[实用新型]一种半导体电学性能测试装置

说明书

一种半导体电学性能测试装置，属于半导体性能测试技术领域，该测试装置，包括定位卡盘及其周向设置的多个导向夹紧装置，定位卡盘上吸附定位有晶圆，导向夹紧装置包括夹紧杆，多个夹紧杆弹性夹紧晶圆的外侧后形成接触电极，晶圆上方一段距离处设置探针，本实用新型的有益效果是，该测试装置结构简单、操作方便，兼容多种半导体晶圆尺寸，适用于含导电及绝缘衬底的半导体，可避免接触半导体表面，减少了半导体表面沾污，提高了良率。

技术领域

本实用新型涉及半导体性能测试技术领域，尤其涉及一种半导体电学性能测试装置。

背景技术

非接触式测量方法是非破坏性的、并且不引入沾污，因此其在半导体制造加工中对于提升良率、利用率具有重要的现实意义。

Kelvin探针技术是一种新型的非接触测量方法，其技术原理如图1所示，是利用振动电容在距离半导体表面一定距离的位置通过探针的振动测定材料表面的自由能，因此也称之为振动电容技术或者非接触参比电极技术。目前，Kelvin探针技术在半导体电学性能测试中被广泛应用，例如测量半导体的功函数、接触电势、载流子浓度、二维电子气浓度。

目前Kelvin探针技术要求所要检测的晶圆衬底导电，与金属载台形成电极。而对于绝缘与半绝缘衬底上的器件，由于衬底不导电，难以形成导电通路，Kelvin探针技术的应用受到限制。因此，基于Kelvin探针技术的测定不导电衬底上晶圆的电性参数对于提高产品良率具有重要应用前景。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、操作方便，兼容多种半导体晶圆尺寸，适用于含导电及绝缘衬底的半导体电学性能测试装置，可避免接触半导体表面，减少半导体表面沾污，提高良率。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述半导体电学性能测试装置，包括定位卡盘及其周向设置的多个导向夹紧装置，所述定位卡盘上吸附定位有晶圆，所述导向夹紧装置包括夹紧杆，多个所述夹紧杆弹性夹紧晶圆的外侧后形成接触电极，所述晶圆上方一段距离处设置探针。

所述夹紧杆的端部连接有夹紧头，所述夹紧头上设置有弧形槽，所述弧形槽与所述晶圆的外侧相配合。

所述导向夹紧装置还包括导轨及其上滑动连接的滑块，所述滑块通过弹簧与所述夹紧杆的一端相连，所述夹紧杆的另一端伸出所述滑块后与所述晶圆的外侧夹紧配合。

所述导轨沿其长度方向间隔设置有多个定位孔，多个所述导轨上的定位孔围成依次套接的定位圆，每个定位孔内设置有限位挡柱，所述限位挡柱的下端连接有顶起回位部件。

所述导向夹紧装置设置为直线电机，所述直线电机包括所述导轨和滑块。

所述导轨的一端还设置有伸缩驱动部件，所述伸缩驱动部件的驱动端与所述滑块远离所述定位卡盘的一端相连。

所述伸缩驱动部件包括气缸、液压缸或电动伸缩杆。

所述定位卡盘内贯穿设置有多个真空吸附孔，所述定位卡盘的底部通过管道与真空设备相连。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将待测试的半导体晶圆定位吸附在定位卡盘上，根据晶圆中衬底材料的不同操作夹紧杆，当晶圆中的衬底为导电衬底时，可使夹紧杆远离定位卡盘，晶圆也可与定位卡盘形成导电通路，当晶圆中的衬底为绝缘及半绝缘衬底时，使定位卡盘周向的多个夹紧杆将晶圆外侧夹紧，使晶圆的绝缘及半绝缘衬底上的外延膜通过夹紧杆与定位卡盘之间形成导电通路，利用Kelvin探针技术测试半导体的电学参数，通用性强，操作方便，可避免接触晶圆表面，减少晶圆表面沾污，提高良率。