因为极性衬底材料晶格中的正负电荷中心谐振偏移而出现感应电信号，该过程中材料
3、除外，在制作2ghz以上的高频saw滤波器时，需要在lt/ln衬底晶片上通过薄膜沉积、匀胶、热固(前烘)、曝光、显影、后烘、腐蚀(刻蚀)等典型半导体工艺来制备间距小的(300～400nm)、厚度薄(～200nm)的梳状叉指金属cual电极。而一般的pecvd、热蒸发、磁控溅射等镀膜工艺和光刻胶加热固化过程以及其他的制作工序所带来的衬底温度的变化会因为衬底较高的热释电系数和电阻率而导致衬底表面产生大量的电荷积累，无法被快速的释放导走，这容易造成saw器件梳状电极之间的打火，导致器件的优良率降低，严重的会造成衬底晶片开裂、破损。自发极化晶体的热释电性质无法简单的、单一的被改变，或者说高性能器件需要的衬底的压电性能往往伴随着衬底的热释电性能，所以在制备lt/ln衬底时，需要通过黑化等方式来降低衬底的电阻率，进而减缓电荷积累的速率，改善器件制备的良率，这个过程中，对晶圆衬底电阻率的准确测量就具有了重要的意义。
4、简单的、常规的测试晶圆电阻率的方法是通过数字式四探针电阻率测试仪进行测试。该方法受限于点电流源测试原理，实际测试过程中必须满足样品的厚度、边缘与探针之间的最近距离大于数倍探针的间距，这样才能保证测试结果的准确度。常规的探针间距约为1mm，poi衬底整体厚度在0.25-1mm，lt/ln压电单晶薄膜的厚度在数百纳米级别，显然不满足上述条件，且该方法测得的是材料的表面电阻。因为加工工艺设备性能的限制，压电单晶薄膜膜厚的面内均匀性有数十纳米的误差，故在测试poi材料的体电阻时，不能使用点电流源。根据相关标准，应使用喷镀的金属电极、导电橡皮、液体电极等和样品测试面充分接触的面电流源，然后采用合适的保护电路、测试方法以测得样品在一定体积内的平均电阻，或一定面积内的平均表面电阻，进而降低测试误差。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够使液体电极充分与待测试样两底面接触，提高测试准确性的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，包括相对设置的夹板，夹板为绝缘材质，两块夹板能够通过连接件固定连接在一起，两块夹板上穿设有相对设置的电极穿孔，夹板的内侧面且位于电极穿孔的外围绕电极穿孔环设有试样密封圈，夹板通过试样密封圈能够对待测试样进行密封夹持，其中一块夹板的外侧设置电极液容器i和电极液容器ⅱ，电极液容器ⅱ为环状结构，电极液容器i位于电极液容器ⅱ的内侧，电极液容器i和电极液容器ⅱ相隔设置，另一块夹板的外侧设置有电极液容器ⅲ，电极液容器i、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ均为导电材质，电极液容器i、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ的内侧分别凹设有电极液容纳孔，位于电极液容器ⅱ上的电极液容纳孔为绕电极液容器i设置的环形孔，位于电极液容器ⅲ上的电极液容纳孔的孔底凸起形成有一圈凸环，凸环上穿设有多个用于连通凸环内外的通孔，电极液容器i的内侧穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅱ位于其上电极液孔内侧的部分穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅱ位于其上电极液孔外侧的部分密封抵接在其所在侧的夹板上，凸环穿过于其所在测的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅲ的内侧密封抵接在其所在侧的夹板上，电极液容器i、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ的外侧面上分别固定连接有导体棒和注液管，导体棒为导电材质，注液管与其对应的电极液容纳孔连通，注液管的外端部设置有用于对其进行密封的密封装置，夹板上设置有用于使电极液容器i、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ固定连接在对应的夹板上的固定装置。
4、作为优化，所述夹板的内侧面上相对凹设有试样安装槽，所述电极穿孔位于试样安装槽内，两块所述夹板的内侧面能够贴合固定在一起，当两块所述夹板的内侧面贴合固定在一起时，两个试样安装槽能够形成用于放置待测试样的试样安装腔，试样安装槽的槽底且位于所述电极穿孔的外围绕所述电极穿孔环设有密封圈安装槽，所述试样密封圈嵌设在密封圈安装槽内。
5、作为优化，所述固定装置包括位于所述夹板外侧的底座，底座为绝缘材质，底座与其对应的夹板之间能够通过连接件固定连接在一起，使得底座的内侧面贴合在所述夹板的外侧面上，所述夹板的外侧面上凹设有密封垫安装槽，所述电极穿孔位于密封垫安装槽的槽底上，密封垫安装槽的槽底上且位于所述电极穿孔的外围铺设有密封垫，底座的内侧面上凹设有电极安装孔，所述电极液容器i、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ分别置于在其对应侧的电极安装孔孔底上，所述电极液容器ⅱ位于其上所述电极液孔外侧的部分抵接在其所在侧的密封垫上，所述电极液容器ⅲ的内侧抵接在其所在侧的密封垫上，所述导体棒和注液管分别穿过于其所在侧的底座。
6、作为优化，所述夹板的外侧面上和其对应的所述底座的内侧面上分别设置有相互定位配合定位凸台和定位凹槽。
7、作为优化，所述电极液容器i与所述电极液容器ⅱ之间绕所述电极液容器i环设有隔层，隔层为绝缘材质，隔层的一端抵接在电极安装孔的孔底上，另一端与所述电极液容器i以及所述电极液容器ⅱ位于其上所述电极液孔内侧的部分通过密封环与待测试样进行密封。
8、作为优化，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：包括相对设置的夹板，夹板为绝缘材质，两块夹板能够通过连接件固定连接在一起，两块夹板上穿设有相对设置的电极穿孔，夹板的内侧面且位于电极穿孔的外围绕电极穿孔环设有试样密封圈，夹板通过试样密封圈能够对待测试样进行密封夹持，其中一块夹板的外侧设置电极液容器Ⅰ和电极液容器Ⅱ，电极液容器Ⅱ为环状结构，电极液容器Ⅰ位于电极液容器Ⅱ的内侧，电极液容器Ⅰ和电极液容器Ⅱ相隔设置，另一块夹板的外侧设置有电极液容器Ⅲ，电极液容器Ⅰ、电极液容器Ⅱ和电极液容器Ⅲ均为导电材质，电极液容器Ⅰ、电极液容器Ⅱ和电极液容器Ⅲ的内侧分别凹设有电极液容纳孔，位于电极液容器Ⅱ上的电极液容纳孔为绕电极液容器Ⅰ设置的环形孔，位于电极液容器Ⅲ上的电极液容纳孔的孔底凸起形成有一圈凸环，凸环上穿设有多个用于连通凸环内外的通孔，电极液容器Ⅰ的内侧穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器Ⅱ位于其上电极液孔内侧的部分穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器Ⅱ位于其上电极液孔外侧的部分密封抵接在其所在侧的夹板上，凸环穿过于其所在测的电极穿孔以
2.根据权利要求1所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述夹板的内侧面上相对凹设有试样安装槽，所述电极穿孔位于试样安装槽内，两块所述夹板的内侧面能够贴合固定在一起，当两块所述夹板的内侧面贴合固定在一起时，两个试样安装槽能够形成用于放置待测试样的试样安装腔，试样安装槽的槽底且位于所述电极穿孔的外围绕所述电极穿孔环设有密封圈安装槽，所述试样密封圈嵌设在密封圈安装槽内。
3.根据权利要求1所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述固定装置包括位于所述夹板外侧的底座，底座为绝缘材质，底座与其对应的夹板之间能够通过连接件固定连接在一起，使得底座的内侧面贴合在所述夹板的外侧面上，所述夹板的外侧面上凹设有密封垫安装槽，所述电极穿孔位于密封垫安装槽的槽底上，密封垫安装槽的槽底上且位于所述电极穿孔的外围铺设有密封垫，底座的内侧面上凹设有电极安装孔，所述电极液容器Ⅰ、电极液容器Ⅱ和电极液容器Ⅲ分别置于在其对应侧的电极安装孔孔底上，所述电极液容器Ⅱ位于其上所述电极液孔外侧的部分抵接在其所在侧的密封垫上，所述电极液容器Ⅲ的内侧抵接在其所在侧的密封垫上，所述导体棒和注液管分别穿过于其所在侧的底座。
4.根据权利要求3所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述夹板的外侧面上和其对应的所述底座的内侧面上分别设置有相互定位配合定位凸台和定位凹槽。
5.根据权利要求3所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述电极液容器Ⅰ与所述电极液容器Ⅱ之间绕所述电极液容器Ⅰ环设有隔层，隔层为绝缘材质，隔层的一端抵接在电极安装孔的孔底上，另一端与所述电极液容器Ⅰ以及所述电极液容器Ⅱ位于其上所述电极液孔内侧的部分通过密封环与待测试样进行密封。
6.根据权利要求3所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述底座的外侧面上分别对应所述导体棒和所述注液管的位置凸起形成有套管，所述导体棒和所述注液管穿过于对应的套管，所述密封装置包括旋拧帽，旋拧帽上设置有螺纹孔，旋拧帽通过螺纹孔螺纹连接在对应的套管上，所述注液管伸入于螺纹孔内，所述注液管与螺纹孔的孔底之间设置有呈锥形形状的密封塞，密封塞的小直径端伸入于所述注液管的管口中，旋拧帽通过螺纹孔的孔底抵接在密封塞的大直径端上以能够使密封塞对所述注液管的管口进行密封。
7.一种晶圆形固体衬底的电阻率测试方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任意一项所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，将待测试样夹持在两块夹板之间，然后通过注液管分别向电极液容器Ⅰ、电极液容器Ⅱ和电极液容器Ⅲ上的电极液容纳孔内注满电极液，再用密封装置对电极液容纳孔进行密封，将三根导体棒分别接入到测试电路中，根据测试电路中得到的相应参数计算得到电阻率大小。
8.根据权利要求7所述的晶圆形固体衬底的电阻率测试方法，其特征在于：所述电极液为氯化锂和异丙醇按1:（110～120）的比例配制的溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：包括相对设置的夹板，夹板为绝缘材质，两块夹板能够通过连接件固定连接在一起，两块夹板上穿设有相对设置的电极穿孔，夹板的内侧面且位于电极穿孔的外围绕电极穿孔环设有试样密封圈，夹板通过试样密封圈能够对待测试样进行密封夹持，其中一块夹板的外侧设置电极液容器ⅰ和电极液容器ⅱ，电极液容器ⅱ为环状结构，电极液容器ⅰ位于电极液容器ⅱ的内侧，电极液容器ⅰ和电极液容器ⅱ相隔设置，另一块夹板的外侧设置有电极液容器ⅲ，电极液容器ⅰ、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ均为导电材质，电极液容器ⅰ、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ的内侧分别凹设有电极液容纳孔，位于电极液容器ⅱ上的电极液容纳孔为绕电极液容器ⅰ设置的环形孔，位于电极液容器ⅲ上的电极液容纳孔的孔底凸起形成有一圈凸环，凸环上穿设有多个用于连通凸环内外的通孔，电极液容器ⅰ的内侧穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅱ位于其上电极液孔内侧的部分穿过于其所在侧的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅱ位于其上电极液孔外侧的部分密封抵接在其所在侧的夹板上，凸环穿过于其所在测的电极穿孔以能够密封抵接在待测试样上，电极液容器ⅲ的内侧密封抵接在其所在侧的夹板上，电极液容器ⅰ、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ的外侧面上分别固定连接有导体棒和注液管，导体棒为导电材质，注液管与其对应的电极液容纳孔连通，注液管的外端部设置有用于对其进行密封的密封装置，夹板上设置有用于使电极液容器ⅰ、电极液容器ⅱ和电极液容器ⅲ固定连接在对应的夹板上的固定装置。
2.根据权利要求1所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述夹板的内侧面上相对凹设有试样安装槽，所述电极穿孔位于试样安装槽内，两块所述夹板的内侧面能够贴合固定在一起，当两块所述夹板的内侧面贴合固定在一起时，两个试样安装槽能够形成用于放置待测试样的试样安装腔，试样安装槽的槽底且位于所述电极穿孔的外围绕所述电极穿孔环设有密封圈安装槽，所述试样密封圈嵌设在密封圈安装槽内。
3.根据权利要求1所述的用于测试晶圆形固体衬底电阻率的装置，其特征在于：所述固定装置包括位于所述夹板外侧的底座，底座为绝缘材质，底座与其对应的夹板之间能够通过连接件固定连接在一起，使得底座的内...
【专利技术属性】
技术研发人员：程星，丁雨憧，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。