四探针测试仪测量薄膜的电阻率(发)

四探针法测量原理图 四探针测试仪测量薄膜的电阻率 〈一〉 实验目的 1、理解四探针方法测量半导体电阻率的原理； 2、学会用四探针方法测量半导体电阻率。 〈二〉实验原理 本实验采用 SDY-5型双电测四探针测试仪。该仪器采用了四探针双位组合测量新技术，将范德堡测量方法推广应用到直线四探针上，利用电流探针、电压探针的变换，进行两次电测量，能自动消除样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素对测量结果的影响。因而每次测量不必知道探针间距、样品尺寸及探针在样品表面上的位置。由于每次测量都是对几何因素的影响进行动态的自动修正，因此显著降低了几何因素影响，从而提高了测量结果的准确度。所有这些，用目前大量使用的常规四探针测量方法所生产的仪器是无法实现的。 使用本仪器进行测量时，由于不需要进行几何边界条件和探针间距的修正，因而对各种形状的薄膜材料及片状材料有广泛的适用性。仪器特别适用于测量片状半导体材料电阻率以及硅扩散层、离子注入层、异型外延层等半导体器件和液晶片导电膜、电热膜等薄层 (膜)的方块电阻。 仪器以大规模集成电路为核心部件 ,特别采用了平面轻触式开关设计和各种工作状态 LED指示，并应用了微计算机技术 ,利用 HQ-710F型微计算机作为专用测量控制及数据处理器,使得测量、计算、读数更加直观、快速，并能打印全部预置和测量数据。 1、体电阻率测量： 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，在１、４两处探针间通过电流 I，则２、３探针间产生电位差 V 。 材料电阻率: (1 ) 探针系数 : (2 ) CIV12122320π1111CSSSSSS 2 式中：S1、S2、S3 分别为探针１与２，２与３，３与４之间距，用 mm 为单位时的值，S1=S2=S3=1mm， 每个探头都有自己的系数。一般 C62.80. 5 mm=6.280. 05cm。 若电流取 I = C 时，则ρ ＝V，可由数字电压表直接读出。 （a）块状和棒状样品体电阻率测量： 由于块状和棒状样品外形尺寸与探针间距比较，合乎于半无限大的边界条件，电阻率值可以直接由（１）、（２）式求出。 （b）薄片电阻率测量 薄片样品因为其厚度与探针间距比较，不能忽略，测量时要提供样品的厚度形状和测量位置的修正系数。 电阻率值可由下面公式得出： （3 ） 式中：ρ 0 为块状体电阻率测量值；W：为样品厚度（um）；S：探针间距（mm）； G(W/S)为样品厚度修正函数，可由...