基于Hybrid方法的薄膜电阻率与透光率高通量检测系统设计研究

摘要

为解决半导体薄膜材料研发制造过程中测试任务繁重的问题,研制了基于Hybrid方法的薄膜材料光学性能和电学性能高通量测试分析系统。系统应用于半导体薄膜样品的自动化批量表征,集成化检测样品的电阻率与透光率,综合分析测试结果,实现样品的择优筛选。设计搭建了LabVIEW上位机控制系统、Arduino UNO下位机控制系统、Keithley 2400电阻率测试组件、Ocean optics HR2000透光率测试组件、CCM XY轴平移滑台模组和双Z轴升降滑台模组。通过下位机控制系统对平移滑台和升降滑台的精密运动控制,电阻率探头与透光率探头依次下降,循环采集样品阵列的方阻值和透光率数据,将数据上传至上位机控制系统完成分析和可视化。经实验验证,本研究完成了对薄膜样品阵列的电阻率与透光率的自动化批量检测,最大检测效率为256个/批次,透光率响应波段为200nm~1100nm,方阻测试电压范围为1μV~211V。该系统满足科研人员对半导体薄膜材料的自动化测试需求,提高了新半导体材料研究中大数据分析筛选的能力,为半导体薄膜高通量综合表征提供了新方法。