半导体电阻率测试仪

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探针方法测量半导体的电阻率

材料电阻率

探针系数

式中：S1、S2、S3分别为探针１与２，２与３，３与４之间距，用cm为单位时的值，S1=S2=S3=1mm.  每个探头都有自己的系数。C?6.28±0.05单位cm。

      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）簿片电阻率测量

       簿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：

式中：ρ0 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，可由附录IA或附录1B查得；

D(d/S)为样品形状和测量位置的修正函数，可由附录２查得。W/S＜0.5时，实用。

当圆形硅片的厚度满足W/S＜0.5时，电阻率为：

     

带扩散层的方块电阻测量

         当半导体薄层尺寸满足于半无限大时：

        若取I ＝ 4.53 I0，I0为该电流量程满度值，则R0值可由数字表中直接读出的数乘上10后得到。

仪器结构特征

?          数字式四探针测试仪主体部分由高灵敏度直流数字电压表、恒流源、电源、DC-DC电源变换器组成。为了扩大仪器功能及方便使用，还设立了单位、小数点自动显示电路、电流调节、自校电路和调零电路。

?          仪器电源经过DC-DC变换器，由恒流源电路产生一个高稳定恒定直流电流，其量程为10μA、100μA、1mA、10mA、100mA，数值连续可调，输送到１、４探针上，在样品上产生一个电位差，此直流电压信号由２、３探针输送到电气箱内。具有高灵敏度、高输入阻抗的直流放大器中将直流信号放大（放大量程有0.2mV、2mV、20mV 、200mV、2V），再经过双积分A/D变换将模拟量变换为数字量，经由计数器、单位、小数点自动转换电路显示出测量结果。

?          为克服测试时探针与样品接触时产生的接触电势和整流效应的影响。本仪器设立有“粗调”、“细调”调零电路能产生一个恒定的电势来补偿附加电势的影响。

?          仪器自较电路中备有精度为0.02％、阻值为19.96W的标准电阻,作为自校电路的基础，通过自校电路可以方便地对数字电压表精度和恒流源进行校准。

在半导体材料断面测量时：直径范围Φ15~100mm，其高度为400mm，如果要对大于400mm长单晶的断面测量，可以将座体的V型槽有机玻璃板取下，座体设有一个腰形孔，用户可以根据需要增设支衬垫块使晶体长度向台下延伸，以满足测量长单晶需求，测试架有专门的屏蔽导线插头与电气箱联结。

实验步骤

1、测试准备：电源开关置于断开位置，工作选择置于“短路”，电流开关处于弹出切断位置。将测试样品放在样品架上，调节高度手轮，使探针能与其表面保持良好接触。

2、打开电源并预热１小时。

3、极性开关置于上方，工作状态选择开关置于“短路”，拨动电流和电压量程开关，置于样品测量所合适的电流、电压量程范围。调节电压表的粗调细调调零，使显示为零。

4、将工作选择档置于“自校”，使电流显示出“１９９＊”，各量程数值误差为４字。

5、将工作选择档置于“调节”，电流调节在I＝6.28=C，C为探针几何修正系数。

?          测量电阻时，可以按表所示的电压电流量程进行选择。

电流 / 电阻 / 电压	0.2mV	2mV	20mV	200mV	2V
100mA	2mΩ	20mΩ	200mΩ	2Ω	20Ω
10mA	20mΩ	200mΩ	2Ω	20Ω	200Ω
1mA	200mΩ	2Ω	20Ω	200Ω	2kΩ
100μA	2Ω	20Ω	200Ω	2kΩ	20kΩ
10μA	20Ω	200Ω	2kΩ	20kΩ	200kΩ

6、工作状态选择开关置于“测量”，按下电流开关输出恒定电流，即可由数字显示板和单位显示灯直接读出测量值。再将极性开关拨至下方（负极性），按下电流开，读出测量值，将两次测量值取平均，即为样品在该处的电阻率值。关如果“±”极性发出闪烁信号，则测量数值已超过此电压量程，应将电压量程开关拨到更高档，读数后退出电流开关，数字显示恢复到零位。每次更换电压、电流量程均要重复3~5步骤。

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 FT-301多功能粉末电阻率测试仪 

概述：本测试台参照有关国际标准进行设计，可以对半导体粉末、高分子纳米粉末和固态金属粉末进行电阻、电阻率多用途的测量。
 组成及特点：1.测试台为探头、加压机构、粉末标准容器、压力检测、厚度检测等单元组成。压力机构采用手动操作，压力平稳可调，电子数码显示压力值。本仪器可一边加压同步测试，可方便测试不同压力下粉末的导电性能曲线，也可以单独作为粉末压制成片的工具使用，成片后可脱模取出，用普通四探针法测试相关参数！本仪器具有测量精度高，操作简便、稳定性好，重复性好，一机多用使用方便等特点。
   2. 本仪器采用国际通用的电流、电压四端子测量法（两个电流和电压电极同时和样品接触），可以消除电极与导线导通电阻产生的误差，克服了传统的二端测量粉末电阻率仪器的弊病，可以真实地、准确地测量出粉末样品的电阻率，因此重复性好。测试参数时同步检测压力和高度.

 优势：1.本机自带软件由电脑自动控制仪器工作，也可以选择人工手动操作；测试数据存储在电脑里面，自动生成测试报告，并自动打印出测试结果和数据，电脑和打印机（选购）

2. 用户可以设置测量粉杯的长度和直径，温度补偿的系数和补偿温度，电流的档位以及电压转换的时间。（其中，长度和直径的小数点已经确定，默认单位为mm）
   本仪器适用于碳素厂、焦化厂、石化厂、粉末冶金厂、高等院校、科研部门、是检验和分析固态和粉态样品质量的一种重要优良工具粉末电阻率测试仪

 

一、电阻测量范围： 
电阻率：   10-8～2X106Ω-cm
方块电阻：  10-8～2X 106Ω/□
电   阻：    10-8～2X106Ω

分辨率：  最小0.1μΩ         
测量误差±（0.05%读数±5字）
2、测量电压量程： 2mV   20mV  200mV 2V 
   测量精度±（0.1%读数）

分辨率：  0.1uV  1uV  10uV  100uV
3、⑴电流输出：直流电流 0～1000mA 连续可调，由交流电源供电。
⑵量程：1μA，10μA，100?A，1mA，10mA，1000mA, 
⑶误差：±0.2%读数±2字

4. 主机  240mm（长）×180 mm（宽）×80mm（高）

二、测试台技术参数

1、  试样粒度：试样粒度：40目以下—60目以上（标准筛网）

2、  试样容器：内经：Φ10mm

高度：0～20mm可调,带高度尺监测，测量误差：±0.02mm。
3、测试压强

标准压强：P₀=4Mpa±0.05Mpa，合压力40kg±0.5 kg(S=1.0cm²)。
   压强量程：20Mpa, P=0～20 Mpa可调，合压力0～200Kg,(S=1.0cm²)
4、压力机构采用手动操作、压力平稳可调。

液晶显示压力值！四位有效显示数0～200Kg，分别率±0.1 kg！

5、测试台外形：250mm（前宽）×220 mm（后长）×540mm（总高）
       重      量：10Kg

6、方式：数字显示电阻率、压力单位、电流、电压、小数点自动显示

7、电源：220±10% 50HZ—60HZ 功率消耗 < 60W

瑞柯仪器企业提供高精度粉末电阻率测试本系列产品主要是由电气控制部分和测试台试验部分组成，更多瑞柯仪器企业生产之粉末颗粒检测仪器，联系瑞柯仪器公司

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