[发明专利]一种微纳级半导体光电特性三维检测系统

摘要

一种微纳级半导体光电特性三维检测系统，根据本发明的微纳级半导体光电特性三维检测系统包括：光信号激励源/CCD显微镜1，用于为晶圆4提供光激励输入信号，并提供机器视觉；IV/CV/脉冲/噪声测量装置12，用于对晶圆4提供激励信号并采集被测晶圆4输出信号；超低温环境水汽检测循环除湿装置13，用于检测并降低低水汽含量；大跨层温度控制装置14，为被测晶圆提供宽温环境；微弱信号提取单元11，用于测量被测晶圆输出的微弱信号；双重针压检测装置3及探针2，用于接触晶圆并对准位置及接触面；卡盘5，用于承载被测晶圆；四轴移动台体6，用于XYZ轴线性移动和R轴旋转移动；密封屏蔽暗箱7，用于为被测晶圆提供稳定的光暗、温湿度测试环境；控制计算机和数据分析软件15，用于实现系统的一体化协调控制，被测晶圆检测数据的处理及分析。根据本发明的微纳级半导体光电特性三维检测系统可实现高精度、高可靠的高低温条件下自动化的半导体光电特性三维检测。

主权项

1.一种微纳级半导体光电特性三维检测系统，包括：光信号激励源和CCD显微镜（1），在被测晶圆（4）进行光响应特性测试时，光信号激励源为晶圆（4）提供光激励输入信号，被测晶圆检测初始对准时，CCD显微镜提供机器视觉，检测过程中实时监测移动台走针和被测晶圆状态，IV、CV、脉冲和噪声测量装置（12），被测晶圆（4）检测过程中，对被测晶圆（4）提供激励信号，并通过微弱信号提取单元（11）及探针（2）采集被测晶圆（4）输出信号，完成IV、CV、脉冲、噪声指标检测，超低温环境水汽检测循环除湿装置（13），被测晶圆（4）超低温环境测试时，水汽结霜速度加快，该装置实现低水汽含量高精度检测及高速循环除湿，为被测晶圆（4）提供无霜环境，实现被测晶圆（4）超低温环境下检测不结霜，大跨层温度控制装置（14），通过对卡盘（5）加热或制冷为被测晶圆（4）提供宽温环境，微弱信号提取单元（11），通过探针（2）对被测晶圆（4）提供激励信号，同时测量被测晶圆（4）输出信号，双重针压检测装置（3）及探针（2），探针（2）是被测晶圆（4）光电检测的接触媒介，在被测晶圆（4）检测前，通过双重针压检测装置（3），其中通过CCD监测探针位置及形变程度结合当前压力数值，形成双重检测，调整探针（2）与被测晶圆（4）的对准位置与接触面，保证探针（2）与被测晶圆（4）可靠接触，同时不会划伤被测晶圆（4），卡盘（5），被测晶圆（4）的承载台，四轴移动台体（6），移动台体（6）通过精密控制可实现大行程高精度的XYZ轴线性移动和R轴旋转移动，密封屏蔽暗箱（7），其分为内外两层，外层为外壳，内层为保温隔热层，为被测晶圆（4）提供稳定光暗、温湿度的检测环境，控制计算机及数据分析软件（15），控制计算机实现光信号激励源和CCD显微镜（1），IV、CV、脉冲和噪声测量装置（12），超低温环境水汽检测循环除湿装置（13），大跨层温度控制装置（14），四轴移动台体（6）一体化协调控制，同时通过数据分析软件实现被测晶圆（4）检测数据的处理及分析，统计被测晶圆（4）芯片的合格品，其特征在于，通过所述超低温环境水汽检测循环除湿装置（13）与信号、控制和氮气接入口（10）实时检测晶圆安装位置水汽含量，保证水汽含量≤5000ppm，并据此调节充入氮气流量，保证在低温环境下的无霜控制。