[实用新型]基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪

权利要求书

1.基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，包括：三轴运动平台、样品台、检测探头、数据采集卡、控制装置、氮气供应系统、脉冲电压发生电路，样品放置在样品台上，所述样品台为金属平台，所述三轴运动平台用于控制检测探头定位到样品上每个需要测试的点位置的上方，所述脉冲电压发生电路向样品台施加低压脉冲信号，所述检测探头包括采样电极、采样电路、氮气输送通道，所述采样电极一端为探测面，设置在样品的正上方，另一端通过屏蔽电缆与采样电路相连，采样电路通过数据采集卡与控制装置相连；在测试时，氮气供应系统输送氮气到氮气输送通道，氮气从氮气输送通道的氮气喷射孔喷出，使采样电极与样品之间充满氮气以形成保护层；所述控制装置用于根据采样电极采集的每个测量点的电荷变化的弛豫时间计算出样品电阻率。

2.根据权利要求1所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述检测探头还包括一金属套环外壳，其中心开有一用于放置采样电极的通孔，采样电极和金属套环外壳之间使用一绝缘管隔开，所述金属套环外壳的底部平面与采样电极的探测面处于同一平面；所述氮气输送通道设置在所述通孔的一侧，氮气输送通道一端通过氮气供应接口与氮气供应系统连接，另一端通过氮气喷射孔将氮气喷射到采样电极与样品之间。

3.根据权利要求2所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述采样电极采用直径1～2mm、长20～30mm的紫铜棒，采样电极一端为探测面，具有相对样品台表面小于1μm的平面度，另一端通过屏蔽电缆连接到采样电路的输入接口，采样电极与屏蔽电缆通过焊接固定；所述样品上表面和采样电极探测面之间距离在0.05～0.2mm。

4.根据权利要求2或3所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述绝缘管为聚四氟乙烯塑料管；

所述检测探头还包括采样电路供电接口、采样电路信号输出接口、氮气供应接口，所述采样电路供电接口、采样电路信号输出接口、氮气供应接口分别与电源系统、数据采集卡、氮气供应系统连接；所述检测探头采用T形结构，上部用于放置采样电路、采样电路供电接口、采样电路信号输出接口、氮气供应接口，下部用作金属套环外壳。

5.根据权利要求1所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述三轴运动平台包括运动控制系统、扫描运动系统，所述运动控制系统分别与控制装置、扫描运动系统连接；所述扫描运动系统包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、导轨安装支架、探头支架，其中X轴运动机构包括X轴驱动电机和X轴直线导轨，Z轴运动机构包括Z轴驱动电机和Z轴导轨，所述导轨安装支架固定在操作平台上，X轴直线导轨两端分别固定在导轨安装支架上，所述Z轴运动机构设置在X轴直线导轨上的滑块上，所述探头支架设置在Z轴导轨上，所述检测探头固定在探头支架上，检测探头的中轴线始终垂直于样品台；所述Y轴运动机构设置在操作平台上，包括Y轴驱动电机、Y轴直线导轨和Y轴直线光杆滑轨，Y轴直线导轨和Y轴直线光杆滑轨保持平行，样品台安装在Y轴直线导轨的滑块上。

6.根据权利要求5所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述X轴驱动电机、Y轴驱动电机、Z轴驱动电机均采用直流无刷伺服电机，X轴直线导轨、Y轴直线导轨均采用同步带直线导轨，Z轴导轨采用滚珠丝杠导轨。

7.根据权利要求1所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，在所述样品台下方还设有一用于在测试时固定待测样品的样品吸附系统，包括真空负压泵、吸盘、排气电磁阀、气管、三通连接头，所述样品台上设有吸附孔，吸盘设在该吸附孔的下方，吸盘与样品台之间设有密封圈，吸盘、真空负压泵进气口、排气电磁阀三者分别通过气管与三通连接头连接；

所述测绘仪还包括一继电器开关系统，所述氮气供应系统、样品吸附系统均通过该继电器开关系统与控制装置相连。

8.根据权利要求7所述的基于电容充放电原理的半绝缘半导体电阻率测绘仪，其特征在于，所述氮气供应系统包括氮气瓶、压力表、供气电磁阀、接头，所述接头通过管路与检测探头中的氮气供应接口相连，供气电磁阀与继电器开关系统相连，压力表设置在氮气瓶与供气电磁阀之间的管路上。