一种基于飞行时间法的材料载流子迁移率测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体材料载流子迁移率测试装置领域，尤其涉及一种基于飞行时间法的材料载流子迁移率测试装置。


背景技术：

2.载流子迁移率是反映半导体材料导电性能的重要参数，同样的掺杂浓度，载流子的迁移率越大，半导体材料的导电率越高。利用激光器产生载流子，在恒定电场的作用下，载流子定向移动，表现为电流的变化，这瞬态响应中蕴含了载流子的迁移时间，综合材料厚度、电场强度及迁移时间即可得到载流子迁移率。
3.现有技术的测试装置结构复杂，测试麻烦，且测试结果不准确，影响测试质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种基于飞行时间法的材料载流子迁移率测试装置，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种基于飞行时间法的材料载流子迁移率测试装置，它包括：
7.位移平台，所述位移平台用于调整光斑照射到样品的位置；
8.测试夹具，所述测试夹具用于夹持待测器件，完成待测器件与测试电路的电连接，该测试夹具放置在位移平台上；
9.切换、偏压产生及信号转换模块，所述切换、偏压产生及信号转换模块完成测试通道的切换、产生偏置电压以及将电流信号转换为电压信号；
10.信号采集及产生模块，所述信号采集及产生模块用于采集蕴含载流子迁移时间信号的瞬态电压信号，产生和识别脉冲激光器的触发信号和同步信号；
11.脉冲激光器，所述脉冲激光器用于产生脉冲激发光并照射到样品上，使待测半导体器件产生光生载流子；
12.摄像头，所述摄像头用于观察光斑照射到器件的位置，该摄像头带有补光灯。
13.优选的，所述测试夹具为密封箱体结构。
14.优选的，所述位移平台为三轴位移平台。
15.优选的，所述脉冲激光器接受外部触发电信号和产生同步输出电信号。
16.优选的，所述切换、偏压产生及信号转换模块可通过 usb连接到电脑上，且由上位机软件进行控制。
17.优选的，所述信号采集及产生模块通过usb连接到电脑上，且由上位机软件进行控制。
18.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
19.本实用新型测试装置的设计合理，结构简单，其集成了测试夹具、位移平台、切换、偏压产生及信号转换模块、信号采集及产生模块、脉冲激光器以及摄像头；测试夹具用于夹
持待测的半导体器件，实现待测器件与测试电路的电气连接；位移平台用于调整待测半导体器件位置，使激光光斑打到指定位置；切换、偏压产生及信号转换模块用于切换不同的测试通道，产生设定的偏置电压，并将电流信号转换为电压信号；信号采集及产生模块用于采集瞬态电压信号，产生脉冲激光器触发信号以及识别脉冲激光器的同步信号；脉冲激光器用于产生脉冲激光，照射到待测器件上，使其产生光生载流子；摄像头用于观察激光光斑照射到待测器件的位置，操作方便，为使用者提供便捷快速的测试，同时提高了测试的质量。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的结构框架图。
21.图中：1、测试夹具；2、位移平台；3、切换、偏压产生及信号转换模块；4、信号采集及产生模块；5、脉冲激光器；6、摄像头。
具体实施方式
22.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
23.如图1所示，本方案中的实施例其由位移平台2、测试夹具1、切换、偏压产生及信号转换模块3、信号采集及产生模块4、脉冲激光器5和摄像头6组成，
24.位移平台2，所述位移平台2用于调整光斑照射到样品的位置；
25.测试夹具1，所述测试夹具1用于夹持待测器件，完成待测器件与测试电路的电连接，该测试夹具1放置在位移平台2上；
26.切换、偏压产生及信号转换模块3，所述切换、偏压产生及信号转换模块3完成测试通道的切换、产生偏置电压以及将电流信号转换为电压信号；
27.信号采集及产生模块4，所述信号采集及产生模块4用于采集蕴含载流子迁移时间信号的瞬态电压信号，产生和识别脉冲激光器5的触发信号和同步信号；
28.脉冲激光器5，所述脉冲激光器5用于产生脉冲激发光并照射到样品上，使待测半导体器件产生光生载流子；
29.摄像头6，所述摄像头6用于观察光斑照射到器件的位置，该摄像头6带有补光灯。摄像头6对准测试样品，通过上位机软件可观看到光斑照射到待测光伏器件的位置，当待测器件置于黑暗环境中可打开补光灯查看光斑位置。
30.具体的，所述测试夹具1为密封箱体结构。可保持惰性气体氛围，方便器件在手套箱内放置在测试夹具1中并转移出来，测试夹具1通过磁吸结构与位移平台2固定。
31.具体的，所述位移平台2为三轴位移平台2。测试夹具 1放置在位移平台2上，使用者可调整左右、前后以及上下位置，方便调整激光照射到待测器件的位置。
32.具体的，所述脉冲激光器5接受外部触发电信号和产生同步输出电信号。脉冲激光器5为测试提供脉冲光源，该光源通过固定的入光口照射到待测光伏器件上，待测器件接收脉冲激光后，会产生光生载流子，在偏压作用下定向移动；脉冲激光器5产生脉冲激光的同时，对外提供同步电脉冲信号；脉冲激光器5在外部触发模式下，接收外部电信号，产生相应的激光脉冲和同步电脉冲信号。
33.具体的，所述切换、偏压产生及信号转换模块3可通过 usb连接到电脑上，且由上
位机软件进行控制。切换、偏压产生及信号转换模块3连接测试夹具1和信号采集及产生模块4，主要实现：(切换不同的测试通道到测试电路中；产生设定的偏置电压，该电压加到待测器件上；将载流子移动产生的电流信号转换为电压信号)等功能。
34.具体的，所述信号采集及产生模块4通过usb连接到电脑上，且由上位机软件进行控制。信号采集及产生模块4和切换、偏压产生及信号转换模块3连接，用于采集蕴含载流子迁移时间信号的瞬态电压信号；该模块同时连接脉冲激光器55，用于识别激光器的同步信号和产生激光器的触发脉冲。使用者可通过上位机软件设置激光器触发的信号周期，从而改变脉冲激光器5的激光频率；通过识别到脉冲激光器 5的同步信号，得到稳定的测试波形，并可做多次平均处理。
35.本实用新型在使用时，其测试夹具1用于夹持待测的半导体器件，实现待测器件与测试电路的电气连接；位移平台 2用于调整待测半导体器件位置，使激光光斑打到指定位置；切换、偏压产生及信号转换模块3用于切换不同的测试通道，产生设定的偏置电压，并将电流信号转换为电压信号；信号采集及产生模块4用于采集瞬态电压信号，产生脉冲激光器5触发信号以及识别脉冲激光器5的同步信号；脉冲激光器5用于产生脉冲激光，照射到待测器件上，使其产生光生载流子；摄像头6用于观察激光光斑照射到待测器件的位置，操作方便，为使用者提供便捷快速的测试，同时提高了测试的质量。
36.本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。