四探针低电阻率测试仪

四探针低电阻率测试仪技术参数：

1.电阻率：10-5～2×106Ω-cm
2.电   阻：10-5～2×106Ω

3.电导率：5×10-6～105ms/cm

4.分辨率： 小0.1μΩ测量误差±（0.05%读数±5字）

5.测量电压量程： 2mV   20mV  200mV 2V 测量精度±（0.1%读数）

6.分辨率：  0.1uV  1uV  10uV  100uV

7.电流输出：直流电流 0～1000mA 连续可调，由交流电源供电。

量程：1μA，10μA，100µA，1mA，10mA，1000mA, 误差：±0.2%读数±2字

8.显示方式：液晶显示电阻值、电阻率、电导率值、温度、压强值、单位自动换算

9.传感器压力：200kg  (其他规格可以定制)

10.粉末测量装置 模具：内径10mm；高：25mm；

加压方式：手动液压加压/自动加压方式（选购）

11.电源：220±10% 50HZ/60HZ

12.主机外形尺寸：330mm*350mm*120mm

13.净重量：约6kg

14.标配外选购：1）.标

四探针低电阻率测试仪

本标准修改采用SEMIMF84-1105《硅片电阻率测定四探针法》和SEMIMF397-1106《硅棒电阻

率测定两探针法》。

本标准与SEMIMF84-1105和SEMI MF 397-1106相比,主要变化如下:

--中厚度修正系数F(W/S)表格范围增加;

一按中文格式分直排四探针法、直流两探针法进行编排。

本标准代替GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》和GB/T 1552-1995《硅、锗

单品电阻率测定直排四探针法》。

本标准与GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995相比，主要有如下变化:

一一删除了锗单晶测定的相关内容;

一用文字描述代替了原标准GB/T 1551-1995和GB/T1552-1995中的若干记录测试数据的

表格;

--修改了直排四探针法中计算公式;

--补充了干扰因素。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会归口。

本标准起草单位:信息产业部专用材料质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第四十六研

究所。

本标准主要起草人:李静、何秀坤、张继荣、段曙光。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为:

--GB1552-1979、GB1551--1979、GB5251--1985、GB5253-1985、GB 6615-1986;

GB/T 1551-1995、GB/T1552--1995。

四探针低电阻率测试仪

1范围

本方法规定了用直排四探针法测量硅单晶电阻率的方法.

本方法适用于测量试样厚度和从试样边缘与任一探针端点的最近距离二者均大于探针间距的4倍

的硅单晶体电阻率以及测量直径大于探针间距10倍、厚度小于探针间距4倍的硅单晶圆片的电阻率。

本方法可测定的硅单晶电阻率范围为1X10-Ω・cm~3X10' Ω.cm.

2环境要求

环境温度为23℃±1℃,相对湿度不大于65%。

3干扰因素

3.1光照可能严重影响观察电阻率,特别是近似本征材料。因此,所有测试应在暗室进行,除非是待测

样品对周围的光不敏感。

3.2当仪器放置在高频于扰源附近时,测试回路中会引入虚假电流，因此仪器要有电磁屏蔽。

3.3试样中电场强度不能过大,以避免少数载流子注入。如果使用的电流适当,则用该电流的两倍或

一半时,引起电阻率的变化应小于0.5%。

3.4由于电阻率受温度影响,一般测试适用温度为23℃±1 ℃.

3.5对于厚度对测试的影响,仲裁测量要求厚度按本方法的6.3规定测量,一般测量用户可以根据实

际需要确定厚度的要求偏差。

3.6由于探针压力对测量结果有影响,测量时应选择合适的探针压力。

3.7仲裁测量时选择探针间距为1.59mm,非仲裁测量可选择其他探针间距。

4方法提要

排列成一直线的四根探针垂直地压在距离边缘6mm以上的平坦试样表面上,将直流电流I在两

外探针间通入试样,测量内侧两探针间所产生的电势差V,根据测得的电流和电势差值,按式(1)计算电

阻率。对圆片试样还应根据几何修正因子进行计算。测量示意图见图1.

p=2xs￥

..…………--…(1)

式中:

一电阻率,单位为欧姆厘米(Ω·cm);

V-测得的电势差,单位为毫伏(mV);

I一通入的电流,单位为毫安(mA);

S一探针间距,单位为厘米(cm).

四探针低电阻率测试仪

直排四探针测量示意图

5测量仪器

5.1探针装置由以下几部分组成。

5.1.1探针用钨,碳化钨或高速钢等金属制成,针尖呈圆锥型,夹角为45°~150*,尖端初始标称半径为

25 μm~50 μm。

5.1.2探针压力,每根探针压力为1.75 N士0.25 N或4.0N±0.5N,分别用于硅单晶棒的电阻率测

量,也可选择其他合适的探针压力。

5.1.3绝缘性,一探针(包括连接弹簧和外部引线)与任何其他探针或装置任一部分之间绝缘电阻大于

10’Ω.

5.1.4探针排列和间距,四根探针的尖端应成等间距直线排列。仲裁测量时,探针间距(相邻探针之间

的距离)标称值应为1.59mm。其他标称间距如1.00mm和0.6mm用于非仲裁测量,探针间距按7.2

测定。

5.1.5探针架,能在针尖几乎无横向移动的情况下使探针下降到试样表面.

5.2电学测量装置由下列几部分组成。

5.2.1任何满足7.1.6要求的电路均可用来进行电学测量。推荐电路(见图2)包括下述几部分。

·电位选择开关

恒流源

标准电阻

数字电压表

0.001mA一

100mA

电流选择开关

探针装置

圈2推荐电路图

5.2.2恒流源,电流范围为10-'A~10-*A,纹波系数不大于士0.1%,稳定度优于士0.05%。

5.2.3电流换向开关。

5.2.4标准电阻,0.01 0~100000Ω.0.05级.

5.2.5双刀双掷电位选择开关,图2推荐电路需要这一开关来选择测量标准电阻或试样上电势差。

5.2.6数字电压表,可用来测量以毫伏为单位的电势差或者连同电流源一起校准到能直接读出电压-

电流比值。测量满量程为0.2mV~50mV,分辨率为±0.05%(3½位有效数字),输入阻抗大于10°倍

试样电阻率。如试样电阻率仅限定在某一数值范围内,一个较小满量程范围就足够了。

5.3样品架/台,用于固定试样的合适夹具。

5.4散热器,用一直径至少为100 mm,厚为38 mm的铜块来支撑圆片试样和起散热器作用(图3)。

它应包括一个容纳温度计的小孔,使温度计能放置在离试样10mm范围内的散热器中心区。散热器上

放一片10 μm~25μm厚的云母片,使试样和散热器电绝缘。在云母片和铜块间、温度计孔中填充矿物

油活动有机硅散热以减少热阻。散热器安放应能使探针尖端阵列中心在试样中心的1mm以内。散热

四探针低电阻率测试仪

GB/T 1551-2009

器应与电学测量装置的接地端相连接。为了迅速对准试样中心,可在散热器表面加工一个与铜块同心

的浅圆环。

一样品

云母片

>38mm

温度计

>100mm

图3带有样品、云母片和温度计的散热器

5.5 研磨或喷砂设备,用以提供平坦的试样表面。研磨设备应能将圆片试样研磨到厚度变化不大于试

样中心处厚度值的±1.0%，

5.6机械或电子厚度测量仪,能测量试样不同位置的厚度,精度优于±1.0%。

5.7千分尺或游标卡尺,分辨率优于士0.05 mm。

5.8微移动机构,能以0.05 mm~0.10mm增量使探针装置或硅表面以垂直于探针尖端连线方向并

平行于硅表面移动。

5.9 工具显微镜,分辨率为1μm。

5.10显微镜至少放大400倍。

5.11温度计或其他测温仪器0℃~40℃,分度值为0.1℃。

5.12欧姆计,能指示大于10°Ω绝缘电阻。

5.13超声波清洗器,具有适当频率(18 kHz~45 kHz)和功率。

5.14化学实验室器具(如塑料烧杯、量筒、处理和清洗酸及其蒸气所需的设备等)。

6试样制备

6.1 试样用W14#(粒径为10μm)金刚砂研磨上下表面,保证无机械损伤、无沾污物。

6.2在不包括参考面或参考缺口的圆周上测量直径3次,计算试样的平均直径D。试样直径应大于

10倍平均探针间距S,直径变化不大于D的D/5S%,记下D值。

6.3在试样上测量9个点的厚度(见图4)。要求各测量点厚度与试样中心点厚度的偏差不大于

士1.0%,记下试样的中心厚度W.