《方块电阻测试仪校准方法的探讨》.pdf.pdf

方块电阻测试仪校准方法的探讨 DiscussionofCalibrationMethodaboutSheetResistanceMeter 吴俊生(广东省汕头市质量计量监督检测所,广东汕头 515041 ) 摘要:本文研究了方块电阻测试仪的校准方法,并对方块电阻测试仪示值误差测量结果不确定度进行评定。关键词:方块电阻测试仪;方块电阻;不确定度 方块电阻测试仪是一种专门测量半导体方块电阻(或称薄层电阻、面电阻)的仪器。可满足半导体材料、器件的研究生产单位对一般半导体材料、导电薄膜(ITO透明氧化膜)等同类物质的方块电阻测量的需求。如何对方块电阻测试仪进行校准,现在尚无国家检定规程或校准规范。本文根据方块电阻测试仪的检测原理对其校准方法进行研究探讨。 1 方块电阻测试仪的校准 11 1 范围本方法适用于测量范围为(11 00~ 19991 9 )Ω/□的方块电阻测试仪计量性能的校准。 11 2 应用文献 JJ F1059— 1999《测量不确定度评定与表示》 JJ F1071— 2000《国家计量校准规范编写规则》 JJ F1001— 1998《通用计量术语及定义》使用本方法时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 11 3 术语(1 )方块电阻单位厚度单位面积上的电阻值,单位Ω/□。(2 )方块电阻测试仪专门测量半导体方块电阻(或称薄层电阻、面电阻) 的仪器。 11 4 计量特性(1 )方块电阻根据方块电阻测试仪检测原理给出样品的方块电阻计算公式: R S= Δ VI · F DS · F WS · F SP (1 ) 式中:R S—方块电阻值,单位Ω/□; D—被测样品直径或长、宽度;W—扩散层或镀膜层厚度;S—探针间距; F (D/S )—样品直径修正系数; F (W/S )—膜层厚度修正系数;F SP—探针修正系数。当测量很簿的半导体双面扩散层或玻璃镀膜层的方块电阻时,被测材料可作类似无穷大,此时,公式(1 )中的 F (D/S )= 41 532 ;F (W/S )= 1 ,选取探针间距 S=1mm, 则 F SP= 1 ,这时就有: R S= 41 532· Δ VI (2 ) 公式(2 )的Δ VI 为本校准方法中的标准电阻值 R 0,则方块电阻的计算公式为 R x= 41 532· R 0 (3 ) 式中:R S—被检方块电阻测试仪的方块电阻示值, Ω/□; R 0—标准电阻值,Ω。(2 )绝缘电阻方块电阻测试仪四探针头针间的绝缘电阻应不小于 500M Ω。 11 5 校准条件(1 )环境条件温度: (20± 5 )℃;相对湿度:≤ 75 %。(2 )校准器及其他设备①直流标准电阻:应使用 01 1级以上直流标准电阻。②绝缘电阻表:使用 1000V (0~ 1000 )M Ω的绝缘电阻表。 11 6 校准项目和校准方法(1 )标准项目外观检查;方块电阻;绝缘电阻。(2 )校准方法①方块电阻测试仪方块电阻示值的校准校准接线图如图 1所示,依据四探针测量原理,2、 3 探针为恒流源测量端,1、 4探针为电压测量端。图 1 方块电阻测试仪方块电阻的校准原理线路图按图 1接好线路,根据测量范围均匀地选取测量点, 吴俊生:方块电阻测试仪校准方法的探讨 7 ? 1994-20