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四探针说明书

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0.21 210 .151 .152 .153 .154 .154 .155 .156 .157
0.22 220 .159 .159 .160 .161 .162 .162 .163 .164
0.23 230 .166 .167 .167 .168 .169 .170 .170 .171
0.24 240 .173 .174 .175 .175 176 177 .177 .178
0.35 350 .252 .253 .254 .255 .255 .256 .257 .257 .258 .259
- 5.-
(2)薄片电阻率测量: 当薄片厚度>0.5mm 时，按公式（3-3）计算ρ。 当薄片厚度<0.5mm 时，按公式（3-4）计算ρ。
(3)方块电阻测量:将修正系数调至 0.453，此时从数字表上读出的数值再乘上 10 即为 实际的方块电阻值。
(4)电阻测量，用四端子测量线作输入线，按图 5 所示夹持好样品，将修正系数调到 1.000，压下探针此时数字表上读出的数值为样品的电阻值。
仪器具有测量精度高、灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、测量简便、结构紧凑、 使用方便等特点。
仪器适用于半导体材料厂、半导体器件厂、科研单位、高等院校对半导体材料的电 阻性能的测试。特别适用于要求快速测量中低电阻率的场合。
本仪器工作条件为： 温 度： 23℃±2℃ 相对湿度： 60%～70% 工作室内应无强电磁场干扰，不与高频设备共用电源。
0.01 10 .007 .008 .009 .009 .010 .011 .012 .012
0.02 20 .014 .015 .016 .017 .017 .018 .019 .019
0.03 30 .022 .022 .023 .024 .025 .025 .026 .027
0.04 40 .029 .030 .030 .031 .032 .032 .033 .034
0.13 130 .094 .095 .095 .096 .097 .097 .098 .099
0.14 140 .101 .102 .102 .103 .104 .105 .105 .106
0.15 150 .108 .109 .110 .110 .111 .112 .113 .113
0.16 160 .115 .116 .117 .118 .118 .119 .120 .120
一、概述
SX1934B 型数字式四探针测试仪是运用四探针测量原理的多用途综合测量装置，它 可以测量片状、块状半导体材料的径向和轴向电阻率，测量扩散层的薄层电阻（亦称方 块电阻）。换上特制的四探针测试夹具，还可以对金属导体的低、中值电阻进行测量。
仪器由主机、测试探头（可选配测试台）等部分组成，测试结果由数字表头直接显 示。主机主要由数控恒流源，高分辨率 ADC、嵌入式单片机系统组成，自动转换量程。 测试探头采用宝石导向轴套和高耐磨碳化钨探针制成，故定位准确、游移率小、寿命长。
二、技术参数
1. 测量范围
电 阻 率： 10-2～102 Ω-cm
方块电阻： 10-1～103 Ω/□
电 阻： 10-3～9999 Ω
2. 可测半导体材料尺寸
直
径： Φ15～100mm
长（或高）度： ≤400mm
3. 测量方位
轴向、径向均可
4. 数字电压表：
- 1.-
⑴量程： 2V
⑵误差：±0.1%FSB±2LSB
2π
C=
1 S1
+
1 S2
－
1 S1+S2
－
1 （cm）（3-2） S2+S3
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≈6.28±
0.05，单位为 cm。
若取电流值 I=C 时，则 ρ=V，可由数字电压表直接读出。
0.25 250 .180 .181 .182 .183 .183. .184 .185 .185
0.26 260 .188 .188 .189 .190 .190 .191 .192 .193
0.27 270 .195 .195 .196 .197 .198 .199 .199 .200
表5
8
9
.006 .006
0.09 90 .065 .066 .066 .067 .068 .069 .069 .070
0.10 100 .072 .073 .074 .074 .075 .076 .077 .077
0.11 110 .079 .080 .081 .082 .082 .083 .084 .084
0.12 120 .087 .087 .088 .089 .089 .090 .091 .092
（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
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：
ρ=C
V I
⑶探
针： 碳化钨，Φ0.5mm
⑷压
力： 0～2kg 可调,最大压力约 2kg
7. 电源：
DC4.5V～8V
功 耗：<1W
电源适配器: 输入:220V±10% 50Hz
输出:DC5V±10%
8. 外形尺寸：
主机 170mm（长）×130 mm（宽）×50mm（高）
三、工作原理
1. 测试原理：直流四探针法测试原理简介如下： ⑴体电阻率测量：
.013 .014
.020 .021
.027 .028
.035 .035
.042 .043
.049 .050
.056 .057
பைடு நூலகம்
.063 .064
.071 .071
.078 .079
.085 .086
.092 .093
.100 .100
.107 .107
.114 .115
.121 .122
.128 .129
.136 .136
.143 .144
.150 .151
.157 .158
.164 .165
.172 .172
.179 .180
.186 .187
.193 .194
.201 .201
- 7.-
W/S W 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.28 280 .202 .203 .203 .204 .205 .205 .206 .207 .208 .208
0.32 320 .231 .232 .232 .233 .234 .234 .235 .236 .237 .237
0.33 330 .238 .239 .239 .240 .241 .242 .242 .243 .244 .245
0.34 340 .245 .246 .247 .247 .248 .249 .250 .250 .251 .252
- 2.-
图 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
ρ= C VI （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
0.29 290 .209 .210 211 211 .212 .213 214 214 215 216
0.30 300 .216 .217 .218 .219 .219 .220 .221 .221 .222 .223
0.31 310 .224 .224 .225 .226 .227 .227 .228 .229 .229 .230
G（
W S
）D（
d S
）=ρ0G（WS
）D（Sd
） （3-3）
- 3.-
式中：ρ0——为块状体电阻率测量值
G（
W S
）——为样品厚度修正函数，可由附录
1A
或附录
1B
查得。
W：样品厚度（μm）；S：探针间距（mm）
D（ d ）——为样品形状与测量位置的修正函数，可由附录 2 查得。
S 当圆形硅片的厚度满足
⑶最大分辨力：10µV
⑷精度：18 位 ADC（5 1/2 位）
显示: 4 位数字显示
小数点自动显示
5. 数控恒流源
⑴电流输出：直流电流 2µA～2mA，2µA 步进可调，系统自动调整。
⑵误差：±0.1%FSB±0.5LSB
6. 四探针测试探头：
⑴探 针 间 距： 1mm
⑵探针机械游移率： ±1.0%
0.05 50 .036 .037 .038 .038 .039 .040 .040 .041
0.06 60 .043 .044 .045 .045 .046 .047 .048 .048
0.07 70 .051 .051 .052 .053 .053 .054 .055 .056
0.08 80 .058 .058 .059 .060 .061 .061 .062 .063
四探针测试仪 恒流源
数字电压表
黑
V
黑
I
样品 Rx
图 5 电阻测量
- 6.-
附录 1A 样品厚度修正系数 G（WS ）
W

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四探针作业指导书

四探针作业指导书

四探针作业指导书嘿，朋友们！今天咱们来好好聊聊四探针这个神奇的家伙，以及如何玩转它的作业流程。

先来说说啥是四探针吧。

想象一下，你面前有一块神秘的材料，就像一块藏着无数秘密的宝藏。

而四探针呢，就是我们打开这个宝藏大门的钥匙。

它由四根细细的探针组成，就像四个勇敢的小探险家，准备深入材料内部去探索其中的奥秘。

咱们开始实际操作前，得先把准备工作做好。

首先，确保工作台上干净整洁，可别让乱七八糟的东西干扰了咱们的探险之旅。

然后，把四探针仪器小心地拿出来，检查一下探针是不是完好无损，有没有弯曲或者损坏的地方。

这就好比战士上战场前要检查自己的武器一样重要！接下来，就是连接电源和测量线啦。

这一步可别马虎，一定要插紧插对，不然四探针可就闹脾气不好好工作了。

我记得有一次，我一个同事在操作的时候，电源没插紧，结果测量的数据那叫一个乱七八糟，可把他急坏了。

最后发现就是这么一个小细节没注意，白白浪费了好多时间。

所以呀，大家可别犯这种低级错误。

好了，准备工作就绪，咱们开始测量。

把样品平稳地放在测试台上，让四探针的针尖轻轻接触样品表面。

这时候，要注意探针接触的位置要均匀，不能有偏差。

然后，打开仪器，读取数据。

这里有个小窍门，读取数据的时候，眼睛要平视仪器的显示屏，这样才能保证数据的准确性。

测量完成后，别着急收拾走人。

要先关闭仪器，拔掉电源和测量线，然后把四探针仪器小心地放回原处。

这就像是完成了一次冒险，要把工具收拾好，为下一次的探险做好准备。

总之，操作四探针虽然看起来不难，但每个步骤都需要我们认真仔细，不能有丝毫的马虎。

只有这样，我们才能得到准确可靠的数据，解开材料的神秘面纱。

希望这份作业指导书能帮助大家顺利地完成四探针的操作，让我们一起在科学的海洋里畅游，探索更多的未知吧！。

四探针测试仪安全操作规程

四探针测试仪安全操作规程

四探针测试仪安全操作规程四探针测试仪安全操作规程一仪器概况SDY-4 型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国ASTM标准而设计的，专用于测试半导体材料电阻率及方块电阻（薄层电阻）的专用仪器。

二操作规程1. 接上电源，开启主机，此时“R□”和“I”指示灯亮。

预热约5分钟。

2. 检查工作条件：工作温度23±2℃，相对湿度为65%，满足以上条件方可进行下面操作。

3. 根据硅片的直径厚度以及探针的修正系数，计算出所测硅片和标准样片的电流值。

4. 取下测头保护罩，用酒精棉球擦拭测头及工作平台。

5.根据每个合同所要求电阻率值的范围，按说明书选择电流量程。

6.用标准样片对测试仪进行校正，在硅片中心处至少检测3点，其平均值和标准样片电阻值进行比较，差值在1.5%之内，即可进行检测。

7.将已喷砂好的硅棒或者表面洁净的硅片放入探针架测试台面中心位置进行测试。

8.探针压在硅棒/片端面上的中心点，十点法要求对上、下端面测量，测量值稳定此时读取显示屏显示的电阻率值，并记录测量值。

如果有轴向测试要求，则将硅棒轴向端面进行打磨后测试轴向电阻率。

9.若测量过程中，显示屏出现测量值波动不稳定，超出偏差范围，停止工作，检查室温、硅棒测量面、及显示器是否出现异常。

10.整批测量完成，探针加上护罩，升降架下降到测量台面上方5cm-8cm处。

关闭电源开关。

三注意事项：1、每次开机后需先测试标准电阻率样片/块，测试值与标称值偏差不能超过1.5%；2、硅棒、硅片测试表面温度需控制在22-24度之间，环境温度控制在21-25度之间；3、测试前需确认四探针重复测试精度，针对样片、块同一点测试3次，重复测试误差不超过1%；4、被测试表面需与四探针下降方向保持垂直；5、被测试表面需利用喷砂、打磨、酒精擦拭等方式使表面无异物沾污、表面平整无凹坑、无突起；6、电阻率测试存在诸多不确定因素，出现偏差大的现象请及时通知相关责任人处理。

四探针测试仪测量薄膜的电阻率(2013)

四探针测试仪测量薄膜的电阻率(2013)

四探针测试仪测量薄膜的电阻率一、实验目的1、掌握四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理及测量方法；2、了解影响电阻率测量的各种因素及改进措施。

二、实验仪器采用SDY-5型双电测四探针测试仪（含：直流数字电压表、恒流源、电源、DC-DC电源变换器）。

三、实验原理电阻率的测量是半导体材料常规参数测量项目之一。

测量电阻率的方法很多，如三探针法、电容---电压法、扩展电阻法等。

四探针法则是一种广泛采用的标准方法，在半导体工艺中最为常用。

1、半导体材料体电阻率测量原理在半无穷大样品上的点电流源，若样品的电阻率ρ均匀，引入点电流源的探针其电流强度为I，则所产生的电场具有球面的对称性，即等位面为一系列以点电流为中心的半球面，如图1所示。

在以ｒ为半径的半球面上，电流密度ｊ的分布是均匀的：若E为ｒ处的电场强度，则：图3 四探针法测量原理图由电场强度和电位梯度以及球面对称关系， 则：取ｒ为无穷远处的电位为零， 则：（1） 上式就是半无穷大均匀样品上离开点电流源距离为ｒ的点的电位与探针流过的电流和样品电阻率的关系式，它代表了一个点电流源对距离ｒ处的点的电势的贡献。

对图2所示的情形，四根探针位于样品中央，电流从探针1流入，从探针4流出， 则可将1和4探针认为是点电流源，由1式可知，2和3探针的电位为：2、3探针的电位差为： 此可得出样品的电阻率为：上式就是利用直流四探针法测量电阻率的普遍公式。

我们只需测出流过1、4 探针的电流I 以及2、3 探针间的电位差V 23，代入四根探针的间距， 就可以求出该样品的电阻率ρ。

实际测量中， 最常用的是直线型四探针（如图3所示），即四根探针的针尖位于同一直线上，并且间距相等，设r 12=r 23=r 34=S ，则有：S IV πρ223= (223I V πρ=134132412)1111-+--r r rr dr d E ψ-=dr rI Edr d 22πρψ-=-=⎰⎰⎰∞∞I -=-=)(022r r r rdr Edr d ψπρψr l r πρψ2)(=)11(224122r r I -=πρψ11(234133r r I -=πρψ)1111(2341324123223r r r r I V +--=-=πρψψ需要指出的是： 这一公式是在半无限大样品的基础上导出的，实用中必需满足样品厚度及边缘与探针之间的最近距离大于四倍探针间距， 这样才能使该式具有足够的精确度。

四探针测试仪测量薄膜的电阻率(发)

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) C IV =ρ12122320π1111C S S S S S S =+--++式中：S 1、S 2、S 3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，S 1=S 2=S 3=1mm ， 每个探头都有自己的系数。

一般C ≈62.8±0. 5 mm=6.28±0. 05cm 。