半导体常规电学参数测试
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第一章半导体常规电学参数测试
❖ 3）测试电流
❖ 在测量过程中，通过样品的电流从两方面影响电阻率： ❖ a）少子注入并被电场扫到2,3探针附近，使电阻率减小； ❖ b）电流过大，使样品温度提高，样品的晶格散射作用加强，
导致电阻率会提高。
❖ 因此，要求电流尽量小，以保证在弱电场下进行测试。 ❖ a）对硅单晶材料，一般选取电场E小于1V/cm. ❖ b）若针距为1mm，则2,3探针的电位差不超过100mv.
半导体材料，电阻率反映了补偿后的杂质浓度。一般而言， 电阻率是杂质浓度差的函数。 ❖ 以P型半导体为例：
1
(NA ND)pq
式中----NA 为受主杂质浓度，ND 为施主杂质浓度 μp为空穴迁移率，q为电子电荷
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 二、电阻率的测试方法
❖ 按照测量仪器分类：
两探针法
❖ 1、接触法：
❖ 3、用冷热探笔测量时，保证热探笔不能太高（40-60℃）， 并不断交换冷热探笔的位置（欧姆接触，探笔触头60°， In 或Pb） 。
❖ 4、三探针法：探针接触压力小，探针接触半径不大于 50μm，。
❖ 5、避免电磁场的干扰。
第一章半导体常规电学参数测试
1.2 半导体硅单晶电阻率的测量
❖ 一、半导体材料的电阻率与载流子浓度 ❖ 电阻率是荷电载体流经材料时受到阻碍的一种量度。对于
影响，试样测量表面一般要求经过粗砂研磨或喷砂处理。 ❖ b)要求试样表面具有较高的平整度，且样品厚度以及任一探
针距样品边缘的距离必须大于4倍针距，以满足近似无穷大 的测试条件。 ❖ c)各测试点厚度与中心厚度的偏差不应大于±1%。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2）测试探针
❖ a）选择合适的材料作探针，目前一般使用钨丝、碳化钨等 材料。
❖ （2）恒流源： 输出电流：DC 0.1mA～10mA分两档 1mA量程：0.1～1mA 连续可调 10mA量程：1mA ～10mA连续可调
第一章半导体常规电学参数测试
❖ (4)四探针法测量电阻的侧准条件和测试工艺要求：
❖ 1）样品表面 ❖ a)为了增大表面复合，降低少子寿命，从而减小少子注入的
❖ 2）打开仪器面板左下角的电源开关，电源指示灯 及热笔加热灯亮。10分钟左右热笔达到工作温度时， 保温（绿）灯亮，即可进行型号测量。热探笔随后 自动进入保温→加热→保温→…循环，温度保持在 40-60℃（国标及国际标准规定的温度）。
❖ 3）先将热笔在被测单晶面上放稳，后将冷笔点压 在单晶上，液晶显示器即显示型号（N或P）。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 则，根据叠加原理及以上半球面的电位公式得到探针2,3的 电位分别为
❖ 因此，探针2,3之间的电位差为
❖ 由上式可得样品的电阻率为
第一章半导体常规电学参数测试
若四个探针在同一直线上，间距分别为s1,s2,s3如图所 示，则有
若s1=s2=s3=s,则有
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 探针材料：硬质合金（WC）
电阻测量误差：≤0.3%
3）特点
❖ a、测试范围广。 ❖ b、测试精度高。 ❖ c、即可测单晶硅，也可测多晶硅（硅芯测试）。 ❖ d、要求样品形状规则。 ❖ e、需焊接电极。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （4）两探针法测准条件：
❖ a、探针头的接触半径保持在25μm； ❖ b、样品表面经喷砂或研磨处理； ❖ c、通电流的两端面接触为欧姆接触，用镀镍或镀铜或超声
❖ ❖
四探针法 扩展电阻法 范德堡法
❖ ❖适用于测量硅单晶切、磨等硅片的电阻率
❖
❖ 2、无接触法： C-V法
涡旋电流法
❖测量硅抛光、外第延一章片半的导体电常规阻电率学参数测试
❖ 三、两种典型的测量方法 ❖ 1、两探针法 ❖ （1）一般金属测试电阻率：
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 如果用以上装置来测量半导体的电阻率，由于导线与样品之 间存在很大的接触电阻，其有效电路图如图所示：
❖ C---四探针的探针系数
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （2）四探针法测电阻率的基本原理 ❖ 假设半导体样品为半无穷大，且在此平面上有一点电流源，
如图所示，则在以点电流源为球心的任一半径（r）的半球 面上，任一点的电流密度相等为：
❖ 式中，I为点电流源的强度， 是半径为r的半球等位面的 面积。
1、原理：如图所示
利用冷热探笔与半导体 样品接触，在与冷热探 笔接触点之间产生电势 差，如两根探笔之间接 上检流计构成回路，产 生一温差电流，根据温 差电流的方向判断样品 的导电类型。
冷热探笔法测导电类型
第一章半导体常规电学参数测试
2、温差电动势、及电流的产生： ❖ （a）N型半导体
E
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （b）P型半导体
E
第一章半导体常规电学参数测试
3、导电类型的判定
❖ （1）检流计指针偏转（STY-1）
判断方式：
指针向正方偏转被 测样品为P型; 指针向负方向偏转 被测样品为N型。
第一章半导体常规电学参数测试
（2）液晶显示屏显示N或P（STY-2)
加热指示灯
保温指示灯
N型旋钮
电源开关
P型旋钮
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 电位差计测量两探针之间的电压降VT ，其有效电路 如图所示：
两探针之间的有效电路
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 由上图可得 ❖ 且有
❖ 因此电位差计测得的电压UT为：
U T u b ( u r 1 u r 2 ) u b I 2 ( r 1 r 2 )
❖ 用电位差计测量电压降：当电位差计处于平衡时，流经 电位差计被测电路线电流为0，即
❖ b）要求探针的间距不宜过大，要保证测试区内电阻率均匀， 因此一般为1-2mm.探针要在同一直线上。
❖ c）对探针与样品之间接触要求有一定的接触压力和接触半 径，以减小少子注入的影响，一般选取压力1.75-4N，接触 半径小于50μs,且每次测量压力保持一致，确保测量的重复 性和准确性。
❖ d)探针的游移度保证小于2%,确保测量的重复性和准确性。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 4）测量电阻率较高的单晶时，请将N型调零电位器 P型调零电位器调近临界点（逆时针旋转），以便 提高仪器的测量灵敏度。
❖ 5）在P型、N型显示不稳定时，以多次能重复的测 量结果为准。
❖ 6）测量时握笔的手不要与被测单晶接触，以免人 体感应影响测量结果。
第一章半导体常规电学参数测试
则根据叠加原理及以上半球面的电位公式得到探针23的电位分别为因此探针23之间的电位差为由上式可得样品的电阻率为若四个探针在同一直线上间距分别为s1s2s3如图所示则有若s1s2s3s则有由以上两公式以及公式可得探针系数为实际测量中为了直接读数一般设置电流的数值等于探针系数的数值如探针间距为s1mm则c2s0628cm若调节恒流i0628ma则由23探针直接读出的数值即为样品的电阻率
电流、电压数 字表
电流量 程:1mA/10mA
电阻/电阻率
测试/校准
电流调节旋钮（粗调）
第一章半导体常规电学参数测试
电流调节旋钮（微调）
❖ 使用方法：
❖ 1）打开测试仪电源开关，指示灯。 ❖ 2）将样品放在放在测试平台上，调节上下位置，使与探针
样品接触松紧适度。 ❖ 3）先将电流换档置“1mA”档,将ρ/R置于“ρ”档，将校准/测量
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 由于P点的电流密度与该点的电场强度E存在以下关系： ❖ 因此，由以上两式得 ❖ 设无穷远处电位为0（电流流入半导体）， 则P点处的电位
可以表示为
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 如图所示，四个探针位于样品中央，如果电流从探 针1流入，探针4流出，则可以把探针1和4认为是两 个点电流源。
第一章 硅单晶常规电学参数的测试
1.1 半导体硅单晶导电类型的测量 1.2 半导体硅单晶电阻率的测量 1.3 非平衡少数载流子寿命的测量
第一章半导体常规电学参数测试
1.1 半导体硅单晶导电型号的测量
❖一、根据硅单晶参杂的元素不同分类： ❖ 1、N型半导体（施主掺杂）
❖多数载流子为电子，少数载流子为空穴。
波焊接； ❖ d、样品电流不易过大，E≤1V/cm,测量低阻单晶时注意电流
不能过大，避免热效应。（样品的电阻率会随着温度的升高 而升高）
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2、四探针法
❖ （1）四探针法测电阻率的示意图 和计算公式
❖ 如图所示，将距离为1mm的四根 探针压在样品上，并对外面两根探 针通以恒流电流，在中间两根探针 连接电位差计测量其电压降，然后 根据以下公式进行计算：
❖ 由以上两公式以及公式
可得探针系数为
❖实际测量中为了直接读数，一般设置电流的数值等于探针 系数的数值，如探针间距为S=1mm,则C=2πS=0.628cm,若 调节恒流I=0.628mA，则由，2,3探针直接读出的数值即为样 品的电阻率。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （3）四探针测试仪器（KDY-1A)
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 4）测量区域、边缘修正和厚度修正 ❖ 对于探针而言，如果待测样品完全满足近似半无穷大，测
量值可近似真实值。一般当直径方向大于40倍针距，边缘 不需修正（F1=1);当样品厚度大于5倍针距时，厚度因子不 需修正（F2=1) ❖ 若不满足以上条件时，则根据四探针仪器的使用手册进行 修正。其电阻率的公式为
❖ 所以有
第一章半导体常规电学参数测试
（3）两探针法测试仪器（kDY-2）
❖ 1）结构：如图所示
电压表 电流表
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2）主要参数
❖ 可测硅晶体电阻率：0.005-50000Ω•cm 可测硅棒尺寸：最大长度300mm；直径20mm 探针针距：1.59mm；探针直径Φ0.8mm
❖ 2、P型半导体(受主掺杂）
❖多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子。
第一章半导体常规电学参数测试
第一章半导体常规电学参数测试
第一章半导体常规电学参数测试
二、导电类型的测量方法
ห้องสมุดไป่ตู้
温差电动势法 整流效应法
冷热探笔法
冷探针法 三探针法 四探针法 单探针点接触整流法
第一章半导体常规电学参数测试
三、冷热探笔法
冷探笔
热探笔
第一章半导体常规电学参数测试
STY-2仪器的优点 ❖ 1、采用第四代集成电路设计、生产。 ❖ 2、自动恒温的热探笔。 ❖ 3、由液晶器件直接发显示N、P型。 ❖ 4、操作方便、测试直观、快速、准确。
第一章半导体常规电学参数测试
使用方法
❖ 1）插好背板上的电源线，并与～220V插座相接； 将热笔、冷笔与面板上4芯、3芯插座相接。
❖ STY-3----热探笔及整流导电类型测试方法 设计的导电类型鉴别仪
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 五、冷热探笔法和三探针法的测准因素分析 ❖ 1、冷热探笔法的测量范围：1000Ω.cm以下，三探针法为1-
1000Ω.cm。
❖ 2、表面要求：无反型层、无氧化层，清洁无污；对表面进 行喷砂或研磨处理；（不要用未处理的表面或腐蚀、抛光的 表面)
C.V23F1F2
I
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 5)测试环境和温度修正
❖ 一般来说，四探针测试过程要求测试室的环境恒温、恒湿、 避光、无磁、无震。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （2）两探针法电阻率的基本原理 ❖ 如图所示，在样品两端通以电流，并在样品的电流回路上串
联一个标准电阻Rs，利用高阻抗输入的电压表或电位差计测 量电阻上的电压降Vs，计算出流经半导体样品中的电流：
第一章半导体常规电学参数测试
两探针法测试半导体材料电阻率示意图
❖ 然后依靠两个靠弹簧压紧的探针在半导体样品的长 度测量A、B两点的电压降VT,并测量出该两点之间 的距离L。因此，可得样品的电阻率：
❖ 得到外加电压和u2u2 ′的波形图
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 得到直流分量u2u2 ′ >0。把作为探针2,3电路的电动势，电流 有3′→2 ′。如下图所示
❖ 如为P型材料，则同理分析，电压u2u2 ′ 有负的直流分量， 在探针2,3的电路中，电流由2 ′ → 3 ′
第一章半导体常规电学参数测试
四、三探针法
❖ 如图所示，在样品上压上三个探针，针距在0.15-1.5mm范围。在探针1 和探针2之间接上交流电源，在探针2和探针3之间接上检流计。根据检 流计的指针偏转的方向来判断晶体的导电类型。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 测试原理：以N型半导体为例，如图所示：
第一章半导体常规电学参数测试
置于“校准”档。调节电流（S＝1mm）： 电流换档置“1mA” 档时，调节数值为62.8；电流换档置“10mA”档时，调节数 值为6. 28. ❖ 4）将校准/测量置于“测量”档，进行读数。 ❖ 5在距表面边缘4倍针距内分别测量5组数据，取平均值。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 主要参数
❖ （1）可测量 电阻率：0.01～199.9Ω.cm。 可测方块电阻：0.1～1999Ω/口 当被测材料电阻率≥200Ω.cm数字表显示0.00。
❖ 3）测试电流
❖ 在测量过程中，通过样品的电流从两方面影响电阻率： ❖ a）少子注入并被电场扫到2,3探针附近，使电阻率减小； ❖ b）电流过大，使样品温度提高，样品的晶格散射作用加强，
导致电阻率会提高。
❖ 因此，要求电流尽量小，以保证在弱电场下进行测试。 ❖ a）对硅单晶材料，一般选取电场E小于1V/cm. ❖ b）若针距为1mm，则2,3探针的电位差不超过100mv.
半导体材料，电阻率反映了补偿后的杂质浓度。一般而言， 电阻率是杂质浓度差的函数。 ❖ 以P型半导体为例：
1
(NA ND)pq
式中----NA 为受主杂质浓度，ND 为施主杂质浓度 μp为空穴迁移率，q为电子电荷
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 二、电阻率的测试方法
❖ 按照测量仪器分类：
两探针法
❖ 1、接触法：
❖ 3、用冷热探笔测量时，保证热探笔不能太高（40-60℃）， 并不断交换冷热探笔的位置（欧姆接触，探笔触头60°， In 或Pb） 。
❖ 4、三探针法：探针接触压力小，探针接触半径不大于 50μm，。
❖ 5、避免电磁场的干扰。
第一章半导体常规电学参数测试
1.2 半导体硅单晶电阻率的测量
❖ 一、半导体材料的电阻率与载流子浓度 ❖ 电阻率是荷电载体流经材料时受到阻碍的一种量度。对于
影响，试样测量表面一般要求经过粗砂研磨或喷砂处理。 ❖ b)要求试样表面具有较高的平整度，且样品厚度以及任一探
针距样品边缘的距离必须大于4倍针距，以满足近似无穷大 的测试条件。 ❖ c)各测试点厚度与中心厚度的偏差不应大于±1%。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2）测试探针
❖ a）选择合适的材料作探针，目前一般使用钨丝、碳化钨等 材料。
❖ （2）恒流源： 输出电流：DC 0.1mA～10mA分两档 1mA量程：0.1～1mA 连续可调 10mA量程：1mA ～10mA连续可调
第一章半导体常规电学参数测试
❖ (4)四探针法测量电阻的侧准条件和测试工艺要求：
❖ 1）样品表面 ❖ a)为了增大表面复合，降低少子寿命，从而减小少子注入的
❖ 2）打开仪器面板左下角的电源开关，电源指示灯 及热笔加热灯亮。10分钟左右热笔达到工作温度时， 保温（绿）灯亮，即可进行型号测量。热探笔随后 自动进入保温→加热→保温→…循环，温度保持在 40-60℃（国标及国际标准规定的温度）。
❖ 3）先将热笔在被测单晶面上放稳，后将冷笔点压 在单晶上，液晶显示器即显示型号（N或P）。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 则，根据叠加原理及以上半球面的电位公式得到探针2,3的 电位分别为
❖ 因此，探针2,3之间的电位差为
❖ 由上式可得样品的电阻率为
第一章半导体常规电学参数测试
若四个探针在同一直线上，间距分别为s1,s2,s3如图所 示，则有
若s1=s2=s3=s,则有
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 探针材料：硬质合金（WC）
电阻测量误差：≤0.3%
3）特点
❖ a、测试范围广。 ❖ b、测试精度高。 ❖ c、即可测单晶硅，也可测多晶硅（硅芯测试）。 ❖ d、要求样品形状规则。 ❖ e、需焊接电极。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （4）两探针法测准条件：
❖ a、探针头的接触半径保持在25μm； ❖ b、样品表面经喷砂或研磨处理； ❖ c、通电流的两端面接触为欧姆接触，用镀镍或镀铜或超声
❖ ❖
四探针法 扩展电阻法 范德堡法
❖ ❖适用于测量硅单晶切、磨等硅片的电阻率
❖
❖ 2、无接触法： C-V法
涡旋电流法
❖测量硅抛光、外第延一章片半的导体电常规阻电率学参数测试
❖ 三、两种典型的测量方法 ❖ 1、两探针法 ❖ （1）一般金属测试电阻率：
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 如果用以上装置来测量半导体的电阻率，由于导线与样品之 间存在很大的接触电阻，其有效电路图如图所示：
❖ C---四探针的探针系数
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （2）四探针法测电阻率的基本原理 ❖ 假设半导体样品为半无穷大，且在此平面上有一点电流源，
如图所示，则在以点电流源为球心的任一半径（r）的半球 面上，任一点的电流密度相等为：
❖ 式中，I为点电流源的强度， 是半径为r的半球等位面的 面积。
1、原理：如图所示
利用冷热探笔与半导体 样品接触，在与冷热探 笔接触点之间产生电势 差，如两根探笔之间接 上检流计构成回路，产 生一温差电流，根据温 差电流的方向判断样品 的导电类型。
冷热探笔法测导电类型
第一章半导体常规电学参数测试
2、温差电动势、及电流的产生： ❖ （a）N型半导体
E
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （b）P型半导体
E
第一章半导体常规电学参数测试
3、导电类型的判定
❖ （1）检流计指针偏转（STY-1）
判断方式：
指针向正方偏转被 测样品为P型; 指针向负方向偏转 被测样品为N型。
第一章半导体常规电学参数测试
（2）液晶显示屏显示N或P（STY-2)
加热指示灯
保温指示灯
N型旋钮
电源开关
P型旋钮
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 电位差计测量两探针之间的电压降VT ，其有效电路 如图所示：
两探针之间的有效电路
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 由上图可得 ❖ 且有
❖ 因此电位差计测得的电压UT为：
U T u b ( u r 1 u r 2 ) u b I 2 ( r 1 r 2 )
❖ 用电位差计测量电压降：当电位差计处于平衡时，流经 电位差计被测电路线电流为0，即
❖ b）要求探针的间距不宜过大，要保证测试区内电阻率均匀， 因此一般为1-2mm.探针要在同一直线上。
❖ c）对探针与样品之间接触要求有一定的接触压力和接触半 径，以减小少子注入的影响，一般选取压力1.75-4N，接触 半径小于50μs,且每次测量压力保持一致，确保测量的重复 性和准确性。
❖ d)探针的游移度保证小于2%,确保测量的重复性和准确性。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 4）测量电阻率较高的单晶时，请将N型调零电位器 P型调零电位器调近临界点（逆时针旋转），以便 提高仪器的测量灵敏度。
❖ 5）在P型、N型显示不稳定时，以多次能重复的测 量结果为准。
❖ 6）测量时握笔的手不要与被测单晶接触，以免人 体感应影响测量结果。
第一章半导体常规电学参数测试
则根据叠加原理及以上半球面的电位公式得到探针23的电位分别为因此探针23之间的电位差为由上式可得样品的电阻率为若四个探针在同一直线上间距分别为s1s2s3如图所示则有若s1s2s3s则有由以上两公式以及公式可得探针系数为实际测量中为了直接读数一般设置电流的数值等于探针系数的数值如探针间距为s1mm则c2s0628cm若调节恒流i0628ma则由23探针直接读出的数值即为样品的电阻率
电流、电压数 字表
电流量 程:1mA/10mA
电阻/电阻率
测试/校准
电流调节旋钮（粗调）
第一章半导体常规电学参数测试
电流调节旋钮（微调）
❖ 使用方法：
❖ 1）打开测试仪电源开关，指示灯。 ❖ 2）将样品放在放在测试平台上，调节上下位置，使与探针
样品接触松紧适度。 ❖ 3）先将电流换档置“1mA”档,将ρ/R置于“ρ”档，将校准/测量
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 由于P点的电流密度与该点的电场强度E存在以下关系： ❖ 因此，由以上两式得 ❖ 设无穷远处电位为0（电流流入半导体）， 则P点处的电位
可以表示为
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 如图所示，四个探针位于样品中央，如果电流从探 针1流入，探针4流出，则可以把探针1和4认为是两 个点电流源。
第一章 硅单晶常规电学参数的测试
1.1 半导体硅单晶导电类型的测量 1.2 半导体硅单晶电阻率的测量 1.3 非平衡少数载流子寿命的测量
第一章半导体常规电学参数测试
1.1 半导体硅单晶导电型号的测量
❖一、根据硅单晶参杂的元素不同分类： ❖ 1、N型半导体（施主掺杂）
❖多数载流子为电子，少数载流子为空穴。
波焊接； ❖ d、样品电流不易过大，E≤1V/cm,测量低阻单晶时注意电流
不能过大，避免热效应。（样品的电阻率会随着温度的升高 而升高）
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2、四探针法
❖ （1）四探针法测电阻率的示意图 和计算公式
❖ 如图所示，将距离为1mm的四根 探针压在样品上，并对外面两根探 针通以恒流电流，在中间两根探针 连接电位差计测量其电压降，然后 根据以下公式进行计算：
❖ 由以上两公式以及公式
可得探针系数为
❖实际测量中为了直接读数，一般设置电流的数值等于探针 系数的数值，如探针间距为S=1mm,则C=2πS=0.628cm,若 调节恒流I=0.628mA，则由，2,3探针直接读出的数值即为样 品的电阻率。
第一章半导体常规电学参数测试
❖ （3）四探针测试仪器（KDY-1A)
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 4）测量区域、边缘修正和厚度修正 ❖ 对于探针而言，如果待测样品完全满足近似半无穷大，测
量值可近似真实值。一般当直径方向大于40倍针距，边缘 不需修正（F1=1);当样品厚度大于5倍针距时，厚度因子不 需修正（F2=1) ❖ 若不满足以上条件时，则根据四探针仪器的使用手册进行 修正。其电阻率的公式为
❖ 所以有
第一章半导体常规电学参数测试
（3）两探针法测试仪器（kDY-2）
❖ 1）结构：如图所示
电压表 电流表
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 2）主要参数
❖ 可测硅晶体电阻率：0.005-50000Ω•cm 可测硅棒尺寸：最大长度300mm；直径20mm 探针针距：1.59mm；探针直径Φ0.8mm
❖ 2、P型半导体(受主掺杂）
❖多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子。
第一章半导体常规电学参数测试
第一章半导体常规电学参数测试
第一章半导体常规电学参数测试
二、导电类型的测量方法
ห้องสมุดไป่ตู้
温差电动势法 整流效应法
冷热探笔法
冷探针法 三探针法 四探针法 单探针点接触整流法
第一章半导体常规电学参数测试
三、冷热探笔法
冷探笔
热探笔
第一章半导体常规电学参数测试
STY-2仪器的优点 ❖ 1、采用第四代集成电路设计、生产。 ❖ 2、自动恒温的热探笔。 ❖ 3、由液晶器件直接发显示N、P型。 ❖ 4、操作方便、测试直观、快速、准确。
第一章半导体常规电学参数测试
使用方法
❖ 1）插好背板上的电源线，并与～220V插座相接； 将热笔、冷笔与面板上4芯、3芯插座相接。
❖ STY-3----热探笔及整流导电类型测试方法 设计的导电类型鉴别仪
第一章半导体常规电学参数测试
❖ 五、冷热探笔法和三探针法的测准因素分析 ❖ 1、冷热探笔法的测量范围：1000Ω.cm以下，三探针法为1-
1000Ω.cm。
❖ 2、表面要求：无反型层、无氧化层，清洁无污；对表面进 行喷砂或研磨处理；（不要用未处理的表面或腐蚀、抛光的 表面)
C.V23F1F2
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第一章半导体常规电学参数测试
❖ 5)测试环境和温度修正
❖ 一般来说，四探针测试过程要求测试室的环境恒温、恒湿、 避光、无磁、无震。
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❖ （2）两探针法电阻率的基本原理 ❖ 如图所示，在样品两端通以电流，并在样品的电流回路上串
联一个标准电阻Rs，利用高阻抗输入的电压表或电位差计测 量电阻上的电压降Vs，计算出流经半导体样品中的电流：
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两探针法测试半导体材料电阻率示意图
❖ 然后依靠两个靠弹簧压紧的探针在半导体样品的长 度测量A、B两点的电压降VT,并测量出该两点之间 的距离L。因此，可得样品的电阻率：
❖ 得到外加电压和u2u2 ′的波形图
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❖ 得到直流分量u2u2 ′ >0。把作为探针2,3电路的电动势，电流 有3′→2 ′。如下图所示
❖ 如为P型材料，则同理分析，电压u2u2 ′ 有负的直流分量， 在探针2,3的电路中，电流由2 ′ → 3 ′
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四、三探针法
❖ 如图所示，在样品上压上三个探针，针距在0.15-1.5mm范围。在探针1 和探针2之间接上交流电源，在探针2和探针3之间接上检流计。根据检 流计的指针偏转的方向来判断晶体的导电类型。
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❖ 测试原理：以N型半导体为例，如图所示：
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置于“校准”档。调节电流（S＝1mm）： 电流换档置“1mA” 档时，调节数值为62.8；电流换档置“10mA”档时，调节数 值为6. 28. ❖ 4）将校准/测量置于“测量”档，进行读数。 ❖ 5在距表面边缘4倍针距内分别测量5组数据，取平均值。
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❖ 主要参数
❖ （1）可测量 电阻率：0.01～199.9Ω.cm。 可测方块电阻：0.1～1999Ω/口 当被测材料电阻率≥200Ω.cm数字表显示0.00。