[发明专利]用于准确快速测量表面波波速的双探头压电传感器

说明书

本发明涉及一款用于准确快速测量表面波波速的双探头压电传感器，包括压电探测器主体和探头，其特征在于，在主体上开设有两个平行的通孔，所述的探头为双探头，在通孔内设置有与通孔尺寸相配合的绝缘环，两个探头分别固定在每个绝缘环内，探头的端部设置有劈尖。本发明可以提高表面波波速测量的准确性。

技术领域

本发明属于无损检测和超声表面波技术领域，涉及一种压电探测器。

背景技术

超大规模集成电路的快速发展对ULSI互连布线系统提出了更大的挑战。在国际半导体技术发展路线图中指出，为了正确表征low-k互连薄膜的机械特性、粘附特性等参数，需要发展先进的测试技术。传统的方法有划痕法、四点弯曲法、粘揭法、拉伸法等。但这些方法都会对薄膜造成损伤，且测量结果的可靠性差。表面波法具有无损、实验系统易操作、检测快速准确等突出优势，可应用于薄膜研究和制备过程的在线检测。表面波法通过匹配实验与理论频散曲线v(f)获得薄膜材料的相关参数。其中实验频散曲线是通过测量不同频率表面波在薄膜基底结构中的传播相速度获得，是表面波表征技术的核心。

目前，普遍使用的单探头压电探测器测量表面波相速度的基本原理是：如图1所示，表面波信号通过短脉冲紫外激光1激发，宽频带线响应压电探测器2检测。样片3与压电探测器2之间压合，一起固定在移动平台4之上。移动平台4的移动方向与短脉冲紫外激光1的位置垂直。通过移动平台4的移动，表面波在两个不同的位置被激发。两次激发时，短脉冲紫外激光1和压电探测器2之间的距离分别为x₁和x₂,表面波的相速度可以由公式(1)获得：

其中Φ₁(f)和Φ₂(f)分别代表在两个位置所测得的表面波信号的相位相角。

由于测量方式的限制，目前该单探头压电探测器在测量精度上还存在一定不足，在测量过程中，移动平台4从位置x₁移动到位置x₂时不可避免的会存在一定的位移误差，致使距离x₂－x₁产生一定测量误差。而在公式(1)中相速度的计算与距离x₂－x₁直接相关。因此采用移动平台4测量不同位置表面波信号的方式会使表面波相速度的计算产生相应的误差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，对现有的单探头压电探测器进行改进提升，提供一种可以提高表面波波速测量准确性的双探头压电探测器。

一款用于准确快速测量表面波波速的双探头压电传感器，包括压电探测器主体和探头，其特征在于，在主体上开设有两个平行的通孔，所述的探头为双探头，在通孔内设置有与通孔尺寸相配合的绝缘环，两个探头分别固定在每个绝缘环内，探头的端部设置有劈尖。

本发明通过双探头压电探测器的设计，消除距离x₂－x₁的测量误差，提高表面波波速测量的准确性。本发明的技术方案如下：

附图说明

图1单探头压电探测器在不同位置检测声表面波示意图

图2双探头压电探测器示意图

图中编号说明：1短脉冲紫外激光；2单探头压电探测器；3样片；4移动平台；5紫铜探头；6劈尖；7绝缘环；8信号线；9压电探测器主体10压电探测器固定件。

具体实施方式