技术特征：
1.一种低温固体介电常数测量方法，采用原位电容测试与低温形变仿真相结合的方式测试固体介电常数，其特征在于，包括以下步骤：提供平板电容器，所述平板电容器包括依次叠置的第一极板、固体介质层及第二极板；提供测试装置，所述测试装置包括测试腔，将所述平板电容器置于所述测试腔内，并降温至测试温度；提供电容测量仪，所述电容测量仪分别与所述第一极板及第二极板电连接，以测量所述平板电容器在所述测试温度下的电容值；对所述平板电容器进行热应力仿真，通过实体建模，仿真所述平板电容器在降温过程中由温度变化所引起的形变量；结合所述电容值及形变量，进行数据处理，获得所述固体介质层在所述测试温度下的介电常数。2.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述测试温度为77k以下。3.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述测试装置进行降温的方式包括液氦降温或压缩机降温。4.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述测试装置包括低温探针台。5.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：对所述平板电容器进行所述电容值的测量方法包括开尔文四探针法；所述电容测量仪包括适用于半导体器件测量的精密电容测量仪。6.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述平板电容器包括依次叠置的第一金属极板、固体介质层及第二金属极板。7.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述平板电容器还包括与所述第一极板电连接的第一金属连接层及第一金属接触垫，以及与所述第二极板电连接的第二金属连接层及第二金属接触垫。8.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述测试腔内放置有2个以上不同的所述平板电容器。9.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于：所述平板电容器通过微电子工艺在基板上原位制备。10.根据权利要求1所述的低温固体介电常数测量方法，其特征在于，当所述平板电容器为极板边长a的正方形平板电容器，以及在原位电容测试获得测试温度下的电容值为c、经过热应力仿真获得温差变化造成的极板边长形变为δa、固体介质层厚度形变为δh时，在数据处理中加入这些形变量修正低温固体介电常数计算公式为：ε＝c(h+δh)/(a+δa)2。
技术总结
本发明提供一种低温固体介电常数测量方法，通过测试装置对具有待测固体介质的平板电容器进行降温，通过电容测量仪测量电容值，以及通过热应力仿真获得形变量，从而结合电容值及形变量，进行数据处理，可获得固体介质层在测试温度下的介电常数。本发明通过原位电容测量与低温形变仿真相结合的方式，可精确测试固体介质层在低温环境下的介电常数，测试方法简便，在低温环境下可行；采用开尔文四探针法测量电容值减小测试误差；通过热应力分析软件进行实体建模仿真分析，可使低温固体介电常数的计算更加准确；通过设计多组不同尺寸规格的平板电容器可得到多组电容值，经过数据处理，可进一步的减小测量误差。进一步的减小测量误差。进一步的减小测量误差。
技术研发人员：徐高卫 周全 任洁 谢晓明
受保护的技术使用者：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2021/9/17