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HAD2258C型多功能数字式四探针测试仪课案
仪器在线/
HAD2258C型
多功能数字式四探针测试仪
技术使用说明书
2013.09.20版
北京恒奥德仪器仪表有限公司
目录
第1章 1
第2章 1
第3章 2
第4章 4
第5章 4
附录1A …………………………………………………………………………7
附录1B …………………………………………………………………………7
附录1A ………………………………………………………………………11
附录2 ………………………………………………………………… ……12
HAD-C型四探针测试台 操作使用说明书…………………………………14
欢迎使用HAD2258C型多功能数字式四探针测试仪!
由衷地感谢您加入本公司的用户队伍!
概述
HAD2258C型多功能数字式四探针测试仪是运用四探针测量原理测试导体、半导体材料电阻率/方阻的多用途综合测量仪器。该仪器并参考美国 A.S.T.M 标准z
9. 本仪器工作条件为:
温 度: 0-40℃
相对湿度: ≥60%
工作室内应无强电磁场干扰,不与高频设备共用电源。
10. 外形尺寸:
主机 245mm(长)×220 mm(宽)×95mm(高)
工作原理
*****电阻率与方阻概念******:
电阻率:当某种材料截成正方体时,平行对面间的电阻值只与材料的类别有关,而与正方形边长无关,这种单位体积的阻值可反映材料的导电特性,称为电阻率(体电阻率),记为:ρ,标准单位:Ω-m,常用单位Ω-cm.
方块电阻:薄膜类导体、半导体材料截成正方形时,平行对边间的电阻值只与材料的类别(电阻率)和厚度有关,而与正方形边长无关,这种单位面积的对边间的阻值可反映薄膜的导电特性和厚度信息,称为方块电阻,简称方阻。记为:R□,标准单位:Ω/□
1. 测试原理:直线四探针法测试原理简介如下:
[1]体电阻率测量:
如右 图3.1 四探针法测量原理图
当1、2、3、4四根金属探针排成一直线时,并以一定压力压在半导体材料上时,在1、4两根探针间通过电流I,则在2、3探针间产生电位差V。
材料电阻率 (Ω-cm) (3-1) 式中C为探针修正系数,由探针的间距决定。
当试样电阻率分布均匀,试样尺寸满足半无穷大条件时
C= (cm) (3-2)
式中:S1、S2、S3分别为探针1与2,2与3,3与4之间的距离,探头系数由制造厂对探针间距进行测定后确定,并提供给用户。每个探头都有自己的系数C。如下表:
探头系数速查表
直线四探针C=2πS 矩形四探针 S1=S2=S3=1mm C≈0.628 针距1.0mmX1.0mm C=1.072 S1=S2=S3=2mm C≈1.256 针距2.0mmX2.0mm C=2.144 (a)块状或棒状样品体电阻率测量:
由于块状或棒状样品外形尺寸远大于探针间距,符合半无穷大的边界条件,电阻率值可以直接由(3—1)式求出。
(b)薄片电阻率测量 (以S1=S2=S3=1mm时,C≈0.628 cm为例)。
薄片样品因为其厚度与探针间距相近,不符合半无穷大边界条件,测量时要附加样品的厚度、形状和测量位置的修正系数。其电阻率值可由下面公式得出:
(3-3)
式中: ρ0 :为块状体电阻率测量值
:为样品厚度修正函数,可由附录1A或附录1B查得。
*表中W:样品厚度(μm或mm);S:探针间距(mm)
:为样品形状与测量位置的修正函数,可由附录2查得。
* 当圆形硅片的厚度满足 0.5条件时,电阻率为:
(3-4)
式中Ln2为2的自然对数。W:样品厚度(cm);S:探针间距(cm)
** 当忽略探针几何修正系数时,即认为C=2πS时
(3-5)
式中Ln2为2的自然对数。W:样品厚度(cm);
[2] 扩散层的方块电阻测量
当半导体薄层尺寸满足于半无穷大平面条件时:
直线四探针等距 (3-6)
方形四探针等距 (3-6A)
[3] 特薄膜或薄层的电阻率测量
由于薄片或膜,查表厚度修正系数误差较大,可按式(3-5)和(3-6),忽略形状修正可得薄膜电阻率 ρ= R□*W , R□ 单位Ω/□, w单位cm , ρ单位Ω-cm (
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