KDY——2型两探针电阻率测试仪.doc

KDY—1型四探针电阻率/方阻测试仪
使用说明书
北京中慧天诚科技有限公司
1、概述
KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪(以下简称电阻率测试仪)是用来测量半导体材料(主要是硅单晶、锗单晶、硅片)电阻率,以及扩散层、外延层、ITO导电薄膜、导电橡胶方块电阻的测量仪器。它主要由电气测量部份(简称:主机)、测试架及四探针头组成。
本仪器的特点是主机配置双数字表,在测量电阻率的同时,另一块数字表(以万分之几的精度)适时监测全程的电流变化,免除了测量电流/测量电阻率的转换,更及时掌控测量电流。%的恒流源,使测量电流高度稳定。本机配有恒流源开关,在测量某些薄层材料时,可免除探针尖与被测材料之间接触火花的发生,更好地保护箔膜。仪器配置了本公司的专利产品:“小游移四探针头”,~%。保证了仪器测量电阻率的重复性和准确度。本机如加配HQ-710E数据处理器,测量硅片时可自动进行厚度、直径、探针间距的修正,并计算、打印出硅片电阻率、径向电阻率的最大百分变化、平均百分变化、径向电阻率不均匀度,给测量带来很大方便。
2、测试仪结构及工作原理
测试仪主机由主机板、电源板、前面板、后背板、机箱组成。电压表、电流表、电流调节电位器、恒流源开关及各种选择开关均装在前面板上(见图2)。后背板上只装有电源插座、电源开关、四探针头连接插座、数据处理器连接插座及保险管(见图3)。机箱底座上安装了主机板及电源板,相互间均通过接插件联接。仪器的工作原理如图1所示:
测试仪的基本原理仍然是恒流源给探针头(1、4探针)提供稳定的测量电流I(由DVM1监测),探针头(2、3)探针测取电位差V(由DVM2测量),由下式即可计算出材料的电阻率:
厚度小于4倍探针间距的样片均可按下式计算
式中:V——DVM2的读数,mV。
I——DVM1的读数,mA。
W——被测样片的厚度值以cm为单位。
F(W/S)——厚度修正系数,数值可查附录二。
F(S/D)——直径修正系数,数值可查附录三。
Fsp——探针间距修正系数。
Ft——温度修正系数,数值可查附录一。
由于本机中已有小数点处理环节,因此使用时无需再考虑电流、电压的单位问题。如果用户配置了HQ-710E数据处理器只要置入厚度W、FSP、测量电流I等有关参数,一切计算、记录均由它代劳了。如果没有数据处理器(HQ-710E),用户同样可以依据上式用普通计算器算出准确的样片电阻率。
对厚度大于4倍探针间距的样片或晶锭,电阻率可按下式计算:
ρ=2πSV/I (2)
这是大家熟悉的样品厚度和任一探针离样品边界的距离均大于4倍探针间距(近似半无穹大的边界条件),无需进行厚度、直接修正的经典公式。此时如用间距S=1mm的探头,;用S=,,即可从本仪器的电压表(DVM2)上直接读出电阻率。
用KDY-1测量导电薄膜、硅的异型外延层、扩散层、导电薄膜的方块电阻时,计身算公式为:
R = V/I F(D/S) F(W/S)FSP
由于导电层非常薄故F(W/S)=1,所以只要选取电流 I=F(D/S) FSP, ,F(D/S)=
测量时电流调节到04532,ρ/R选择在R灯亮
从KDY-1右边的电