一种硅材料少数载流子寿命检测设备及方法与流程

1.本发明涉及硅材料检测的技术领域，尤其是涉及一种硅材料少数载流子寿命检测设备及方法。


背景技术：

2.少数载流子寿命是半导体材料的一个重要参数，半导体材料的少数载流子寿命不仅可以表征半导体材料的质量，还可以评价器件制造过程中的质量控制，集成电路公司利用载流子寿命来表征工艺过程的金属沾污程度，并研究造成器件性能下降的原因。因此，随着集成电路工艺的发展，半导体材料和器件研制单位对载流子寿命的测量要求越来越高，硅材料是重要的半导体材料，载流子复合寿命测试仪是半导体材料和器件研究和生产中的重要工具。
3.目前对于硅材料进行少数载流子寿命检测是将硅材料置于移动平台上，通过移动硅材料实现探测器的多位置检测，这样只能进行单面检测，当需要对硅材料其他表面检测时，需要对硅材料进行重复调节放置，如此反复，影响硅材料少数载流子寿命检测效率。


技术实现要素：

4.本发明提供一种避免对硅材料进行重复调节放置，如此反复，影响硅材料少数载流子寿命检测效率的硅材料少数载流子寿命检测设备及方法。
5.本发明提供一种硅材料少数载流子寿命检测设备，采用如下的技术方案：包括固定座，还包括位于固定座上的：
6.夹持单元，用于通过直线模组控制夹持板对待检测硅材料进行夹持；
7.调节单元，用于通过旋转组件和横向移动组件控制检测单元在横向架上同步沿待检测硅材料的长度方向或者周向方向运动；
8.检测单元，用于通过光源、探测器和处理控制器对待检测硅材料进行检测。
9.可选的，所述直线模组固定于固定座上，且直线模组位于检测单元旋转空间内，所述直线模组通过内部的电机和双向丝杠带动上方的两侧夹持板进行相靠近或者相远离运动。
10.通过采用上述技术方案，可以根据待固定的硅材料尺寸进行相应的调节，以实现对不同尺寸的硅材料进行夹持固定。
11.可选的，所述横向移动组件通过横向架连接于旋转组件上，所述旋转组件包括旋转电机、旋转架和连接架，所述固定座的一侧开有环形槽，所述固定座的另一侧固定有旋转电机，所述旋转电机的输出端连接于旋转架的一侧，所述旋转架的两端连接有贯穿于环形槽的连接架，所述横向架的一端与连接架延伸出所述环形槽的一端相连接。
12.通过采用上述技术方案，可以同步带动两组横向架进行旋转，能够对硅材料的不同侧面进行检测，旋转过程中位于两组横向架上的光源和探测器能够在移动时同步对应，不影响对硅材料的少数载流子寿命检测。
13.可选的，所述横向移动组件包括横移电机、皮带轮、皮带、丝杠和螺母滑块，所述横移电机固定于旋转组件上，所述丝杠插接于横向架内，所述螺母滑块连接于横向架和丝杠之间，所述丝杠一端设有皮带轮，所述横移电机通过皮带轮与两侧横向架内丝杠设置皮带轮均通过皮带连接。
14.通过采用上述技术方案，可以同步带动光源和探测器在横向架上进行横移，实现对硅材料长度方向的不同位置进行检测，由于采用同步带机构连接，保证在移动过程中，位于两组横向架上的光源和探测器能够在移动时同步对应，不影响对硅材料的少数载流子寿命检测。
15.可选的，所述旋转架内部呈中空状，所述横向移动组件的丝杠贯穿于旋转架内。
16.通过采用上述技术方案，减少丝杠占用的空间，丝杠能够随着旋转架的位置移动而移动，保证在旋转后也可以实现横向调节。
17.可选的，所述处理控制器包括与探测器电连接的信号放大器、与信号放大器电连接的锁相放大器、与锁相放大器电连接的主控制器、与锁相放大器以及主控制器均电连接的函数发生器，所述的函数发生器与光源电连接。
18.通过采用上述技术方案，通过探测得到的幅值以及探测得到的相位与原来的相位进行对比得到相位差，并通过相应的计算公式计算得出少数载流子寿命参数。
19.可选的，还包括一种硅材料少数载流子寿命检测设备的检测方法，具体包括如下步骤：
20.s1：将待检测硅材料放置于直线模组上，然后控制直线模组带动夹持板对待检测硅材料固定；
21.s2：启动检测单元，通过光源、探测器和处理控制器对待检测硅材料进行检测；
22.s3：当需要沿待检测硅材料的长度方向检测时，通过控制横向移动组件，同步带动检测单元在横向架上运动，沿待检测硅材料的长度方向进行固定位置检测或者连续位置检测；
23.s4：当需要沿待检测硅材料的周向方向检测时，通过控制旋转组件，同步带动检测单元在横向架上运动，沿待检测硅材料的表面进行周向进行固定位置检测或者连续位置检测。
24.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
25.本发明通过硅材料固定于夹持单元上，通过旋转组件和横向移动组件控制检测单元在横向架上同步沿待检测硅材料的长度方向或者周向方向运动；检测单元在横向架上可以实现旋转运动和横向移动的相互切换，不但能够对硅材料的不同侧面进行检测，而且能够对硅材料长度方向的不同位置进行检测，不需要对硅材料进行重复调节放置，大大提高了对硅材料少数载流子寿命检测的效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明主视图；
28.图2为图1的侧视图；
29.图3为本发明横向架内部结构示意图；
30.图4为本发明检测单元原理框图。
31.附图标记说明：1、固定座；2、直线模组；3、夹持板；4、横向架；5、旋转电机；6、旋转架；7、连接架；8、环形槽；9、横移电机；10、皮带轮；11、皮带；12、丝杠；13、螺母滑块；14、光源；15、探测器；16、处理控制器；17、信号放大器；18、锁相放大器；19、主控制器；20、函数发生器。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
33.实施例一
34.参照图1-3，本发明公开一种硅材料少数载流子寿命检测设备，包括固定座1，还包括位于固定座1上的：
35.夹持单元，用于通过直线模组2控制夹持板3对待检测硅材料进行夹持；
36.调节单元，用于通过旋转组件和横向移动组件控制检测单元在横向架4上同步沿待检测硅材料的长度方向或者周向方向运动；
37.检测单元，用于通过光源14、探测器15和处理控制器16对待检测硅材料进行检测。
38.参照图4，处理控制器16包括与探测器15电连接的信号放大器17、与信号放大器17电连接的锁相放大器18、与锁相放大器18电连接的主控制器19、与锁相放大器18以及主控制器19均电连接的函数发生器20，函数发生器20与光源14电连接。
39.实施例二
40.基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了直线模组2固定于固定座1上，且直线模组2位于检测单元旋转空间内，直线模组2通过内部的电机和双向丝杠12带动上方的两侧夹持板3进行相靠近或者相远离运动。
41.直线模组采用现有产品，由电机、滑轨、内部丝杠和螺母滑块组成，通过采用双向丝杠12，并在双向丝杠12的两侧螺接的螺母滑块上连接夹持板13，将待检测的硅材料放置于两侧夹持板13之间后，控制电机时，双向丝杠12带动两侧的夹持板13进行同步的相靠近，实现硅材料的夹持固定，或者检测完成后相远离运动，直线模组2位于检测单元旋转空间内，避免影响旋转组件的旋转运动，直线模组2的长度不超过环形槽8的内圈直径。
42.实施例三
43.基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了横向移动组件通过横向架4连接于旋转组件上，旋转组件包括旋转电机5、旋转架6和连接架7，固定座1的一侧开有环形槽8，固定座1的另一侧固定有旋转电机5，旋转电机5的输出端连接于旋转架6的一侧，旋转架6的两端连接有贯穿于环形槽8的连接架7，横向架4的一端与连接架7延伸出环形槽8的一端相连接。旋转架6内部呈中空状，横向移动组件的丝杠12贯穿于旋转架6内。
44.旋转架6采用t型架，通过旋转电机5带动旋转架6的一端旋转，位于旋转架6的另外两端会以与旋转电机5输出端相连接的一端为轴线旋转，横向架4通过连接架7连接旋转架6上，能够在环形槽8内旋转，这样可以同步带动两组横向架4进行旋转，能够对硅材料的不同
侧面进行检测，旋转过程中位于两组横向架4上的光源14和探测器15能够在移动时同步对应，不影响对硅材料的少数载流子寿命检测。
45.实施例四
46.基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了横向移动组件包括横移电机9、皮带轮10、皮带11、丝杠12和螺母滑块13，横移电机9固定于旋转组件上，丝杠12插接于横向架4内，螺母滑块13连接于横向架4和丝杠12之间，丝杠12一端设有皮带轮10，横移电机9通过皮带轮10与两侧横向架4内丝杠12设置皮带轮10均通过皮带11连接。
47.通过将横移电机9连接于旋转架6上，使得检测单元在横向架4上可以实现旋转运动和横向移动的相互切换，实现对硅材料不同的位置进行检测，而且通过皮带轮10、皮带11、丝杠12和螺母滑块13，可以同步带动光源14和探测器15在横向架4上进行横移，实现对硅材料长度方向的不同位置进行检测，由于采用同步带机构连接，保证在移动过程中，位于两组横向架4上的光源14和探测器15能够在移动时同步对应，不影响对硅材料的少数载流子寿命检测。
48.实施例五
49.基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了一种硅材料少数载流子寿命检测设备的检测方法，具体包括如下步骤：
50.s1：将待检测硅材料放置于直线模组2上，然后控制直线模组2带动夹持板3对待检测硅材料固定；
51.s2：启动检测单元，通过光源14、探测器15和处理控制器16对待检测硅材料进行检测；
52.s3：当需要沿待检测硅材料的长度方向检测时，通过控制横向移动组件，同步带动检测单元在横向架4上运动，沿待检测硅材料的长度方向进行固定位置检测或者连续位置检测；
53.s4：当需要沿待检测硅材料的周向方向检测时，通过控制旋转组件，同步带动检测单元在横向架4上运动，沿待检测硅材料的表面进行周向进行固定位置检测或者连续位置检测。
54.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。