KDY—1型四探針電阻率方阻測試儀

1、KDY1 型四探針電阻率/方阻測試儀使用說明書廣州市昆德科技有限公司1、概述KDY-1型四探針電阻率/方阻測試儀（以下簡稱電阻率測試儀）是用來測量半導(dǎo)體材料（主要是硅單晶、錯單晶、硅片）電阻率，以及擴(kuò)散層、外延層、ITO導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電橡膠方塊電阻的測量儀器。它主要由電氣測量部份（簡稱：主機(jī)）、測試架及四探針頭組成。本儀器的特點是主機(jī)配置雙數(shù)字表，在測量電阻率的同時，另一塊數(shù)字表（以萬分之幾的精度）適時監(jiān)測全程的電流變化，免除了測量電流/測量電阻率的轉(zhuǎn)換，更及時掌控測量電流。主機(jī)還提供精度為0.05%勺恒流源，使測量電流高度穩(wěn)定。本機(jī)配有恒流源開關(guān)，在測量某些薄層材料時，可免除探針尖與被測材料之

2、間接觸火花的發(fā)生，更好地保護(hù)箔膜。儀器配置了本公司的專利產(chǎn)品： “小游移四探針頭”， 探針游移率在0.10.2%保證了儀器測量電阻率的重復(fù)性和準(zhǔn)確度。本機(jī)如加配HQ-710E據(jù)處理器， 測量硅片時可自動進(jìn)行厚度、 直徑、 探針間距的修正， 并計算、打印出硅片電阻率、徑向電阻率的最大百分變化、平均百分變化、徑向電阻率不均勻度，給測量帶來很大方便。2、測試儀結(jié)構(gòu)及工作原理測試儀主機(jī)由主機(jī)板、電源板、前面板、后背板、機(jī)箱組成。電壓表、電流表、電流調(diào)節(jié)電位器、恒流源開關(guān)及各種選擇開關(guān)均裝在前面板上（見圖2）。后背板上只裝有電源插座、電源開關(guān)、四探針頭連接插座、數(shù)據(jù)處理器連接插座及保險管（見圖3）。機(jī)箱

3、底座上安裝了主機(jī)板及電源板，相互間均通過接插件聯(lián)接。儀器的工作原理如圖1所示：圖圖1電阻率測試儀方框圖電阻率測試儀方框圖測試儀的基本原理仍然是恒流源給探針頭（1、4探針）提供穩(wěn)定的測量電流I（由DVM信測），探針頭（2、3）探針測取電位差V（由DVM測量），由下式即可計算出材料的電阻率：五擋恒流源計算機(jī)接口電路電壓表CDVM2）四探針頭電流方向處理手動/自動選擇電流表（DVMD電流調(diào)電流選擇小數(shù)點處理環(huán)節(jié)恒流源開關(guān)P/R選擇口僅顯示輸出HQ-710E專用微機(jī)正測/反蒯最擇厚度小于4倍探針間距的樣片均可按下式計算p=WFwF(W/S)F(S/D)&式中：VDVM的讀數(shù)，的讀數(shù)，mVIDVM的讀數(shù)

4、，的讀數(shù)，mAW被測樣片的厚度值以cm為單位。F(W/S厚度修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄二。F(S/D)直徑修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄三。Fsp探針間距修正系數(shù)。Ft溫度修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄一。由于本機(jī)中已有小數(shù)點處理環(huán)節(jié)，因此使用時無需再考慮電流、電壓的單位問題。如果用戶配置了HQ-710囁據(jù)處理器只要置入厚度WFSP測量電流I等有關(guān)參數(shù)，一切計算、記錄均由它代勞了。如果沒有數(shù)據(jù)處理器(HQ-710E,用戶同樣可以依據(jù)上式用普通計算器算出準(zhǔn)確的樣片電阻率。對厚度大于4倍探針間距的樣片或晶錠，電阻率可按下式計算：P=2%SV/I這是大家熟悉的樣品厚度和任一探針離樣品邊界的距離均大于4倍探針間距(近似半

5、無穹大的邊界條件)，無需進(jìn)行厚度、直接修正的經(jīng)典公式。此時如用間距S=1mmj探頭，電流I選擇0.628;用S=1.59mmt勺探頭，電流I選擇0.999,即可從本儀器的電壓表(DVMI2上直接讀出電阻率。用KDHJW導(dǎo)電薄膜、硅的異型外延層、擴(kuò)散層、導(dǎo)電薄膜的方塊電阻時，計身算公式為:R=V/IF(D/S)F(W/S)F由于導(dǎo)電層非常薄故F(W/S尸尸,1所以只要選取電流I=F(D/S)FP,F(D/S)=4.532測量時電流調(diào)節(jié)至|J04532p/R選擇在R燈亮從KDY-右邊的電壓表(DVM2PIW直接讀出擴(kuò)散薄層的方塊電阻R。備注：在測量方塊電阻時p/R選擇要在R僅在電流0.01mA檔時

6、電壓表最后一位數(shù)溢出(其它檔位可以正常讀數(shù))，故讀數(shù)時需要注意，如電流在0.01檔時電壓表讀數(shù)為00123,實際讀數(shù)應(yīng)該是001230.。3、使用方法(1)主機(jī)面板、背板介紹圖圖2前面板圖前面板圖有與測量電流有關(guān)的顯示和控制部份，電流表（DMV1顯示各檔電流值，電流選擇值（隨運按鈕）供電流選檔用，220V電源接通后儀器自動選擇在常用的1.0mA檔，此時1.0上方的紅色指示燈亮，隨著選擇開關(guān)的按動，指示燈在不同的檔位亮起，直選到檔位合適為止。打開恒流源，上方指示燈亮，電流表顯示電流值，調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕使前三位數(shù)達(dá)到目標(biāo)值，再調(diào)細(xì)調(diào)旋鈕使后兩位數(shù)達(dá)到目標(biāo)值。這樣就完成了電流調(diào)節(jié)工作，此時我們可以把注意

7、力集中到右邊，面板的右邊集中了所有電壓測量有關(guān)的控制部件，電壓表（DMV2顯示各檔（p/R手動/自動）的正向、反向電壓測量值。p/R鍵必須選對，否則測量值會相差10倍；同樣手/自動檔也必須選對，否則儀器拒絕工作。后背板上主要安裝的是電纜插座，圖上標(biāo)得很清楚，安裝時請注意插頭與插座的對位標(biāo)志。因為在背后容易漏插，松動時不易被發(fā)現(xiàn)，所以安裝必須插全、插牢（2）使用儀器前將電源線、測試架聯(lián)接線、主機(jī)與數(shù)據(jù)處理器的聯(lián)接線（如使用處理器）聯(lián)接好，并注意一下測試架上是否已接好探針頭。電源線插頭插入220V座插后，開啟背板上的電源開關(guān)，此時前面板上的數(shù)字表、發(fā)光二極管都會亮起來。探針頭壓在被測單晶上，打開恒

8、流源開關(guān)，左邊的表顯示從1、4探針流入單晶的測量電流，右邊的表顯示電阻率（測單晶錠時）或2、3探針間的電位差。電流大小通過旋轉(zhuǎn)前面板左下方的兩個電位器旋鈕加以調(diào)節(jié)，其它正、反向測量、P/R選擇、自動/手動測量都通過前面板上可自鎖的按鈕開關(guān)控制。顯示：04532表示電流為：4.532mA100m鶴顯示：10000表示電流為：100mA顯示：06282表示電流為：62.82mA（3）儀器測量電流分五檔：0.01mA100mA讀數(shù)方法如下：在0.01mA檔顯示5位數(shù)時：10000又如在0.01mA檔顯示：06282在0.1mA檔顯示5位數(shù)時：10000又如在0.1mA檔顯示：04532在1mA當(dāng)顯示

9、5位數(shù)時：10000又如在1mA當(dāng)顯示：06282同樣在10mAs顯示：10000（10醫(yī)醫(yī)A）、0.1mA （100醫(yī)醫(yī)A）、1mA10mA表示電流為：0.01mA（10醫(yī)醫(yī)A）即表示電流為：6.28醫(yī)醫(yī)A表示電流為：0.1mA（100醫(yī)醫(yī)A）表示電流為：45.32醫(yī)醫(yī)A表示電流為：1mA表示電流為：0.6282mA表示電流為：10mA電流檔的選擇采用循環(huán)步進(jìn)式的選擇方式，在儀器面板上有一個電流選擇按鈕，每按一次進(jìn)一檔，儀器通電后自動設(shè)定在常用的1.0mA檔，如果你不斷地按下“電流選擇”按鈕，電流檔位按下列順序不斷地循環(huán)。1.0m-10mA100mA0.0-0.1.0mA10mA可以快速找到

10、你所需的檔位。(4)電壓表讀數(shù)：因為為了方便直接用電壓表讀電阻率，所以我們?nèi)藶楦膭恿穗妷罕淼男?shù)點移位，如需要直接讀取電壓值時需注意，本電壓表為199.99mV的數(shù)值電壓表，讀電壓值時小數(shù)點是固定位置的，例如：電壓表顯示讀電壓值1.9999199.99mV19.999199.99mV199.99199.99mV1999.9199.99mV19999199.99mV根據(jù)國標(biāo)GB/T1552-1995,不同電阻率硅試樣所需要的電流值如下表所示：電阻率，Q.cm電流,mA推薦的園片測量電流值0.031001000.030.30r100250.33102.533010.25303000.10.0253

11、003000215)100.90200.90120.90060.8921120.91380.91380.91400.9087140.92750.92750.92780.9253160.94220.94250.94280.9419180.95820.95800.95820.958520:0.97480.97500.9750:0.9751220.99150.99200.99220.9919231.00001.00001.00001.00002411.00781.00801.008211.0083261.02481.02511.02521.0249281.04401.04281.04141.0415

12、301.06001.06101.06121.0581附錄2.厚度修正系數(shù)F(W/S)為圓片厚度W與探針間距S之比的函數(shù)W/SF(W/S)W/SF(W/S)W/SF(W/S)W/SF(W/S)0.400.99930.600.99200.800.96641.00.9210.410.99920.610.99120.810.96451.20.8640.420.99900.620.99030.820.96271.40.8030.430.99890.630.98940.830.96081.60.7420.440.99870.640.98850.840.95881.80.6850.450.99860.650

13、.98750.850.95662.00.6340.460.99840.660.98650.860.95472.20.5870.470.99810.670.98530.870.95262.40.5460.480.99780.680.98420.880.95052.60.5100.490.99760.690.98300.890.94832.80.4770.500.99750.700.98180.900.94603.00.4480.510.99710.710.98040.910.94383.20.4220.520.99670.720.97910.920.94143.40.3990.530.99620

14、.730.97770.930.93913.60.3780.540.99580.740.97620.940.93673.80.3590.550.99530.750.97470.950.93434.00.3420.560.99470.760.97310.960.93180.570.99410.770.97150.970.92930.580.99340.780.96990.980.92630.590.99270.790.96810.990.9242注：厚度修正系數(shù)表的數(shù)據(jù)來源于國標(biāo)GB/T1552-1995硅、錯單晶電阻率測定直排四探針法附錄3.修正系數(shù)F2為探針間距S與圓片直徑D之比的函數(shù)S/DF(S/D)S/DF(S/D)S/DF(S/D)04.5320.0354.4850.0704.3480.0