[发明专利]适用于高温高频条件下的阻抗测量方法

说明书

本发明旨在提供一种适用于高温高频条件下的阻抗测量方法，包括以下步骤：A、将待测材料制成圆形薄片状的样品片，将样品片夹持于同轴结构的夹具的内部，将夹具的一端通过数据线与矢量网络分析仪的接口连接，通过矢量网络分析仪测量得到夹持样品片的夹具的整体反射参数，计算得到夹具本身的阻抗值，计算得到的夹持样品片的夹具的整体阻抗值；B、计算得到样品片的阻抗值；C、根据样品片的阻抗值计算得到样品片的反射参数；D、预设补偿修正公式，计算得到补偿修正后的样品片的复介电常数；E、根据补偿修正后的样品片的复介电常数计算得到样品片的最终阻抗。该方法克服现有技术缺陷，具有测量误差小、测量精度高的特点。

技术领域

本发明涉及材料阻抗测试方法领域，具体涉及一种适用于高温高频条件下的阻抗测量方法。

背景技术

现有的半导体材料电阻率测量系统主要用于半导体材料导电性能的评估和测试，通常采用四线电阻法测量原理进行设计开发，可以在高温、真空的条件下测量半导体材料电阻和电阻率，可以分析被测样品电阻和电阻率随温度、时间变化的曲线，但测量频率范围值局限于20Hz—30MHz，不能满足在高频条件下的测量需要；并且在高频条件下微波会出现多次反射的现象，同时由于被测样品的厚度不同而导致微波在样品中传播时会发生相位的改变,进而出现电延迟的现象，存在较大的误差。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于高温高频条件下的阻抗测量方法，该方法克服现有技术缺陷，具有测量误差小、测量精度高的特点。

本发明的技术方案如下：

一种适用于高温高频条件下的阻抗测量方法，包括以下步骤：

A、将待测材料制成圆形薄片状的样品片，将样品片夹持于同轴结构的夹具的内部，将夹具的一端通过数据线与矢量网络分析仪的接口连接，控制夹持样品片的夹具温度为需要的测量温度值，通过矢量网络分析仪测量得到夹持样品片的夹具的整体反射参数，根据夹具的材料属性、尺寸参数计算得到夹具本身的阻抗值，并根据夹持样品片的夹具的整体反射参数、夹具的阻抗值计算得到的夹持样品片的夹具的整体阻抗值；

B、根据夹持样品片的夹具的整体阻抗值、夹具本身的阻抗值计算得到样品片的阻抗值；

C、根据样品片的阻抗值计算得到样品片的反射参数；

D、预设补偿修正公式，将样品片的反射参数代入补偿修正公式中，计算得到补偿修正后的样品片的复介电常数；

所述的补偿修正公式为：

其中S'₁₁为样品片的反射参数，ε为补偿修正后的样品片的复介电常数，t_ed为电延迟的时延，r为样品片的半径，n为多次反射的次数；

其中分布电感ω为角频率，μ为夹具的磁导率，电容

其中ε₀为真空介电常数，R_A为夹具的外管内壁的半径，R_B为夹具的内柱的半径；

E、根据补偿修正后的样品片的复介电常数计算得到样品片的最终阻抗。

优选地，所述的待测材料包括导体、半导体、高分子材料。

优选地，所述的步骤A中夹持样品片的夹具的整体阻抗值的计算具体为：

其中Z_m为夹持样品片的夹具的整体阻抗值，Z_c为夹具的阻抗值，S₁₁为夹具及样品片的整体反射参数；

其中ε₁为空气的介电常数。

优选地，所述的步骤B中样品片的阻抗值的计算具体如下：