四点探针测试技术
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四探针测试仪的技术参数四探针测试仪是一种用于测量材料电阻率、电导率、薄膜厚度等物理性质的仪器。
它具有高精度、高灵敏度、重复性好等特点,被广泛应用于半导体、涂层、薄膜等领域。
本文将介绍四探针测试仪的技术参数,以便用户在选择和使用时能够更好地了解该仪器的性能和优势。
1. 电极间距四探针测试仪的电极间距是指四个探针之间的距离,也称为探针间距。
不同的电极间距适用于不同的测试范围和需求。
在薄膜测量和研究中,0.1mm到10mm 的电极间距是比较常见的,而在半导体器件测试中,电极间距通常是几十微米到几毫米。
电极间距的精度越高,测试数据的精度也会更高。
2. 测试范围四探针测试仪的测试范围是指其可测量的电阻率范围或者电导率范围。
在实际应用中,测试范围应根据被测试物质的特性和需求而定。
较低的电阻率可用于半导体器件测试,而较高的电阻率通常用于涂层、薄膜等领域。
根据测试范围的不同,四探针测试仪还可测量物质的电荷密度、载流子浓度等物理量。
3. 精度四探针测试仪的精度是指测试结果的准确程度。
确保仪器精度是选择仪器时的重要因素。
仪器的精度受到多种因素的影响,包括仪器本身技术水平、电极间距、被测样品的性质和几何形状等。
一般而言,四探针测试仪的精度可达到0.01%至1%。
4. 工作频率四探针测试仪的工作频率是指测试时所使用的交流电压的频率。
在测量材料电阻率时,高频率可以减少热效应,从而减小误差。
而在测量材料的介电常数时,低频率的交流电压更有利于获得真实的测试结果。
因此,在使用四探针测试仪时,需要根据被测试材料的特性选择合适的工作频率。
5. 数据输出方式四探针测试仪的数据输出方式分为两种:数字输出和模拟输出。
数字输出通常用于自动处理测试数据和自动控制测量等应用,而模拟输出则适用于需要手动分析和处理数据的应用。
现代四探针测试仪通常都具有数字化的数据处理功能,能够自动输出测试结果,并直接传输到计算机或其他外部设备。
6. 附加功能现代四探针测试仪通常还具有一些附加功能,以提高仪器的性能和可靠性。
四探针测试标准“四探针测试标准”是指用四根相互垂直的探针对电路板上某一点进行测试,并得出相应数据的标准方法。
这一标准是电子制造工业中必不可少的一项检测方法,其准确性和可靠性越来越受到人们的重视。
下面分步骤阐述“四探针测试标准”的具体实现方法。
第一步:探针尺寸的确认四探针测试的尺寸非常重要,不同的应用场景需要不同大小的探针。
比如,在芯片测试领域,通常使用直径小于10um的探针。
而在生产线上,则需要更大一些的探针进行检测。
除此之外,探针的材质、长度等也需考虑。
第二步:探针的制作根据不同尺寸需求,制作符合标准的探针。
通常,探针尖端是用金属制成的,以便用于导电测试。
金属杆需要精确加工,确保探针的精度符合标准要求。
之后,探针还需要进行表面处理,通常是镀金或镀银。
第三步:探针的安装要保证测试的准确性,探针必须在正确的位置安装。
通常,测试就接在芯片的表面,需要四个探针沿着水平和垂直方向对芯片进行测试。
要确保四个探针之间的距离均匀,并且安装的准确度必须达到0.1 um以下。
第四步:测试仪器的选择和设置四探针测试需要使用专业设备进行,这些设备通过测量电阻、电容、电感和其它参数来检测芯片或电路板是否工作正常。
测试仪器质量的好坏,直接关系到测试结果的准确性和可靠性。
因此,需要选择高品质的设备,并进行正确的设置。
总之,“四探针测试标准”是一项十分重要的测试方法,可以保证电路板或芯片的质量和可靠性。
选好合适的探针尺寸,制作好合适的探针,正确安装,选择好测试仪器并进行正确设置,才能更好地实现四探针测试标准。
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]IV C23=ρ 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;V 23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 )所示的半无穷大样品,电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。
因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。
于是,样品电阻率为ρ,半径为r ,间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为dr r dR 22πρ=, 它们之间的电位差为 dr r IIdR dV 22πρ==。
四探针测试原理四探针测试(Four-point probe),也被称为四探针电阻测量法,是一种用于测量电导率和电阻的常用方法。
通过使用四个细尖探针接触材料表面,可以准确测量材料的电学性质。
本文将介绍四探针测试的原理以及其应用领域。
一、原理四探针测试的原理基于电流和电压之间的关系。
在传统的两探针测试中,只需要两个探针接触样品表面,但这种方法不能准确测量电阻,因为接触电阻会引入误差。
四探针测试则通过使用额外的两个探针来补偿接触电阻的影响,从而提高了测量的准确性。
四个探针分布在一个平面上,形成一个矩形或正方形的排列。
两个外侧的探针被称为“当前探针”,它们提供电流,并通过被测物体的表面传输电流。
两个内侧的探针被称为“电压探针”,它们用于测量在材料上形成的电压差。
在测试过程中,电流探针提供电流,通过被测材料流动,而电压探针则用于测量电压差。
根据欧姆定律,电阻可以通过测量电流和电压之间的比值来计算。
由于电流探针之间的距离相等且小于电压探针之间的距离,四探针测试可以减小接触电阻产生的误差。
因此,四探针测试可以提供更准确的电阻测量。
二、应用领域四探针测试在许多领域中都有重要的应用,特别是在材料科学和半导体领域。
以下是几个常见的应用领域:1. 材料科学:四探针测试可以用于测量材料的电阻率和导电性。
它被广泛用于研究不同材料的电学性质,以及评估材料的品质和一致性。
2. 半导体材料:四探针测试在半导体器件分析中具有重要作用。
它可以用来测量半导体材料的片内电阻和薄膜材料的电阻。
3. 导电薄膜:四探针测试可以测量导电薄膜的电阻率和薄膜的均匀性。
这对于制备导电薄膜和薄膜材料的性能优化至关重要。
4. 纳米材料:由于纳米材料的尺寸小,传统的两探针测试失效。
四探针测试可以在纳米材料的表面进行非破坏性电阻测量。
总结:四探针测试是一种准确测量电导率和电阻的方法。
通过使用四个探针接触材料表面,可以消除接触电阻造成的误差,提高测量的准确性。
四探针测试仪测试说明
1.抽样:用真空吸笔在每炉中等间距抽取5片扩散后的硅片,充分冷却后放在四探针测试台上。
2.选择电流“10×”档,EXCH。
I亮显。
按“下降”键使探针接触硅片中心点,换到I档,校准工作电流后按“上升”键使探针脱离硅片,换到R档。
3.测试电流(156×156为
4.532mA)。
4.测量硅片四角及中心方块电阻。
按“下降”键,待显示数字稳定后记录所测硅片位置的方块电阻,按“上升”键使探针脱离硅片,移动硅片换一个位置测量。
中心点方块电阻的测量要在中心附近,不准漏出台面上的方格图样,多取几个点求平均值。
确认扩散后方块电阻及其均匀性是否在检验要求规定的范围内。
因偏磷酸滴落或其它原因使硅片表面有明显痕迹或色差的硅片必须百分之百检测,直接返工。
5.为避免测试误差,边缘处的测试位置应离硅片边缘(1~2)cm,切不可在同一点上反复测量。
6.每4h校准一次工作电流,遇电流不稳情况,需多次校验。
每班上班后由负责扩散工序的工艺员人对每条线的四探针进行相互校准,判断每条线之间的四探针是否存在差异,如有通知计量人员对其进行校准。
7.为了减小测试值与实际值的差异,测试必须在较暗的环境下进行。
8.测得的数据应写在纸上,再输入电脑,按照时间,日期,管号排列。
9.测试完成后,工艺员将按照测试值与标准值的偏差调节工艺。