实验 四探针法测电阻率 1 ．实验目的： 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2 ．实验内容 ① 硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变条件（光照与否），对测量结果进行比较。 ② 薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测量。改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。 3 ． 实验原理： 在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法，就是用针间距约1 毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a所示。利用恒流源给1、4 两个探针通以小电流，然后在 2、3 两个探针上用高输入阻抗 的静 电计 、电位 差 计 、电子 毫伏 计 或 数 字 电压表测量电压，最 后根据 理论公 式 计 算 出 样品的电阻率［ １ ］ IVC23 式 中，C 为四探针的修 正 系 数 ，单位 为厘 米，C 的大小取 决 于四探针的排 列 方法和针距，探 针 的 位 置 和 间 距 确 定 以 后 ， 探 针 系 数C 就 是 一 个 常 数 ； V23 为2、 3 两 探 针 之 间 的 电压 ， 单 位 为 伏 特 ； I 为 通 过 样 品 的 电 流 ， 单 位 为 安 培 。 半 导 体 材 料 的 体 电 阻 率 和 薄 层 电 阻 率 的 测 量 结 果 往 往 与 式 样 的 形 状 和 尺 寸 密 切 相关 ， 下 面 我 们 分 两 种 情 况 来 进 行 讨 论 。 ⑴ 半 无 限 大 样 品 情 形 图1 给 出 了 四 探 针 法 测 半 无 穷 大 样 品 电 阻 率 的 原 理 图 ， 图 中 (a)为 四 探 针 测 量 电 阻率 的 装 置 ； (b)为 半 无 穷 大 样 品 上 探 针 电 流 的 分 布 及 等 势 面 图 形 ； (c)和 (d)分 别 为 正 方 形排 列 及 直 线 排 列 的 四 探 针 图 形 。 因 为 四 探 针 对 半 导 体 表 面 的 接 触 均 为 点 接 触 ， 所 以 ， 对图 １ （ b） 所 示 的 半...
