基于嵌入式的晶圆类型测试系统研制

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1、工学硕士学位论文基于嵌入式的晶圆类型测试系统研制冯聚萌哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TN307工学硕士学位论文基于嵌入式的晶圆类型测试系统研制硕士研究生：冯聚萌导师：曹一江教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：集成电路工程所在单位：应用科学学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TN307DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDevelopmentonWaferTypeTestingSystemB

2、asedonEmbeddedSystemCandidate：FengJumengSupervisor：Prof.CaoYijiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：IntegratedCircuitEngineeringDateofOralExamination：March,2016HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明

3、：此处所提交的硕±学位论文《基于嵌入式的晶圆类型测试系统研制》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进斤研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研巧成果。对本文研巧工作做出贡献的个人和集。。体，均已在文中Ｗ明确方式注明本声明的法律结果将完全由本人承担ｉ作者签名；曰期：＾《年＾月＾曰；；哈尔滨理工大学硕古学位论文使用授权书《基于嵌入式的晶圆类型测试系统研制》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕

4、±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阀和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可臥采用影巧、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密口，在年解密后适用授权书不保密囚。请在臥上相应方框内打／（＾）作者签名：巧日期；年文月日导师签名；〇日；日期＞广备年月基于嵌入式的晶圆类

5、型测试系统研制摘要目前，晶圆导电类型测试设备大多为模拟式，可视化程度较低，不便于后续开发，并且功能上局限于对导电类型的区分。针对这一现状研制了一种采用冷热探针法基于32位ARM处理器的晶圆类型测试系统，在测量导电类型的基础之上扩展了不同晶圆温差电流随温差变化规律的测试和在相同条件下区分同种掺杂类型不同掺杂浓度的晶圆两个功能。测试系统硬件主要包括主控模块、温差电流检测模块、热探针温度测控模块、显示模块、电源模块、参考电压模块等几个部分。选用32位ARM处理器STM32F103ZET6作为主控芯片，通过设计相

6、应的外围电路，芯片的内部资源ADC、定时器、PWM等得到了充分利用，有效降低了系统的复杂程度；温差电流检测模块以高精度的仪表放大器INA114为核心器件进行放大电路的设计，经过测试校准后温差电流检测模块的有效检测范围为-130nA至+160nA，并且在-96nA至+117nA之间具有良好的线性；热探针的温度检测部分采用Pt1000热敏电阻作为温度传感器，可测控热探针的内部温度达到了170℃，采用经典的PID算法实现对热探针的温度控制，在设置针尖温度60℃时（内部145℃），可以在五分钟左右达到稳定，稳定后

7、的温度波动在0.5℃以内。软件方面通过模块化方式进行处理，使用C语言进行程序的编写并实现了10.4寸液晶显示屏的控制、触摸屏的输入、内部AD操作、串口通信、温差电流的采集、热探针温度的采集、冷探针温度的采集等功能。在调试好各模块的程序后，通过主程序完成整个测试系统的逻辑功能和对各个子程序的分时调用，整个程序运行稳定。根据系统需求，设计了内热式的热探针并制作了测试仪样机，实现了预期功能，并且运行稳定可靠。测试系统具有实时显示相关曲线、灵活简单的触摸控制、可进行后续开发、数字化等优点，具有较强的实际应用价值。

8、关键词导电类型；嵌入式；冷热探针法；测试系统；PID算法IDevelopmentonWaferTypeTestingSystemBasedonEmbeddedSystemAbstractCurrently,thetestequipmentofwaferconductivetypeisanalogcircuitgenerally,thelevelofvisualizationislower,whichisnotbeneficia