四探针测量头装置及四探针测量仪

技术领域

本公开涉及半导体测量技术领域，具体地，涉及一种四探针测量头装置及四探针测量仪。

背景技术

四探针测量仪是专用于测试半导体材料电阻率及方块电阻的专用仪器，目前在需要对半导体薄膜的电阻率进行测量时，一般都是使用四探针测量仪进行测量。

现有的四探针测量仪由主机、测试台、四探针探头、计算机等部分组成。目前市场上所用到的四探针探头均为刚性探头，利用此种刚性探头对薄膜进行测量时，其易对薄膜膜层表面产生损伤，从而影响薄膜的性能。因此，在需要对薄膜表面的电阻进行实时在线测量时，此刚性探头极易对薄膜造成损伤，由此，利用此种刚性探头难以实现对薄膜表面电阻的实时在线测量。

由此，亟需一种可实现对薄膜表面电阻的实时在线测量，且不会对薄膜造成损伤的四探针测量头装置。

发明内容

本公开的目的是提供一种四探针测量头装置及四探针测量仪，其解决了现有利用刚性探头对薄膜表面电阻进行检测时会对薄膜造成一定的损伤的问题。

为了实现上述目的，本公开的第一方面，提供一种四探针测量头装置，包括：

测量连接线；

固定单元，用于固定所述测量连接线，并使所述测量连接线的测量端位于所述固定单元外侧；

测量接触头，连接于测量连接线的测量端，所述测量接触头由多根软体导电丝相互拼接以形成刷状的结构，以在所述测量接触头与待测量薄膜接触而测量电阻率时，多个所述软体导电丝能够相对散开，并使散开的多个所述软体导电丝铺设到所述待测量薄膜上。

可选地，所述软体导电丝为碳纤维丝或石墨纤维丝。

可选地，所述测量连接线为石墨导线，所述石墨导线包括石墨纤维线束以及包覆在石墨纤维线束上的包覆层；

所述石墨导线的测量端端部的所述石墨纤维线束呈裸露的状态，并使所述石墨导线裸露出石墨纤维线束的部分形成测量接触头。

可选地，所述石墨导线裸露所述石墨纤维线束的部分的长度为4-8mm。

可选地，所述石墨导线裸露部分的一端到所述石墨导线被所述固定单元固定处的长度为5-13mm。

可选地，所述测量连接线为碳纤维复合导线，所述碳纤维复合导线包括碳纤维线束以及包覆在碳纤维线束上的绝缘包覆层；

所述碳纤维复合导线的测量端端部的所述碳纤维线束呈裸露的状态，并使所述碳纤维复合导线裸露出所述碳纤维线束的部分形成测量接触头。

可选地，所述固定单元包括至少两个固定块，所述固定块上设置有与所述测量连接线相匹配的槽孔，所述测量连接线设置于所述至少两个固定块之间的槽孔处，以在至少两个所述固定块相互拼接固定后对所述测量连接线压紧固定。

可选地，所述固定块设置有两个，在两个所述固定块相对的一侧面上设置有呈弧形的开槽；

其中，两个所述固定块相互对接，且两个所述固定块上的开槽相互对接形成槽孔。

可选地，所述固定块的边缘设置有连接孔，且在两个所述相互对接的固定块边缘的连接孔之间设置有连接件，以将两个所述固定块相对固定。

本公开的第二方面，提供一种四探针测量仪，包括四探针仪本体以及上述实施例中任一项所述的四探针测量头装置。

通过上述技术方案，通过设置测量连接线，以及设置在测量连接线上的测量接触头，并利用多根软体导电丝制成该测量接触头，使其相对较为柔软，从而在使此测量接触头对薄膜的电阻率进行实时测量时，其不会对薄膜造成一定的损伤。另外，在将此测量接触头按压到薄膜上进行测量时，可使测量接触头端的呈刷状的软体导电丝相对散开，并铺设到待测量薄膜上，如此可使该多个软体导电丝更充分的与待检测薄膜进行接触，使得此种测量检测头对薄膜的检测的效果更佳优异。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的四探针测量头装置的整体结构示意图。

图2是本公开实施例提供的四探针测量头装置的测量连接线与测量接触头处的结构示意图。

图3是本公开实施例提供的四探针测量头装置的测量接触头按压到薄膜上后的结构示意图。

图4是本公开实施例提供的四探针测量头装置的固定块的正面结构示意图。

图5是本公开实施例提供的四探针测量头装置的两个固定块相互拼接形成固定单元的结构示意图。

图6是本公开实施例提供的四探针测量头装置的将石墨导线作为测量连接线的结构示意图。

附图标记说明

1、测量连接线；2、固定单元；21、固定块；22、槽孔；23、连接孔；3、测量接触头。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种四探针测量头装置，如图1所示，该四探针测量头装置包括测量连接线1、固定单元2以及测量接触头3，其中，该固定单元2用于固定测量连接线1，并使测量连接线1的测量端位于固定单元2外侧。而测量接触头连接于测量连接线1的测量端，以利用测量接触头3与待检测薄膜接触而进行测量。

结合图2和图3所述，上述测量接触头由多根软体导电丝相互拼接以形成刷状的结构，以在利用接触头与待测量薄膜接触而测量电阻率时，多个软体导电丝能够相对散开，并使散开的多个软体导电丝铺设到待测量薄膜上。

通过上述测量连接线1的设置，并在测量连接线1上设置的测量接触头3，且利用固定单元2对测量连接线1固定，在对待检测薄膜的电阻率进行检测时，可通过固定单元2控制测量接触头3，以使测量接触头3的接触到待检测薄膜上进行检测。而由于该测量头为多个软体导电丝相互拼接形成，使得其与薄膜接触后，不会对薄膜造成划伤，从而不会对薄膜造成一定的损坏。再而，该多根软体导电丝相互拼接以形成刷状的结构后，将此测量接触头3按压到薄膜上后，可使刷状的软体导电丝相对散开，使其形成扇形的形状，并铺设到待测量薄膜上。如此可使该多个软体导电丝更充分的与待检测薄膜进行接触，使得此种测量检测头对薄膜的检测的效果更佳优异。

上述软体导电丝为碳纤维丝或石墨纤维丝，碳纤维和石墨纤维丝具有良好的导电性能，且相对较为柔软，将此种材料作为测量接触头3的材料后，可有效的避免对待检测薄膜造成损伤。

在一些实施例中，如图2和6所示，上述测量连接线1为石墨导线，石墨导线包括石墨纤维线束以及包覆在石墨纤维线束上的包覆层，其中，该石墨导线的测量端端部的所述石墨纤维线束呈裸露的状态，并使该石墨导线裸露出石墨纤维线束的部分形成测量接触头。

由于石墨导线具有良好的导电性能，在对薄膜的电阻率测量时，可有效的进行导电，另外，石墨导线内的石墨纤维线束较为柔软，将石墨导线一端的石墨纤维线束裸露并作为测量接触头3，可有效的实现对薄膜电阻率的测量。再而，当裸露的石墨纤维线束损坏时，还可将其减下，并相依剥开石墨导线下一位置上的绝缘层，以使新露出的石墨纤维线束作为新的测量接触头，使其更换测量接触头3更加便利。

在本实施例中，该石墨导线裸露石墨纤维线束的部分的长度为4-8mm。通过将裸露出此长度范围的石墨纤维线束后，在测量时，可保证使该部分的石墨纤维线束呈扇形铺设在待检测薄膜上，同时也避免裸露出石墨纤维线束的长度过长而导致其不能充分的铺设在待检测薄膜上。

进一步的，上述石墨导线裸露部分的一端到所述石墨导线被固定单元2固定处的长度为5-13mm。

如此，使得位于固定单元2一侧的石墨导线内的石墨纤维线束并未完全裸露，以使后续在裸露的石墨线束出现损坏时，可进一步将此位置石墨导线未被剥开的绝缘层剥开，从而可使最新剥开后的石墨纤维线束作为新的测量接触头3。

在另一些实施例中，上述测量连接线1可以为碳纤维复合导线，该碳纤维复合导线包括碳纤维线束以及包覆在碳纤维线束上的绝缘包覆层，其中，该碳纤维复合导线的测量端端部的碳纤维线束呈裸露的状态，并使碳纤维复合导线裸露出碳纤维线束的部分形成测量接触头。

由于碳纤维复合导线具有良好的导电性能，在测量薄膜电阻率时，碳纤维复合导线可有效的进行导电，另外，碳纤维复合导线内的碳纤维线束较为柔软，将碳纤维复合导线一端的石墨纤维线束裸露并作为测量接触头3，可有效的实现对薄膜电阻率的测量，且也不会对薄膜造成损坏。

在一些实施例中，如图4和图5所示，上述固定单元2包括至少两个固定块21，在固定块21上设置有与测量连接线1相匹配的槽孔22，测量连接线1设置于至少两个固定块21之间的槽孔22处，以在至少两个固定块21相互拼接固定后对测量连接线1压紧固定。

利用多个固定块21相互拼接后，可有效的将测量连接线1压紧固定，同时在固定块21上设置的槽孔22，可给予测量连接线1一个安装的空间，从而稳定的对测量连接线1固定。

其中，上述固定块21设置有两个，在两个固定块21相对的一侧面上的呈弧形的开槽，该两个固定块21相互对接固定，且两个固定块21上的开槽相互对接形成槽孔22。

利用两个固定块21的设置，可便于使其相互拼接固定，同时在固定块21相对的一侧设置开槽，便于使其相互拼接形成槽孔22，使将测量连接线1固定在两个固定块21之间的操作也相对简便。

进一步的，如图4所示，在上述固定块21的边缘设置有连接孔23，且在两个固定块21相互对接，并使两个固定块21上的开槽相互对接形成槽孔22后，两个固定块21上的连接孔23相互对齐，在相互对接的固定块21边缘的连接孔23之间设置有连接件，以将两个所述固定块21相对固定。

利用连接件的设置，可便于将相互对接的两个固定块21相互固定住，同时也便于后续对其进行拆卸。例如，当需要对测量连接线1或者测量接触头3进行检修或者更换时，只需将连接线打开即可对其进行更换。

基于同样的技术构思，本公开实施例还提供一种四探针测量仪，该四探针测量仪包括四探针仪本体上述实施例中涉及的四探针测量头装置。

通过将此种四探针测量装置连接在四探针仪本体上后，在对待检测薄膜进行实时测量时，由于测量接触的相对较为柔软，使得其不会对待检测薄膜造成一定的划伤，避免使经过实时检测的薄膜被损坏。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。