四探針測(cè)試儀測(cè)量薄膜的電阻率(2012)

1、四探針測(cè)試儀測(cè)量薄膜的電阻率四探針測(cè)試儀測(cè)量薄膜的電阻率一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握四探針?lè)y(cè)量電阻率和薄層電阻的原理及測(cè)量方法；2、了解影響電阻率測(cè)量的各種因素及改進(jìn)措施。二、實(shí)驗(yàn)儀器二、實(shí)驗(yàn)儀器采用SDY5型雙電測(cè)四探針測(cè)試儀（含：直流數(shù)字電壓表、恒流源、電源、DCDC電源變換器）。三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理電阻率的測(cè)量是半導(dǎo)體材料常規(guī)參數(shù)測(cè)量項(xiàng)目之一。測(cè)量電阻率的方法很多，如三探針?lè)ā㈦娙蓦妷悍?、擴(kuò)展電阻法等。四探針?lè)▌t是一種廣

2、泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法，在半導(dǎo)體工藝中最為常用。1、半導(dǎo)體材料體電阻率測(cè)量原理、半導(dǎo)體材料體電阻率測(cè)量原理在半無(wú)窮大樣品上的點(diǎn)電流源，若樣品的電阻率ρ均勻，引入點(diǎn)電流源的探針其電流強(qiáng)度為I，則所產(chǎn)生的電場(chǎng)具有球面的對(duì)稱性，即等位面為一系列以點(diǎn)電流為中心的半球面，如圖1所示。在以ｒ?yàn)榘霃降陌肭蛎嫔?，電流密度ｊ的分布是均勻的：若E為ｒ處的電場(chǎng)強(qiáng)度，則：由電場(chǎng)強(qiáng)度和電位梯度以及球面對(duì)稱關(guān)系，則：?。?yàn)闊o(wú)窮遠(yuǎn)處的電位為零，則：（1）drdE???dr

3、rIEdrd22?????????????????)(022rrrrdrEdrd????圖2任意位置的四探針圖1點(diǎn)電流源電場(chǎng)分布rlr???2)(?3另一種情況是極薄樣品，極薄樣品是指樣品厚度d比探針間距小很多，而橫向尺寸為無(wú)窮大的樣品，這時(shí)從探針1流入和從探針4流出的電流，其等位面近似為圓柱面高為d。任一等位面的半徑設(shè)為ｒ，類似于上面對(duì)半無(wú)窮大樣品的推導(dǎo)，很容易得出當(dāng)r12=r23=r34=S時(shí)，極薄樣品的電阻率為：上式說(shuō)明，對(duì)于極薄

4、樣品，在等間距探針情況下，探針間距和測(cè)量結(jié)果無(wú)關(guān)，電阻率和被測(cè)樣品的厚度d成正比。就本實(shí)驗(yàn)而言，當(dāng)１、２、３、４四根金屬探針排成一直線且以一定壓力壓在半導(dǎo)體材料上，在１、４兩處探針間通過(guò)電流I，則２、３探針間產(chǎn)生電位差V23。材料電阻率：(2)（2）式中：S為相鄰兩探針１與２、２與３、３與４之間距，就本實(shí)驗(yàn)而言，S=1mm，C?6.28?0.05(mm)。若電流取I=C時(shí)，則ρ＝V，可由數(shù)字電壓表直接讀出。2、擴(kuò)散層薄層電阻（方塊電阻）