KDY—1型四探針電阻率方阻測(cè)試儀

1、KDY1 型四探針電阻率/方阻測(cè)試儀使用說(shuō)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(cè)試儀（以下簡(jiǎn)稱電阻率測(cè)試儀）是用來(lái)測(cè)量半導(dǎo)體材料（主要是硅單晶、錯(cuò)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(cè)量?jī)x器。它主要由電氣測(cè)量部份（簡(jiǎn)稱：主機(jī)）、測(cè)試架及四探針頭組成。本儀器的特點(diǎn)是主機(jī)配置雙數(shù)字表，在測(cè)量電阻率的同時(shí)，另一塊數(shù)字表（以萬(wàn)分之幾的精度）適時(shí)監(jiān)測(cè)全程的電流變化，免除了測(cè)量電流/測(cè)量電阻率的轉(zhuǎn)換，更及時(shí)掌控測(cè)量電流。主機(jī)還提供精度為0.05%勺恒流源，使測(cè)量電流高度穩(wěn)定。本機(jī)配有恒流源開(kāi)關(guān)，在測(cè)量某些薄層材料時(shí)，可免除探針尖與被測(cè)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(cè)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(cè)量硅片時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行厚度、 直徑、 探針間距的修正， 并計(jì)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(cè)量帶來(lái)很大方便。2、測(cè)試儀結(jié)構(gòu)及工作原理測(cè)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(kāi)關(guān)及各種選擇開(kāi)關(guān)均裝在前面板上（見(jiàn)圖2）。后背板上只裝有電源插座、電源開(kāi)關(guān)、四探針頭連接插座、數(shù)據(jù)處理器連接插座及保險(xiǎn)管（見(jiàn)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(guò)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(cè)試儀方框圖電阻率測(cè)試儀方框圖測(cè)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(cè)量電流I（由DVM信測(cè)），探針頭（2、3）探針測(cè)取電位差V（由DVM測(cè)量），由下式即可計(jì)算出材料的電阻率：五擋恒流源計(jì)算機(jī)接口電路電壓表CDVM2）四探針頭電流方向處理手動(dòng)/自動(dòng)選擇電流表（DVMD電流調(diào)電流選擇小數(shù)點(diǎn)處理環(huán)節(jié)恒流源開(kāi)關(guān)P/R選擇口僅顯示輸出HQ-710E專用微機(jī)正測(cè)/反蒯最擇厚度小于4倍探針間距的樣片均可按下式計(jì)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(cè)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(diǎn)處理環(huán)節(jié)，因此使用時(shí)無(wú)需再考慮電流、電壓的單位問(wèn)題。如果用戶配置了HQ-710囁據(jù)處理器只要置入厚度WFSP測(cè)量電流I等有關(guān)參數(shù)，一切計(jì)算、記錄均由它代勞了。如果沒(méi)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(jì)算器算出準(zhǔn)確的樣片電阻率。對(duì)厚度大于4倍探針間距的樣片或晶錠，電阻率可按下式計(jì)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(wú)穹大的邊界條件)，無(wú)需進(jìn)行厚度、直接修正的經(jīng)典公式。此時(shí)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(shí)，計(jì)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(cè)量時(shí)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(cè)量方塊電阻時(shí)p/R選擇要在R僅在電流0.01mA檔時(shí)

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(shí)需要注意，如電流在0.01檔時(shí)電壓表讀數(shù)為00123,實(shí)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(cè)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(yùn)按鈕）供電流選檔用，220V電源接通后儀器自動(dòng)選擇在常用的1.0mA檔，此時(shí)1.0上方的紅色指示燈亮，隨著選擇開(kāi)關(guān)的按動(dòng)，指示燈在不同的檔位亮起，直選到檔位合適為止。打開(kāi)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(shí)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(cè)量有關(guān)的控制部件，電壓表（DMV2顯示各檔（p/R手動(dòng)/自動(dòng)）的正向、反向電壓測(cè)量值。p/R鍵必須選對(duì)，否則測(cè)量值會(huì)相差10倍；同樣手/自動(dòng)檔也必須選對(duì)，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(shí)請(qǐng)注意插頭與插座的對(duì)位標(biāo)志。因?yàn)樵诒澈笕菀茁┎澹蓜?dòng)時(shí)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(cè)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(cè)試架上是否已接好探針頭。電源線插頭插入220V座插后，開(kāi)啟背板上的電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)前面板上的數(shù)字表、發(fā)光二極管都會(huì)亮起來(lái)。探針頭壓在被測(cè)單晶上，打開(kāi)恒

8、流源開(kāi)關(guān)，左邊的表顯示從1、4探針流入單晶的測(cè)量電流，右邊的表顯示電阻率（測(cè)單晶錠時(shí)）或2、3探針間的電位差。電流大小通過(guò)旋轉(zhuǎn)前面板左下方的兩個(gè)電位器旋鈕加以調(diào)節(jié)，其它正、反向測(cè)量、P/R選擇、自動(dòng)/手動(dòng)測(cè)量都通過(guò)前面板上可自鎖的按鈕開(kāi)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(cè)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(shí)：10000又如在0.01mA檔顯示：06282在0.1mA檔顯示5位數(shù)時(shí)：10000又如在0.1mA檔顯示：04532在1mA當(dāng)顯示

9、5位數(shù)時(shí)：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(gè)電流選擇按鈕，每按一次進(jìn)一檔，儀器通電后自動(dòng)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?yàn)闉榱朔奖阒苯佑秒妷罕碜x電阻率，所以我們?nèi)藶楦膭?dòng)了電壓表的小數(shù)點(diǎn)移位，如需要直接讀取電壓值時(shí)需注意，本電壓表為199.99mV的數(shù)值電壓表，讀電壓值時(shí)小數(shù)點(diǎn)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(guó)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(cè)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(lái)源于國(guó)標(biāo)GB/T1552-1995硅、錯(cuò)單晶電阻率測(cè)定直排四探針?lè)ǜ戒?.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