kdy-1型四探针电阻率方阻测试仪说明书11.01.10

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1、KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪使用说明书1、概述KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪（以下简称电阻率测试仪）是用来测量半导体材料（主要是硅单晶、锗单晶、硅片）电阻率，以及扩散层、外延层、ITO导电薄膜、导电橡胶方块电阻的测量仪器。它主要由电气测量部份（简称：主机）、测试架及四探针头组成。本仪器的特点是主机配置双数字表，在测量电阻率的同时，另一块数字表（以万分之几的精度）适时监测全程的电流变化，免除了测量电流/测量电阻率的转换，更及时掌控测量电流。主机还提供精度为0.05%的恒流源，使测量电流高度稳定。本机配有恒流源开关，在测量某些薄

2、层材料时，可免除探针尖与被测材料之间接触火花的发生，更好地保护箔膜。仪器配置了本公司的专利产品：“小游移四探针头”，探针游移率在0.1～0.2%。保证了仪器测量电阻率的重复性和准确度。本机如加配HQ-710E数据处理器或KDY测量系统，测量硅片时可自动进行厚度、直径、探针间距的修正，并计算、打印出硅片电阻率、径向电阻率的最大百分变化、平均百分变化、径向电阻率不均匀度，给测量带来很大方便。2、测试仪结构及工作原理测试仪主机由主机板、电源板、前面板、后背板、机箱组成。电压表、电流表、电流调节电位器、恒流源开关及各种选择开关均装在前面板上（见图

3、2）。后背板上只装有电源插座、电源开关、四探针头连接插座、数据处理器连接插座及保险管（见图3）。机箱底座上安装了主机板及电源板，相互间均通过接插件联接。仪器的工作原理如图1所示：测试仪的基本原理仍然是恒流源给探针头（1、4探针）提供稳定的测量电流I（由DVM1监测），探针头（2、3）探针测取电位差V（由DVM2测量），由下式即可计算出材料的电阻率：厚度小于4倍探针间距的样片均可按下式计算式中：V——DVM2电压的读数，mV。I——DVM1电流的读数，mA。W——被测样片的厚度值以cm为单位。F（W/S）——厚度修正系数，数值可查附录2。F

4、（S/D）——直径修正系数，数值可查附录3。Fsp——探针间距修正系数。Ft——温度修正系数，数值可查附录1。由于本机中已有小数点处理环节，因此使用时无需再考虑电流、电压的单位问题。如果用户配置了HQ-710E数据处理器只要置入厚度W、FSP、测量电流I等有关参数，一切计算、记录均由它代劳了。如果没有数据处理器（HQ-710E），用户同样可以依据上式用普通计算器算出准确的样片电阻率。对厚度大于4倍探针间距的样片或晶锭，电阻率可按下式计算：ρ=2πSV/I（2）这是大家熟悉的样品厚度和任一探针离样品边界的距离均大于4倍探针间距（近似半无穹大

5、的边界条件），无需进行厚度、直径修正的经典公式。此时如用间距S=1mm的探头，电流I(DVM1)选择0.628；用S=1.59mm的探头，电流I(DVM1)选择0.999，即可从本仪器的电压表V（DVM2）上直接读出电阻率。为了描述扩散薄层的导电性能,引入方块电阻的概念。我们如果在长为S,宽为T,厚度为W的薄层上测电阻：R□=ρ/WR=ρS/TW=(ρ/W)S/T=R□S/T若使S=T,即在薄层的一个正方形面积上测电阻:R=R□S/T=R□从上式可以看出，当S=T时，R=R□，R□表示一个正方形薄层的电阻，它与正方形边长无关，这是取名方块

6、电阻的缘由。用KDY-1测量方块电阻时，计算公式为：R□=ρ/W=V/IF(S/D)F(W/S)FSPFt由于扩散层很薄,当厚度W趋近于0时,F(W/S)趋近1，查附录2.R□=V/IF(S/D)FSPFt由于方块电阻与正方形边长无关,当直径D趋近于无穷大时,F(S/D)趋近4.532，查附录3.R□=V/IF(S/D)FSPFt=V/I×4.532×FSPFt当I=4.532时,R□=VFSPFt所以取I=4.532时,从KDY-1右边的电压表(DVM2)上即可直接读出扩散薄层的方块电阻R□。备注：在测量方块电阻时ρ/R键要选择在R档，

7、仅在电流0.01mA档时电压表最后一位数溢出（其他档位可以正常读数），故读数时需要注意，如电流在0.01mA档时电压表读数为12345，则实际方块电阻的读数应该是123450R□。3、使用方法（1）主机面板、背板介绍仪器除电源开关在背板外其它控制部分均安装在面板上，面板的左边集中了所有与测量电流有关的显示和控制部份，电流表（DMV1）显示各档电流值，电流选择按钮供电流选档用，～220V电源接通后仪器自动选择在常用的1.0mA档，此时1.0上方的红色指示灯亮，随着选择开关的按动，指示灯在不同的档位亮起，直选到档位合适为止。打开恒流源，上方指

8、示灯亮，电流表显示电流值，调节粗调旋钮使前三位数达到目标值，再调细调旋钮使后两位数达到目标值。这样就完成了电流调节工作，此时我们可以把注意力集中到右边，面板的右边集中了所有电压测量有关的控制部