專利名稱：薄膜樣品介電性能測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體測試儀器，具體說是一種用于測量薄膜樣品介電性能的測試
臺o
背景技術(shù)：
鐵電薄膜的C-f頻譜、C-V偏壓、C-T溫譜等介電性能的表征已經(jīng)成為相關(guān)科研單位的普遍性的難題。國內(nèi)目前廣泛采用HP (Agilent)公司的4284A、 4286、 4294系列阻抗分析儀作為鐵電薄膜電性能的測試分析儀器。遺憾的是，該系列儀器沒有為薄膜樣品配置相應(yīng)的夾具。經(jīng)過調(diào)研，國內(nèi)外廠商都有可以與HP (Agilent)系列儀器相配套的自動探針設(shè)備，這些夾具與相應(yīng)測試儀配接后，能自動完成各種半導(dǎo)體電參數(shù)測試及功能測試。然而，這些設(shè)備價格都十分昂貴，且利用其輔助分析儀做介電性能測試時，實際上只需用到兩個功能穩(wěn)定的三維移動和程序升降溫，其它功能完全被閑置。因此，購置這樣的自動探針設(shè)備不是非常經(jīng)濟實惠。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可實現(xiàn)穩(wěn)定三維移動和升降溫的薄膜樣品介電性能測試臺，以克服現(xiàn)有技術(shù)中同類設(shè)備沒有配置相應(yīng)夾具的缺陷，且成本低、操作方便。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案
一種薄膜樣品介電性能測試臺，包括測試臺本體，所述測試臺本體中央設(shè)有樣品臺，還包括探針和控制探針移動的機械臂，所述機械臂設(shè)于測試臺本體上，機械臂與探針一端連接，探針另一端在樣品臺上。
進(jìn)一歩地，所述樣品臺為中央下沉的銅制圓筒；所述樣品臺還包括加熱棒，所述加熱棒均勻環(huán)繞布置于樣品臺的外緣上。
優(yōu)選地，所述樣品臺還與氮氣儲存部件連接。
優(yōu)選地，所述測試臺本體包括通過立柱連接的底座和不銹鐵環(huán)形平臺，所述不銹鐵環(huán)形平臺設(shè)一缺口，所述機械臂與不銹鐵環(huán)形平臺磁性連接。
進(jìn)一步地，所述不銹鐵環(huán)形平臺上還設(shè)有顯微鏡，該顯微鏡的物鏡正對于樣品臺的上方。優(yōu)選地，所述不銹鐵環(huán)形平臺下分別設(shè)有連接分析儀和溫控儀的輸出端口。優(yōu)選地，所述樣品臺上還設(shè)有將溫度信號反饋回溫控儀的熱電偶。
本實用新型有以下有益效果通過采用機械臂和探針的組合設(shè)置，可以借助機械臂調(diào)整探針上下、左右、前后移動，從而能連接待測薄膜樣品并進(jìn)行測試。由于采用設(shè)有缺口的不銹鐵環(huán)形平臺與機械臂磁性連接，可快捷、準(zhǔn)確地對機械臂進(jìn)行定位。加熱棒環(huán)繞于樣品臺周圍的設(shè)置，能對樣品臺集中加熱，實現(xiàn)高溫下介電性能測試。另外，測試臺與顯微鏡的組合，可以測量微小電極尺寸樣品。整臺設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單實用，操作方便且成本低。


圖1為本實用新型的主視圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為樣品臺的俯視圖。圖4為圖3沿A-A面的剖視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型涉及的薄膜樣品介電性能測試臺由底座1、立柱2、環(huán)形平臺5、樣品臺3、和夾具組成。底座1的中央設(shè)樣品臺3，樣品臺3為一銅制的圓筒，其中間有一下沉的空腔，用于承載待測薄膜。其周圍相對凸出的外緣設(shè)有長孔，見圖3、 4，用于插入加熱棒對中間的待測薄膜加熱，加熱棒由溫控儀控制，樣品臺3上還設(shè)有用于插入熱電偶的孔，熱電偶可以將樣品溫度反饋到溫控儀，因此本實用新型可實現(xiàn)高溫下的薄膜測試。當(dāng)然，加熱棒的數(shù)量越多，其能達(dá)到的測試溫度也就越高。優(yōu)選地，樣品臺3還與氮氣儲存部件9連接，用于通氮氣給樣品臺3降溫。本實施例中的加熱棒有八根。底座1上設(shè)有多根立柱2，以支撐放置夾具的平臺。優(yōu)選地，本實用新型采用不銹鐵環(huán)形平臺5,該平臺設(shè)有一處缺口，其環(huán)心處空出的位置正好留給了樣品臺3。由于環(huán)形平臺5是不銹鋼材質(zhì)，夾具通過磁鐵被吸附在環(huán)形平臺5上，既有利定位，又方便移動。所述夾具包括機械臂6和探針7兩部分，'機械臂6連接探針7—端，探針7另一端即探針頭在樣品臺3里，機械臂6上設(shè)有三座標(biāo)調(diào)節(jié)螺母61，可控制探針7朝前后、左右、上下方向移動。環(huán)形平臺5上還設(shè)有顯微鏡8，顯微鏡8的物鏡在樣品臺3的上方，盡量靠近樣品臺3的中心，也就是待測薄膜。這樣，可借助顯微鏡8測量尺寸極小的樣品。環(huán)形平臺5下分別設(shè)有連接分析儀的輸出端口 4，從探針7及加熱棒引出的線路可以通過此端口 4與外界儀器連接，探針7將測得的信號傳遞至分析儀中，而溫控儀可主動控制測試狀態(tài)下的環(huán)境溫度。
整套測試臺的使用過程如下待測薄膜放在樣品臺3上，移動機械臂6，找到合適的測試
位置，磁鐵吸附固定。然后，通過機械臂6控制探針7搭在樣品的正負(fù)兩處電極上。將分析儀(如HP4284A)與相應(yīng)的輸出端口4連接。同樣地，八根電熱棒通過輸出端口 4連接溫控儀。啟動電源，分析儀、探針7與薄膜樣品形成回路，從分析儀上就能讀出相關(guān)測試數(shù)據(jù)。如需測量高溫下的薄膜樣品的介電性能，可打開溫控儀對電熱棒進(jìn)行加熱，按需要升溫到一定程度，樣品臺3上的熱電偶可實時將樣品溫度傳回溫控儀，有利于溫控儀更好地控制，如需降溫，只需打開氮氣儲存部件9通氮氣即可。如測量尺寸極小的薄膜樣品，可打開顯微鏡8，借助顯微鏡8來操縱探針7并完成測試。
權(quán)利要求1. 一種薄膜樣品介電性能測試臺，包括測試臺本體，所述測試臺本體中央設(shè)有樣品臺，其特征在于還包括探針和控制探針移動的機械臂，所述機械臂設(shè)于測試臺本體上，機械臂與探針一端連接，探針另一端在樣品臺上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述樣品臺為中央下沉的 銅制圓筒；所述樣品臺還包括加熱棒，所述加熱棒均勻環(huán)繞布置于樣品臺的外緣上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述樣品臺還與氮氣儲存 部件連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述測試臺本體包括通過 立柱連接的底座和不銹鐵環(huán)形平臺，所述不銹鐵環(huán)形平臺設(shè)一缺口，所述機械臂與不銹鐵 環(huán)形平臺磁性連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述不銹鐵環(huán)形平臺上還 設(shè)有顯微鏡，該顯微鏡的物鏡正對于樣品臺的上方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述不銹鐵環(huán)形平臺下分 別設(shè)有連接分析儀和溫控儀的輸出端口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜樣品介電性能測試臺，其特征在于所述樣品臺上還設(shè)有將溫 度信號反饋回溫控儀的熱電偶。專利摘要本實用新型公開了一種薄膜樣品介電性能測試臺。包括測試臺本體，所述測試臺本體中央設(shè)有樣品臺，還包括探針和控制探針移動的機械臂，所述機械臂設(shè)于測試臺本體上，機械臂與探針一端連接，探針另一端在樣品臺上。本實用新型有三個功能機械臂可控制探針實現(xiàn)三維移動操作；加熱棒的運用能在高溫下對薄膜樣品進(jìn)行測試；與顯微鏡的組合能對尺寸極小的樣品測試。
文檔編號G01R31/00GK201285416SQ20082015337
公開日2009年8月5日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者宋三年, 翟繼衛(wèi), 丹 胡 申請人:同濟大學(xué)