[发明专利]高温电阻率测量台

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温电阻率测量装置，特别涉及一种四引线法测量电阻率的装置，用于高温下材料的电学输运性质的测量。

背景技术

材料电学输运性质的测量，对研究材料的性质是十分重要的。在半导体工业中，随着样品温度的升高，样品的电阻率会发生巨大的变化，这种变化对器件的选用和安全以及仪器的精密度等有着至关重要的影响。在科研领域中，材料在高温区的相变往往伴随着电学输运性质的突变，对这种突变进行表征，会对探索和理解材料物理性能起到指导作用。

高温电学性质测量难免受到测量台的限制，现有的测量台大致可以分为金属测量台和非金属测量台两类。

1、金属测量台。

金属具有良好的导电性，所以当制作成电学测量台搭载样品时，必须要考虑绝缘问题。首先样品和测量台之间要绝缘，其次样品上引出的导线和测量台上的导线连接部位要与样品台绝缘。而现有测量台一般常用到的绝缘介质，比如聚四氟乙烯等，其最高耐温温度不超过500℃，这样会大大限制测量台的温度使用区间。而若使用石英或者金刚石等可耐高温绝缘的材料，其加工工艺复杂、成本高昂，因此限制了这类测量台的开发和使用。此外，高温下通常利用热电偶测量温度，而热电偶测试顶端需要与金属测量台绝缘，故在现有设备中，热电偶往往与金属测量台不直接接触，因此存在测温不准确的问题。

2、非金属测量台。

常用的非金属测量台，往往使用到工程塑料等高分子聚合物，虽然可以解决绝缘问题，但是现有工程塑料耐温最高仅为600℃，其导热性和耐高温的性质会限制测量台的温度使用区间。

另外，现有的各种测量台，被测样品上引出的导线与测量台上的导线连接部位，一般均使用焊锡焊接或者弹簧压片的方式连接。但是高温下存在焊锡熔化、弹簧压片失去弹性的问题，使得连接部分松动滑落，造成测量失败。

所以寻找合适的材料和合理的合计方案，去解决现有测量台存在的问题，得到一个在高达800℃的温度范围内依然能够良好支持电学性质的测量台具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有测量台耐温温度低、导热性差、测温不准确、加工工艺复杂的问题。

本发明提供一种高温电阻率测量台，包括：金属样品台，具有第一圆孔和第二圆孔；六方氮化硼陶瓷衬底，镶嵌在金属样品台上；第一热电偶和第二热电偶，第一热电偶的测量端位于金属样品台的第一圆孔中，第二热电偶穿过金属样品台的第二圆孔，其测量端位于六方氮化硼陶瓷衬底上方，并被压在样品表面上。

根据本发明提供的高温电阻率测量台，其中六方氮化硼陶瓷衬底上具有4个带孔金属片，4个带孔金属片分别通过4个螺丝固定在六方氮化硼陶瓷衬底上。4个带孔金属片分别通过纯银焊接与4根单芯金属线相连接，4根单芯金属线上分别套有陶瓷管。测试前，将4根金属丝的一端在螺丝上缠绕压紧、另一端被粘合在样品表面，4根单芯铜线连接在合适的电学测量仪表(比如吉时利2400)上，以提供测试电流。

根据本发明提供的高温电阻率测量台，其中金属样品台由紫铜制成。

与现有技术相比，本发明所提供的高温电阻率测量台具有耐温温度高、导热性好、测温准确、容易加工成型的优点，可以满足高温(≤800℃)下电阻率测量的要求。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是本发明高温电阻率测量台的俯视图。

图2是图1中的高温电阻率测量台沿A-A线的剖面示意图。

图3是图1中的高温电阻率测量台的背面示意图。

图中各数字所代表的内容为：401、衬底；402、样品台；4021、样品台第一部分；4022、样品台第二部分；101、单芯铜线；102、陶瓷管；103、带孔铜片；104、铜螺丝；105、铜丝；201、圆孔；202、热电偶；203、圆孔；204、热电偶；301、螺丝；302、铜片；303、六方氮化硼陶瓷压片；304、螺丝。

具体实施方式

实施例1