HAD2258C型多功能数字式四探针测试仪.doc

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 （