四探针法

四探针法通常用来测量半导体的电阻率。四探针法础冷存七测量电阻率有个非常大的优点，它不需要校准;有时用其它方法测量电阻率时还用四探针法校准。

• 中文名 四探针法
• 外文名 Four probe method,
• 用途 测量半导体的电阻率
• 优点 不需要校准
• 算法总电阻值 RT = V/I = 2RW + 2RC + RDUT

简介

　　四探针法是测量扩散层薄层电阻的最通常的方法。用四个等距的金属探针接触硅表面，外边的两令探针通直流电来自流I，中间两个探针之间的电压降V由电位差计测量。由所测得的电流I和电压V，利用关于样品和探针几何结构的适当校正因子，可以直接换算成薄层电阻。

测量方法

　　与四探针法相比，传统的二探针法更方便些，因为它只需要操作两个探针，但是处理二探针法得到的数据却很复杂。如图一，电阻两端有两个探针接触，每个接触点既测量电阻两端的电流值，也测量了电阻两端的电压值。

图一.二探针法

　　我们希望确定所360百科测量的电阻器的电阻值，总电阻值:

　　RT = V/I = 2RW + 2RC + RDUT;

　　其中RW是导线电阻，RC是接触电阻，RDUT是所要测量的电阻器的电阻，显然用这种方法不能确定RDUT的值。矫正的办法就是使用四点接触法，即四探针法。如图二，电流的路径与图一中相同，但是测量电压使用的是另外两个接触点。尽管电压计测量的电压也包含了导线电压和接触电压，但由于电压计的内阻很大，通过电压计的电流非常小，因此，导线电压与接触电压可以忽略不计，测量的电压值基本上等于电阻器两端的电压值。

　　通过采用四探针法取代二探针法，尽管电流所走的路径是一样的，但由于消除掉了寄生压笔致衡降，使得测量变得精确了。四探针法在Lord Kelvin使用之往后，变得十分普及，命名为四蛋价探针法。

直线四探针法的测准条件分析

　　用直流四探针法测量电阻率时，必须满足以下测试条件:

　　1、测量区域的电阻率应是均匀的。为此针距不宜过大，一般采用1mm左右较适宜。

　　2、四根探针应处于同一平面的同一条直线上，因此样品表面应平整。

　　3、四探针与试样应有良好的欧姆接触。因此探针应当比较尖，与样品的接触点应为半球形，使电流入射状发散(或汇拢)，且接触半径应远远小于针距。要求针尖可压痕的线度必须小于100m，针尖应有一定压力，一般取20N为宜。

　　4、电流通过样品时不应引起样品的电导率发生变化。因为由探针流场白执入到半导体样品中的电流往往是以少子方式注人的。例如n型材料样品，电流往往不以电子(多子)从样品流出进入到探针，而是以空穴(少子)向n型样品注入。意居这种少子注入效应随电流密度增加而加强，当电流密度较大时，注入到样品的少子浓度就可以大大增加，以致使样品在测量道区域的电导率增加，这样测量出的电阻率就不能代表样品的来自实际电阻率。因此，应在小注入弱电场情况下进行测360百科量，具体地说，样品中的电场强度E应小于1V/cm。

　　5、上面提到的少子注入效应，一方面与电流密度有关;另一方面还与注入处的表面状况和样品本身电阻率有关。因为注入进去的少子是非平衡载流子，依靠杂质能级和表面令直院家种置变提副行复合中心与多子相复合，因此如果材料本身的电阻率低，那么非事问仍试亲态座目制刘钢平衡少子寿命也低。若表面又经过粗磨或喷砂处理，产生很多复合中心，这样注入到样品中的少子就在探针与样品接触点附近很快复合掉，减小了少子对测量区电导率的影响，从而保证电阻率测量的正确性。

干扰因素

　班句括　1、光照可能严重影响观察电阻率，特别是近似本征材料。因此风排教氧笔走富触快目所有测试应在暗室进行，除非是待测样品对周围的光不敏感。

　　2、当仪器放在高频干扰源附近时，测试回路中会引入虚假电流。因此仪器要有电磁屏蔽。

　　3、试样中电场强度不能过大，以避免少数载流子注入。如果使用的电流适当，则用该电流的两倍或一半时，引起电阻率的变化应小于0举道名衡判.5%。

　　4、由于电阻率受温度影响，一般测试适用温度为23℃±1℃。

　　5、对于厚度对测试的影响，一般测量用户可状谈具满服给以根据实际需要确定厚度的要求偏差。

　　6、由于探针压力对测量结果有影响，测量时应选择合适的探针压力。

　　7、仲裁测量时缩广争考都又压等光得吸选择探针间距为1.59mm，非仲裁测量可选择其他探针间距。