于半導(dǎo)體材料的電阻率,一般采用四探針、三探針和擴(kuò)展電阻。
電阻率是反映半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的重要參數(shù)之一。測(cè)量電阻率的方法很多,四探針?lè)ㄊ且环N廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,度高,對(duì)樣品的形狀無(wú)嚴(yán)格要求。
常用的是直線型四探針。四根探針的針尖在同一直線上,并且間距相等,都是S,一般采用0.5mm的間距,不同的探針間距需要對(duì)測(cè)量結(jié)果做相應(yīng)的校正。
一般目前的四探針電阻率(電導(dǎo)率)測(cè)試儀均已配置厚度的修正,通過(guò)厚度數(shù)值的設(shè)置,計(jì)算出不同的樣品厚度對(duì)電阻率的影響。
四探針?lè)ㄍǔS脕?lái)測(cè)量半導(dǎo)體的電阻率。四探針?lè)y(cè)量電阻率有個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn),它不需要校準(zhǔn);有時(shí)用其它方法測(cè)量電阻率時(shí)還用四探針?lè)ㄐ?zhǔn)。
與四探針?lè)ㄏ啾龋瑐鹘y(tǒng)的二探針?lè)ǜ奖阈?,因?yàn)樗恍枰僮鲀蓚€(gè)探針,但是處理二探針?lè)ǖ玫降臄?shù)據(jù)卻很復(fù)雜。如圖一,電阻兩端有兩個(gè)探針接觸,每個(gè)接觸點(diǎn)既測(cè)量電阻兩端的電流值,也測(cè)量了電阻兩端的電壓值。我們希望確定所測(cè)量的電阻器的電阻值,總電阻值:
RT = V/I = 2RW + 2RC + RDUT;
其中RW是導(dǎo)線電阻,RC是接觸電阻,RDUT是所要測(cè)量的電阻器的電阻,顯然用這種方法不能確定RDUT的值。矯正的辦法就是使用四點(diǎn)接觸法,即四探針?lè)?。如圖二,電流的路徑與圖一中相同,但是測(cè)量電壓使用的是另外兩個(gè)接觸點(diǎn)。盡管電壓計(jì)測(cè)量的電壓也包含了導(dǎo)線電壓和接觸電壓,但由于電壓計(jì)的內(nèi)阻很大,通過(guò)電壓計(jì)的電流非常小,因此,導(dǎo)線電壓與接觸電壓可以忽略不計(jì),測(cè)量的電壓值基本上等于電阻器兩端的電壓值。
通過(guò)采用四探針?lè)ㄈ〈结樂(lè)?,盡管電流所走的路徑是一樣的,但由于消除掉了寄生壓降,使得測(cè)量變得了。四探針?lè)ㄔ贚ord Kelvin使用之后,變得十分普及,命名為四探針?lè)ā?/p>
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