Зондовое устройство для измерения электрических параметров изделий микроэлектроники Советский патент 1990 года по МПК H05K1/11 

qwat

икроскопа наводят зонд 3 на контакт.| Концентрическая конусообразная спиралевидная пружина 2 прижимает зондодержатель 4 с укрепленным на его торце термодатчиком 7 перпендикулярно к полупроводниковой пластине. Происходит фиксация зонда на контакте и отсутствует скольжение зонда по кон1536528

такту. Зонд прижимается к контакту с силой, определяемой упругими свойствами петли и расстоянием от вершины петли до плоскости термодатчика,чем обусловлено постоянное давление на контакт при переходе на другое место полупроводниковой пластины. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрических параметров изделий микроэлектроники. Цель изобретения - снижение погрешности измерений. Зондовое устройство опускают на полупроводниковую пластину, визуально с помощью микроскопа наводят зонд 3 на контакт. Концентрическая конусообразная спиралевидная пружина 2 прижимает зондодержатель 4 с укрепленным на его торце термодатчиком 7 перпендикулярно к полупроводниковой пластине. Происходит фиксация зонда на контакте и отсутствует скольжение зонда по контакту. Зонд прижимается ко контакту с силой, определяемой упругими свойствами петли и расстоянием от вершины петли до плоскости термодатчика, чем обусловлено постоянное давление на контакт при переходе на другое место полупроводниковой пластины. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрофизических параметров изделий микроэлектроники.

Цель изобретения - снижение погрешности измерений.

На фиг.1 - устройство в свободном состоянии,общий вид;на фиг. 2 - устройство в рабочем состоянии; на фиг. 3 - головка зондового устройства в рабочем состоянии; на фиг.4 - термодатчик.

Зондовое устройство состоит из держателя 1, пружины 2, электропроводящего зонда 3, диэлектрического подпружиненного зондодержателя 4 с металлизированными торцами 5 и 6 и кольцеобразного термодатчика /.Электропроводящий зонд 3 выступает вершиной- петли за плоскость термодат- чИка на расстояние 1. На фиг.1 показана также исследуемая структура 8

Пружина 2 зондового устройства выполнена в виде ленточной спирали,что придает зондодержателю устойчивость к отклонению от оси и дает возможность визуально под микроскопом фиксировать зондодержатель (а с ним и зонд) на контакте перпендикулярно к плоскости полупроводниковой пластины. При этом отсутствует скольжение зонда по пластине. Пружина также выполняет роль электровывода для полупроводниковой структуры, другим электровыводом является предметный столик. К вершине конуса спирали со- осно с ней припаян полый цилиндрический выполненный из диэлектрика зондодержатель.

Зондодержатель 4 изготовлен из диэлектрика для осуществления электрической развязки цепей измерения тока и температуры. Он выполнен в форме полого цилиндра, что позволяет укрепить внутри него электропроводящий зонд, причем он жестко фиксирует в диаметральных точках концы у-образной петли зонда, ориентируя вершину петли по оси цилиндра и предотвращая скольжение зонда по контакту.

0 Такая форма зондодержателя дает возможность визуально устанавливать зонд на контакты малых размеров.

Внутри зондодержателя 4 расположен зонд 3, который выполнен из упругой

5 металлической проволоки в виде ft -образной петли, концы петли закреплены (припаяны) на торце зондодержателя, причем в диаметральных точках, образуя электрический контакт со спирале0 видной пружиной. Вершина петли ориентирована соосно цилиндру и выступает за его пределы свободного торца. Так как вершина петли не заострена, то зонд при прижатии к контакту не прокалывает его. Расстояние от вершины петли до торца зондодержателя (1) для данного устройства постоянно.Поэтому давление на контакт со стороны зонда для каждого конкретного зондод вого устройства определяется только упругими свойствами петли и расстоянием от вершины петли до свободного торца зондодержателя и не зависит от толщины полупроводниковой пласти5 ны и силы, действующей на зондодержатель со стороны пружины. Из-за того, что вершина петли, зондодержатель и пружина укреплены соосно, удается избежать скольжения зонда по контакту.

Для увеличения точности измерения температуры активной области полупроводниковой структуры, а следовательно, и точности определения параметров полупроводниковых структур, используется термодатчик.

В качестве термодатчика использован диффузионный диод (фиг.4). Термодиод имеет омический контакт с

0

5

Зондовое устройство работает следующим образом.

Манипуляторными винтами опускают устройство на полупроводниковую пластину, визуально с помощью микроскопа наводят зонд 3 на контакт. Концентрическая конусообразная спиралевидная пружина 2 прижимает зондодержа- тель 4 с укрепленным на его торце термодатчиком 7 перпендикулярно к полупроводниковой пластине. В результате происходит фиксация зонда на контакте и отсутствует скольжение зонда по контакту. Зонд, в свою очередь, прижимается к контакту с силой, определяемой только упругими свойствами петли и расстоянием от вершины петли до плоскости термодатчика. Этим обусловлено постоянное давление на контакт при переходе на другое место полупроводниковой пластины.

На фиг.З изображена головка зондо- вого устройства в рабочем состоянии. Пунктирной линией изображен электропроводящий зонд в исходном состоянии, т.е. до приведения зондового устройства в контакт с исследуемой структурой 8. Зондовое устройство электровыводами подключается к внешней электроцепи, служащей для измерения проте

кающего через полупроводниковую струк туру тока и приложенного к структуре Напряжения.

Зондовое устройство с фиксированной полупроводниковой структурой 8 включается последовательно с источником питания и нагрузочным высокоточным сопротивлением R 1-100 кОм. Падение напряжения на полупроводниковой структуре измеряется параллельно подключенным к зондовому устройству вольтметром. Значения измеряемого тока получают пересчетом показаний

28

вольтметра, включенного параллельно цепи зондовое устройство- нагрузочное сопротивление.

Термодатчик 7 своими электровыводами 14 подключен в цепь измерения температуры. Эта электроцепь состоит из последовательно включенных источника смещающего напряжения, ограничительного сопротивления и кольцеобразного термодиода. Параллельно кольцеобразному термодиоду подключен вольтметр, показания которого проградуированы в градусах.

5

5

0

0

5

Ф

ормула изо бретения

0 эллипсообразный зонд, расположенный соосно в цилиндрическом отверстии диэлектрического подпружиненного зон- додержателя с возможностью контактирования с контролируемым изделием малым радиусом эллипса, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности измерений, зонд выполнен в виде у-образного витка спирали, состоящего из центральной части двух симметричных отгибов, соединенных с центральной частью плавными переходными кривыми участками и закрепленными на стороне зондодержа- теля, противоположной плоскости контактирования .

Редактор Л. Пчолинская

фиа&

Составитель П. И1мелев

Техред М.Дидык Корректор В, Гирняк