四探針智能測(cè)試儀的研發(fā).pdf

1、隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體材料各種性能參數(shù)的要求越來(lái)越高，其中，電阻率是半導(dǎo)體材料的主要性能參數(shù)之一。目前，四探針測(cè)試儀是測(cè)量半導(dǎo)體材料電阻率的一種重要儀器。傳統(tǒng)四探針測(cè)試儀需要手動(dòng)尋找測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量周期較長(zhǎng)、精度和效率較低，已無(wú)法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，而市場(chǎng)上自動(dòng)化程度較高的測(cè)試儀器價(jià)格一般比較昂貴。因此開(kāi)發(fā)一臺(tái)智能化且價(jià)格低廉的測(cè)試儀有著迫切的需要。
　　 本論文分析了國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體材料測(cè)試儀的發(fā)展和現(xiàn)狀，在傳統(tǒng)ST-103A型手

2、動(dòng)四探針測(cè)試儀的基礎(chǔ)上，結(jié)合PC機(jī)、單片機(jī)控制技術(shù)、視頻采集技術(shù)等，研制出數(shù)字化智能四探針測(cè)試儀。該儀器可以對(duì)半導(dǎo)體材料電阻率進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，操作簡(jiǎn)便，工作效率高，且成本低廉，具有一定的研發(fā)價(jià)值和較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容包括探針臺(tái)機(jī)械改進(jìn)，視頻采集系統(tǒng)，下位機(jī)控制模塊，上位機(jī)界面設(shè)計(jì)四大部分。其中，機(jī)械改進(jìn)部分是在ST-103A型手動(dòng)探針臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)與絲桿導(dǎo)軌和滾珠導(dǎo)軌的機(jī)械連接件，用步進(jìn)電機(jī)代替控

3、制手輪，實(shí)現(xiàn)測(cè)試臺(tái)的自動(dòng)控制，且控制精度較高。視頻采集系統(tǒng)采用CCD攝像頭和SDK-2000視頻卡實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)視，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)測(cè)量點(diǎn)和探針的位置。下位機(jī)控制模塊以多I/O口且自帶12位A/D內(nèi)核的MSP430F449低功耗單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、恒流源模塊、四路選通開(kāi)關(guān)模塊、串口通信模塊等，通過(guò)編寫單片機(jī)代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊的智能控制。上位機(jī)基于Visual C++編寫中文操作界面，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試界面顯微圖像的實(shí)時(shí)顯