四探针测试原理及在半导体测量中的重要性

 

半导体的电阻率在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围(上限按谢嘉奎《电子线路》取值，还有取其1/10或10倍的;因角标不可用，暂用当前描述)。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而减小，这与金属导体恰好相反。

凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。

反映半导体材料内在基本性质的却是其他外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的其他半导体性质赋予其他不同类型半导体器件以不同的功能和特性

 

适用范围Widely used：

1.覆盖膜;导电高分子膜，高、低温电热膜;隔热、导电窗膜 导电(屏蔽)布、装饰膜、装饰纸;金属化标签、合金类箔膜;熔炼、烧结、溅射、涂覆、涂布层，电阻式、电容式触屏薄膜;电极涂料，其他半导体材料、薄膜材料方阻测试

2.硅晶块、晶片电阻率及扩散层、外延层、ITO导电箔膜、导电橡胶等材料方块电阻  半导体材料/晶圆、太阳能电池、电子元器件，导电薄膜（ITO导电膜玻璃等），金属膜，导电漆膜，蒸发铝膜，PCB铜箔膜，

3.EMI涂层等物质的薄层电阻与电阻率  导电性油漆，导电性糊状物，导电性塑料，导电性橡胶，导电性薄膜，金属薄膜，

4.材料， EMI 防护材料，导电性纤维，导电性陶瓷等，

 

功能描述Description：

1. 四探针单电测量方法

2. 液晶显示，自动测量，自动量程，自动系数补偿.

3. 高集成电路系统、恒流输出.

4. 选配：PC软件进行数据管理和处理.

5. 提供中文或英文两种语言操作界面选择

 

详情标准：

1.硅片电阻率测量的标准（ASTM F84）.

2.GB/T 1551-2009 《硅单晶电阻率测定方法》.

3.GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》.

4.GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》.

 

 

型号及参数Models and technical parameters

规格型model

FT-331

FT-332

FT-333

FT-334

FT-335

FT-336

1.方块电阻范围Sheet   resistance

10-5～2×105Ω/□

10-4～2×105Ω/□

10-3～2×105Ω/□

10-3～2×104Ω/□

10-2～2×105Ω/□

10-2～2×104Ω/□

2.电阻率范围Resistivity  

10-6～2×106Ω-cm

10-5～2×106Ω-cm

10-4～2×106Ω-cm

10-4～2×105Ω-cm

10-3～2×106Ω-cm

10-3～2×105Ω-cm

测试电流范围

Test current

0.1μA ，1μA，10μA，100μA，1mA，10mA，100mA

10μA，100μA，1mA，10mA，100mA

0.1μA ，1μA，10μA，100μA，1mA，10mA，100mA

10μA，100μA，1mA，10mA，

100mA

0.1μA，1μA，10μA，100μA，1mA，10mA，100mA

1μA，10μA，100μA，1mA，10mA，100mA

4.电流 Current   accura

±0.1%

±0.2%

±0.2%

±0.3%

±0.3%

±0.3%

5.电阻Resistance  

≤0.3%

≤0.3%

≤0.3%

≤0.5%

≤0.5%

≤0.5%

6.显示读数display

液晶显示：电阻、电阻率、方阻、温度、单位换算、温度系数、电流、电压、探针形状、探针间距、厚度 、电导率LCD: resistance. resistivity. sheet   resistance. temperature. unit conversion.temperature coefficient. current.   voltage. probe shape. probe spacing. thickness. conductivity






7.测试方式test   mode

普通单电测量general single electrical measurement






8.工作电源power

输入: AC 220V±10%.50Hz 功 耗：<30W






9.误差errors

整机误差Machine uncertain errors≤4%（标准样片结果 Standard Sample results）






10.选购功能choose   to buy

选购1.pc软件； 选购2.方形探头； 选购3.直线形探头； 选购4.测试平台；5.标准电阻

1.pc software; 2. square probe; 3. linear   probe; 4. test Platform.






11.测试探头Test   probe

探针间距选购：1mm；2mm；3mm三种规格; 探针材质选购：碳化钨针;白钢针；镀金磷铜半球形针Optional   probe spacing: 1mm；2mm；3mm in   three sizes.

Select probe material: tungsten carbide   needle. white steel needle. gilded copper hemispherical needles.






 

 

 

工作原理和计算公式

1.四探针法测试薄层样品方阻计算和测试原理如下：

直线四探针测试布局如图8，相邻针距分别为S1、S2、S3,根据物理基础和电学原理：

当电流通过1、4探针，2、3探针测试电压时计算如下：

四探针测试结构

当电流通过1、2探针，4、3探针测试电压时计算如下：

 

从以上计算公式可以看出：方阻RS只取决于R1和R2，与探针间距无关．针距相等与否对RS的结果没有影响，本公司所生产之探针头都采用等距，偏差微小，对测试结果准确。