四探针测试系统研发

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1、河北工业大学硕士学位论文四探针测试系统的研发摘要随着科学技术的飞速发展，计算机不断更新换代，存储容量在不断的增长，作为其基础元件的集成电路已由超大规模（VLSI）向甚大规模(ULSI)阶段发展。图形日益微细化，芯片的特征尺寸不断缩小，目前IC制造已经达到了45nm的工艺水平，这一方面要求圆片直径不断增大以提高生产率，另一方面对晶体的完美性、机械及电特性也提出了更为严格的要求。特别是微区的电学特性及其均匀性已经成为决定将来器件性能优劣的关键因素。因此，微区电阻率的测试成为芯片加工之中的重要工序。为了更好的保证芯片的生产质量和最终产品的性能，需要深入开展四探针测试仪器的

2、研究，而恒流源电路是四探针测试仪中重要的一部分。为此，本文开展了以下研究工作：综述了四探针技术的分类以及应用范围；对斜置式方形四探针测试技术进行了研究，利用改进的Rymaszewski法自动消除探针纵向游移影响的优点，将它应用于斜置式方形探针测试法中；在斜置式方形四探针机械平台的基础上，完成了整个测试电路的硬件设计和软件编程，研制出一台，具有输出高精度高稳定性恒流源的斜置式方形探针分析仪，实现了硅片电阻率测试的自动化和方形探针测试仪的高测试精度。本课题的创新点如下：1.基于AT89S52微控制器的智能化控制系统；2.实现了10微安至1毫安，步长为10微安的高精度数字

3、控制恒流源；3.具有较高精度的电压测量电路，并能和上位机PC进行RS-232串口通讯。关键词：四探针测试技术，微区薄层电阻，改进Rymaszewski法，数控恒流源i四探针测试系统的研发TODEVELOPTHEFOUR-PROBETESTINGSYSTEMABSTRACTWiththehighspeeddevelopmentofcomputer,theintegratedcircuitsasthebasisofcomputerhavebeendevelopedfromVLSItoULSI.Soinonehanditrequiresthewafer’sdiameter

4、tobemorelargerinordertoenhancetheproductivity,andontheotherhanditputsforwardmorestrictrequirementaboutthecrystalperfectionandelectricitycharacter.Especiallytheelectroniccharacterandtheequalityofmicro-areainthecrystalwaferhavebecomethekeyfactortodeterminewhetherthedevicecanbemadeonitorn

5、ot.Sotheresistivitymeasurementofmicro-areabecomeonemostimportantprocedureinthechipmonitoring.Toensuretheproducequalityofchipandtheperfectperformanceoffinalproduction,thefour-probetestingtechnologyneedstobedeeplystudied.Thispapermainlyaccomplishedthefollowingresearch:summarizetheclassif

6、icationandapplicationfieldsoffour-probetestingtechnology;takethesquarefour-probetestingtechnologystudybyusingtheadvantageofRymaszewskimethodinauto-eliminatingtheportraitwanderinginfluencetoinductasquare-probetestingRymaszewskimethod;Atthebasicofthesquarefour-probetestingmachine,Ihaveco

7、mpletedthedesignofthewholehardwarecircuitandsoftwareprogram,anddevelopedasquarefour-probetestingsystemwithhighprecisionandstabilityandrealizedtheauto-testingofmonocrystalwafersandthehighprecisionofprobepinpoint.Themainnewviewpointsoftheresearchare:(1).Thedesignofaintelligentconstantc