2021年四探针说明书.doc

SZT-2C四探针测试仪使用说明书一概述SZT-2C型数字式四探针测试仪是利用四线法测量原理多用途综合测量装置,配上专用四探针测试架,即能够测量片状,块状或柱状半导体材料径向和轴向电阻率,测量扩散层薄层电阻(亦称方块电阻)。四探针测试架有电动,手动,手持三种能够选配,另外还配有四个夹子四线输入插头用来作为测量线状或片状电阻中,低阻阻值。仪器由主机,测试架等部份组成,测试结果由液晶显示器显示,同时,液晶显示器还显示测量类型(电阻率,方块电阻和电阻);探头修正系数和温度值,用来监测仪器使用时环境温度。主机由开关电源,DC/DC变换器,高灵敏度电压测量部份,高稳定度恒流源,和微电脑控制系统组成。由於采取大规模集成电路,所以仪器可靠性高,测量稳定性好。测试探头采取宝石导向轴套和高硬度钢针,定位正确,游移率小,使用寿命长。仪器适用於半导体材料厂,半导体器件厂,科研单位,高等院校对半导体材料电阻性能测试。本仪器工作条件为: 使用温度: 23℃±3℃相对湿度: 50%~70%工作室内应无强磁场干扰,不和高频设备共用电源,二,技术参数测量范围电阻率:10⁻⁴-106Ω-cm 方块电阻10⁻⁴-106Ω/□电阻10-⁴-106Ω2,可测半导体材尺寸直径:Ф5-250mm 长(或高)度: ≤400mm(如配探笔能够测量任意长度)测量方位轴向,径向均可数字电压表:量程:20mV,200mV,2V误差:±%读数±2字输入阻抗:>10⁸Ω最大分辨率:10μV点阵液晶显示,过载显示。恒流源:电流输出:共分10μA,100uA,1mA,10mA,100mA六挡可经过按键选择,各挡均为定值不可调整,电阻率探头修正系和扩散层方块电阻修正系数均由机内CPU运算后,直接显示修正后结果。误差:±%±2字,在使用1μA恒流电流输出时为±%±5字6,四探针测试头; (1)探针间距: 1mm (2) 探针机械游移率:±% (3) 探针材料: 碳化钨, (4) 0-2Kg可调,最大压力约2Kg7,温度传感器; 本仪器增加了高精度温度传感器,以监测仪器使用时环境温度。温度测量范围;+99℃—-55℃ 温度测量精度;±℃8, 电源: 交流220V±10% 功耗 <35W本仪器能够选配电动测试架,手动测试架,手持探险头或四夹子电阻测量输入线。1,电动测试架;电动测试架是用步进电机驱动测试头升降,只要将被测工件放在测试平台中心位置,按一次开启按钮,测试头自动下降,直到针头和被测工件接触,探头将自动以慢速下降一段距离压紧探针使针和工件接触良好并等候测量,稍候测量结束,探头上行并恢复到原来位置。所以电动测试架操作简便,探针对被测工件所施压力恒定,测量结果稳定,提议优先选配。2,手动测试架以其结构简单不用电源见长,只要操作熟练,测量精度和稳定性也很好。3,手持式四探针测试头,使用灵活能够对任意形状半导体材料进行测试,而且脱离了测试架尺寸限止,能够对大尺寸单晶硅柱任意部位进行单点或多点测试,但由於探针对被测材料压力是由手感控制,所以,测量时必需将探头持稳压紧,确保探针和被测工件接触良好。4带夹四线测试头,是必配件,能够用四线法测量低阻值电阻。三,工作原理;测试原理;直流四探针法测试原理介绍以下;电阻率测量;(图一):当1,2,3,4四根金属针排成一直线时体材料上时,在1,4两根探针间经过电流I,则在2,3探针间产生电位差V,材料电阻率ρ=C(Ω-cm)(3-1)式中C为探针修正系数,由探针间距决定。当试样电阻率分布均匀,试样尺寸满足半无穷大条件时 C= (cm) (3-2)式中:S1,,S2S3分别为探针对1和2,2和3,3和4之间距离,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。每个探头全部有自已系数。C≈±,单位为cm。(a)块状或棒状样品体电阻率测量:由於块状或棒状样品外形尺寸远大於探针间距,符合半无穷大边界条件,电阻率值可直接由(3-1)式求出。(b)薄片电阻率测量:薄片样品因为其厚度和探针间距相近,不符合半远穷大边界条件,测量时要附加样品厚度,形状和测量位置修正系数。其电阻率值可由下面公式得出ρ=CG()D()=ρ0G()D()(3-3)式中ρ0——为块状体电阻率测量值G()———为样品厚度修正系数,可由附录1A或附录1B查得。W:样品厚度(μm);S探针间距(mm)D:()——为样品形状和测量位置修正函数可由附录2查得。当园形硅片厚度满足<,电阻率为ρ=ρ0(3-4)式中Ln2为2自然对数。当忽略探针几何修正系数时,即认为C=2πS时,(3-5)(©)扩散层方块电阻测量当半导体薄层尺寸满足于半无穷大平面条件时:(3-6)SZT-2B型四探针测试仪电气部分原理框图:(图二)仪器主体部分由单片计算机,