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RTS-9雙電測四探針測試儀測量原理

更新時間:2020-02-12      瀏覽次數(shù):4340

RTS-9雙電測四探針測試儀測量原理

雙電測組合四探針法采用了以下二種組合的測量模式(見圖1)。

將直線四探針垂直壓在被測樣品表面上分別進行I14V23和I13V24組合測量,測量過程如下:

1. 進行I14V23組合測量:
  電流I從1針→4針,從2、3針測得電壓V23+;
  電流換向,I從4針→1針,從2、3針測得電壓V23-;
  計算正反向測量平均值:V23=(V23+ V23- )/2;

2. 進行I13V24組合測量:
  電流I從1針→3針,從2、4針測得電壓 V24+;
  電流換向,I從3針→1針,從2、4針測得電壓 V24-;
  計算正反向測量平均值:V24=(V24+ V24- )/2;

3. 計算(V23V24)值;

(以上V23、V24均以 mV 為單位);

4. 按以下兩公式計算幾何修正因子K:

若 1.18<(V23 V24)≤1.38 時;

K=-14.696+25.173(V23V24)-7.872(V23V24)2  ;   …(1)   

若 1.10≤(V23V24)≤1.18 時;

K=-15.85+26.15(V23V24)-7.872(V23V24)2 ; …(2)

5. 計算方塊電阻 R□ :

R□ =K·(V23/I)  (單位:Ω/□) ; …(3)

其中:I為測試電流,單位:mA;

    V23為從2、3針測得電壓V23+V23-的平均值,單位:mV;

6. 若已知樣品厚度W,可按下式計算樣品體電阻率ρ:

ρ=R□·W·F(W/S)/10  (單位:Ω.cm);             …(4)

其中:R□為方塊電阻值,單位:Ω/□;

         W為樣片厚度,單位:mm(W ≤3mm);

S為探針平均間距,單位:mm;

F(W/S) 為厚度修正系數(shù);

7. 計算百分變化率(以測試樣品電阻率ρ為例):

              ρM -ρm

   大百分變化(%)=─────×100%               …(5)

              ρm

 

              │ρa -ρc │  

   平均百分變化(%)=─────────×100%         …(6)

                              ρc

               2(ρM -ρm )  

   徑向不均勻度E(%)=──────────×100%     …(7)

                            ρM +ρm      

    以上式中:ρM 、ρm 分別為測量的電阻率大值與小值,單位:Ω.cm;

             ρc 為第1、2 點(即圓片中心測量點)測量平均值,單位:Ω.cm;

            ρa 為除第1、2 點外其余各點的測量平均值,單位:Ω.cm;

 

    (若測量樣品的方塊電阻值,則將(5)、(6)、(7)式中的ρM 、ρm 、ρa 、ρc 分別改成RM 、Rm 、Ra 、和Rc 。其公式意義與ρM 、ρm 、ρa 、ρc 相似)。

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