四探针电阻率测试仪检定规程

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四探针测试电阻率实验指导

V( r ) I ………………………(2) 2 r
可以看到，探针 2 处的电势 V2 是处于探针点电流源+I 和处于探针 4 处的点
电流源-I 贡献之和，因此： I 1 1 V2 ( ) ………………… (3) 2 s 2s 同理，探针 3 处的电势 V3 为
V3 I 1 1 ( ) …………………… (4) 2 2s s
图 1 测量方阻的四探针法原理
对半无穷大均匀电阻率的样品，若样品的电阻率为，点电流源的电流为 I，则当电流由探针流入样品时，在 r 处形成的电势 V( r ) 为
V( r ) I ………………………(1) 2 r
同理，当电流由探针流出样品时，在 r 处形成的电势 V( r ) 为
R 单位为 / 。可见， R 阻值大小与正方形的边长无关，故取名为方块电
阻，仅仅与薄膜的厚度有关。用等距直线排列的四探针法，测量薄层厚度 d 远小于探针间距 s 的无穷大薄层样品，得到的电阻称之为薄层电阻。
图 2 薄层电阻示意图在用四探针法测量半导体的电阻率时，要求探头边缘到材料边缘的距离远远大于探针间距，一般要求 10 倍以上；要在无振动的条件下进行，要根据被测对象给予探针一定的压力，否则探针振动会引起接触电阻变化。光电导和光电压效应严重影响电阻率测量，因此要在无强光直射的条件下进行测量。半导体有明显的电阻率温度系数，过大的电流会导致电阻加热，所以测量要尽可能在小电流条件下进行。高频讯号会引入寄生电流，所以测量设备要远离高频讯号发生器或者有足够的屏蔽，实现无高频干扰。
实验名称：四探针法测量半导体的电阻率和方块电阻
一、实验目的:
1．掌握四探针法测量半导体材料电阻率和方块电阻的基本原理。 2．掌握半导体电阻率和方块电阻的测量方法。 3. 掌握半导体电阻率和方块电阻的换算。 4．了解和控制各种影响测量结果的不利因素。

四探针法测量电阻率

实验二四探针法测量电阻率
一、引言电阻率是反映半导体材料导电性能的重要参数之一.虽然测量电阻率的方法很多, 但由于四探针法设备简单、操作方便、精确度高、测量范围广，而且对样品形状无严格要求，不仅能测量大块材料的电阻率，也能测量异形层、扩散层、离子注入层及外延层的电阻率，因此在科学研究及实际生产中得到广泛利用。本实验是用四探针法测量硅单晶材料的电阻率及 pn 结扩散层的方块电阻。通过实验，掌握四探针法测量电阻率的基本原理和方法以及对具有各种几何形状样品的修正，并了解影响测量结果的各种因素。二、原理 1、四探针法测量单晶材料的电阻率最常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法，如图 2.1 所示。当四根探针同时压在一块相对于探针间距可视为半无穷大的半导体平坦表面上时，如果探针接触处的材料是均匀的，并可忽略电流在探针处的少子注入，则当电流 I 由探针流入样品时，可视为点电流源，在半无穷大的均匀样品中所产生的电力线具有球面对称性，即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。样品中距离点电源 r 处的电流密度 j，电场ε和电位 V 分别为
0
式中 q 为电子电荷，u 为扩散层中多数载流子的迁移率。因此，可引入扩散层平均电阻率，可以证明，
R X j C 0
三、实验装置
V23 X j ............(15) I
实验装置主要由三部分组成：四探针头、电流调节装置、电压测试仪。 1、四探针头四根探针头要等距离地排列在一直线上，探针间距要固定（通常约为 1mm 左右），游移度要小。探针头地曲率半径约为 50um 左右，探针之间的电绝缘性能要好。为了使探针和样品形成较好的欧姆接触，要求探针与待测材料有较低的接触电势差，而且探针和样品之间要加一定的压力（每根探针压力为 100－200g）。因此，探针要用导电性能好的硬质、耐磨金属制成，通常采用钨、碳化钨、锇铱合金、合金钢等。 2、电流调节装置四探针法的测试电路如图 2.2 所示。

四探针测试仪安全操作规程

四探针测试仪安全操作规程四探针测试仪安全操作规程一仪器概况SDY-4 型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国ASTM标准而设计的，专用于测试半导体材料电阻率及方块电阻（薄层电阻）的专用仪器。

二操作规程1. 接上电源，开启主机，此时“R□”和“I”指示灯亮。

预热约5分钟。

2. 检查工作条件：工作温度23±2℃，相对湿度为65%，满足以上条件方可进行下面操作。

3. 根据硅片的直径厚度以及探针的修正系数，计算出所测硅片和标准样片的电流值。

4. 取下测头保护罩，用酒精棉球擦拭测头及工作平台。

5.根据每个合同所要求电阻率值的范围，按说明书选择电流量程。

6.用标准样片对测试仪进行校正，在硅片中心处至少检测3点，其平均值和标准样片电阻值进行比较，差值在1.5%之内，即可进行检测。

7.将已喷砂好的硅棒或者表面洁净的硅片放入探针架测试台面中心位置进行测试。

8.探针压在硅棒/片端面上的中心点，十点法要求对上、下端面测量，测量值稳定此时读取显示屏显示的电阻率值，并记录测量值。

如果有轴向测试要求，则将硅棒轴向端面进行打磨后测试轴向电阻率。

9.若测量过程中，显示屏出现测量值波动不稳定，超出偏差范围，停止工作，检查室温、硅棒测量面、及显示器是否出现异常。

10.整批测量完成，探针加上护罩，升降架下降到测量台面上方5cm-8cm处。

关闭电源开关。

三注意事项：1、每次开机后需先测试标准电阻率样片/块，测试值与标称值偏差不能超过1.5%；2、硅棒、硅片测试表面温度需控制在22-24度之间，环境温度控制在21-25度之间；3、测试前需确认四探针重复测试精度，针对样片、块同一点测试3次，重复测试误差不超过1%；4、被测试表面需与四探针下降方向保持垂直；5、被测试表面需利用喷砂、打磨、酒精擦拭等方式使表面无异物沾污、表面平整无凹坑、无突起；6、电阻率测试存在诸多不确定因素，出现偏差大的现象请及时通知相关责任人处理。

四探针电阻率测试仪比对方法

c. ⑿
式中： ——由被检仪器测量出的方块电阻值。
——由（10）式计算出标准样片的方块电池值。
5.3.4.3全自动或半自动的数字显示电阻率测试仪的检定
1）电阻率测试仪的其它功能，按仪器说明书的指标要求进行检查，判断是否合格。
2）按仪器说明书的要求，在电阻率测试仪测量范围内，选择相对就的标准样片作为被测对象对标准样片中心点（0.25mm以内）的电阻率进行正反向各10次测量，并按（11）式计算电阻率的相对误差。
5.4.3对于检定后的各项指标都合格的电阻率测试仪，出具检定合格证书。在证书中注明标准样片的实际值和测量值，给出测量的误差值，给出探针头的修正系数。如果用户要求给出全部探针指标，也可近十万大山要给出全部探头指标，若探头为不合格，则必须指出哪项指标或n项指标不合格。对自动或半自动电阻率测试仪，只要有一项功能不合格要求时，就按不合格仪器处理。检定证书及检定结果通知书的内页格式见附录E。
四探针电阻率测试仪比对方法
1
本规程适用于接触式，测量范围在10-3Ω·cm～103Ω·cm的四探针电阻率测试仪的首次检定，后续检定和使用中检验。对某些多功能的四探针电阻率测试仪或只能测量方块电阻四探针测试仪也同样适用。方块电阻的测量范围在10-2Ω/□～104Ω/□。
本规程不适用于二探针、三探针、六探针及方型四探针电阻率测试仪的检定。
2）探针压痕的直径和间距按下式计算，四根针压痕示意图见图3。
⑵
⑶
⑷
式中：A、B，C、D，E、F，G、H分别表示探针压痕在显微镜上的读数，并取其10次平均值作为最后的计算值，则压痕参数实际求法如下：
⑸
⑹
⑺
⑻
图3四根针压痕示意图
探针压痕，探针间距和探针游移率的记录格式及其计算方法见附录A。

四探针法测量电阻率

四探针法测量电阻率
实验数据及处理
1.硅片
每次调整电流至6.28mA,测得的即为电阻率（抵消了公式中的修系数2），选取5个点，改变电流方向得到的数据为
10.54 10.58 10.70 10.61 10.56
-10.45 -10.44 -10.48 -10.53 -10.55
平均电阻率为ρ=10.54Ω·cm
误差为Δρ=0.23Ω·cm
2.ITO透明玻璃
每次调整电流至4.53mA,测得读数即为电阻率（抵消了公式中修正系数/ln2）,选取5个点，每次改变电流方向测得的数据为
2.265 2.4915 1.7667 2.0385 1.5885
-2.355 -2.5821 -1.8573 -2.0838 -1.6761
平均电阻率为ρ=2.07Ω·cm
误差为Δρ=0.35Ω·cm
注意事项
1、Si片和ITO玻璃很脆，请同学们小心轻放；当探针快与Si片接触时，用力要很小，以免损坏探针及硅片。

2、要选择合适的电流量程开关，否则窗口无读数。

3、计算机按键要轻，以免损坏。

4、在测量过程中，由于附近其它仪器电源的开头可能会把计算机锁住而无法工作，此时应重新开机，即恢复正常。

5、每次测量应等所有数值稳定后方可按“测量”进行下一次测量。

附原始实验数据。

四探针电阻率测试仪检定规程

四探针电阻率测试仪检定规程一、引言随着科技的不断发展，电子元器件的使用越来越广泛。

而其中的一个关键参数——电阻率，对于元器件的性能和稳定性有着重要的影响。

为了保证电子设备的正常运行，需要对电阻率进行准确的测试和检定。

四探针电阻率测试仪作为一种常用的测试设备，承担着这一重要任务。

本文将详细介绍四探针电阻率测试仪的检定规程，包括测试仪器的准备、检定步骤、数据记录与分析等内容，旨在确保测试结果的准确性和可靠性。

二、准备工作在进行四探针电阻率测试仪的检定之前，需要进行一系列的准备工作，以确保测试的顺利进行。

1.检定仪器和设备–确保使用的四探针电阻率测试仪处于正常工作状态，功能完好，并接受过最近的校准。

–检查电源供应是否稳定，并确认工作环境的温度和湿度符合测试要求。

2.选择适当的工作样品–根据测试需求，选择一组或多组与待测试样品电阻率相近的参考样品。

这些参考样品的电阻率应已知并准确。

3.准备好必要的工具和配件–确保四探针电阻率测试仪附带的针头和导线等工具完好，没有损坏或磨损情况。

–检查测试仪器的配套软件是否已正确安装，并确保软件的版本和设置与仪器匹配。

三、检定步骤在进行四探针电阻率测试仪的检定时，按照以下步骤操作：1. 校准测试仪器•打开四探针电阻率测试仪，并确保连接稳定。

•设置测试仪的工作参数，包括电流、电压范围等。

•使用已知电阻率的参考样品进行校准，确保测试仪器输出准确。

2. 测试待测样品1.将待测样品放置在测试夹具中，确保接触良好。

2.根据测试仪器的操作手册，设置测试参数。

3.记录测试仪器显示的电阻率数值。

4.分别使用四个探针对待测样品进行测试，记录每次测试的结果。

5.取多次测量的平均值作为最终的测试结果。

3. 分析和报告1.将测试结果与参考样品的电阻率进行比较，评估测试仪器的准确性。

2.对测试结果进行数据分析，包括计算相对误差、稳定性等指标。

3.编写测试报告，清晰地记录测试仪器的型号、校准日期、测试日期、待测样品信息等。

四探针测电阻率实验指导书及SZT-2A四探针测试仪使用说明书

实验七四探针法测量材料的电阻率一、实验目的（1）熟悉四探针法测量半导体或金属材料电阻率的原理（2）掌握四探针法测量半导体或金属材料电阻率的方法二、实验原理半导体材料是现代高新技术中的重要材料之一，已在微电子器件和光电子器件中得到了广泛应用。

半导体材料的电阻率是半导体材料的的一个重要特性，是研究开发与实际生产应用中经常需要测量的物理参数之一，对半导体或金属材料电阻率的测量具有重要的实际意义。

直流四探针法主要用于半导体材料或金属材料等低电阻率的测量。

所用的仪器示意图以及与样品的接线图如图1所示。

由图1(a)可见，测试过程中四根金属探针与样品表面接触，外侧1和4两根为通电流探针，内侧2和3两根是测电压探针。

由恒流源经1和4两根探针输入小电流使样品内部产生压降，同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其它两根探针（探针2和探针3）之间的电压V23。

a b图1 四探针法电阻率测量原理示意图若一块电阻率为的均匀半导体样品，其几何尺寸相对探针间距来说可以看作半无限大。

当探针引入的点电流源的电流为I ，由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面，则在半径为r 处等位面的面积为22r π，电流密度为2/2j I r π= （1）根据电流密度与电导率的关系j E σ=可得2222jI I E r rρσπσπ=== （2）距离点电荷r 处的电势为 2I V r ρπ=（3）半导体内各点的电势应为四个探针在该点所形成电势的矢量和。

通过数学推导，四探针法测量电阻率的公式可表示为123231224133411112()V V C r r r r I Iρπ-=--+∙=∙ （4）式中，11224133411112()C r r r r π-=--+为探针系数，与探针间距有关，单位为cm 。

若四探针在同一直线上，如图1(a)所示，当其探针间距均为S 时，则被测样品的电阻率为1232311112()222V V S S S S S I Iρππ-=--+∙=∙ （5）此即常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。

四探针测试仪操作规程

四探针测试仪操作规程1.仪器准备a.将四探针测试仪放置在平坦的工作台上，确保没有杂物或水平度不平。

c.检查仪器电源是否连接稳定，确保电源电压适宜。

d.选择合适的探针和电缆，并将其连接到仪器上。

e.确保测试样品干净、光滑无划伤，并且与探针接触良好。

2.仪器校准a.在进行正式测试之前，需要对四探针测试仪进行校准。

b.使用已知电阻或电导率标准样品，进行测量并与标准值对比，以确保仪器准确度。

c.根据仪器使用手册中的操作指导，调整仪器的参数、零点和校准。

3.连接样品和探针a.连接电缆到测试仪的探针插座上，并确保插头连接牢固。

b.将探针的四个针尖轻轻插入待测试样品的表面，保持垂直入穿，并确保良好接触。

c.注意避免误触其他部位，以免引起误差。

4.进行测试a.开启四探针测试仪电源，并选择合适的测试模式（电阻、电导率等）。

b.根据实际需求设定测试参数，如测试范围、测量精度等。

c.手动或自动触发仪器进行测试，并等待测量结果显示。

d.根据需要记录测试结果，并确保测试过程中避免外界干扰。

5.结果分析a.对测试结果进行分析和解释，判断样品的电学性能是否符合要求。

b.如果测试结果有异常或不符合预期，可以进行多次测试以确认结果的可信度。

c.对测试结果进行记录和整理，以备后续分析和参考。

6.关闭仪器a.测试完成后，关闭四探针测试仪的电源。

b.清理测试环境，确保仪器和测试样品的存放安全。

7.日常维护a.定期清理仪器表面的灰尘和污垢，以保持仪器的正常工作状态。

b.不使用时，应将仪器放置在干燥、通风的地方，避免阳光直射和高温环境。

c.定期检查仪器的电源线、连接线和探针，确保无损坏或老化现象。

d.定期校准仪器，以确保测量结果的准确性。

以上是四探针测试仪的基本操作规程，坚持按照规程操作，能够确保测试结果的准确性和工作安全。

同时，根据具体的仪器型号和使用手册，还需遵循厂商提供的更详细的操作规程。

材料电阻率的测量(四探针法)

材料电阻率的测量（四探针法）一：实验目的1：熟悉四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理及测量方法。

2：了解影响电阻率测量的各种因素及改进措施。

二：实验仪器1:实验仪器：RTS-5 型双电测四探针测试仪RTS-5 型双电测四探针测试仪测量原理通过采用四探针双位组合测量技术，将范德堡测量方法推广应用到直线四探针上。

利用电流探针和电压探针的组合变换，进行两次电测量，其最后计算结果能自动消除由样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素所引起的，对测量结果的不利影响。

因而在测试过程中，在满足基本条件下可以不考虑探针间距、样品尺寸及探针在样品表面上的位置等因素。

这种动态地对以上不利因素的自动修正，显著降低了其对测试结果的影响，从而提高了测量结果的准确度。

其优点是目前广泛使用的常规四探针测量方法根本办不到的。

2:技术指标A:测量范围电阻率：0.001～200Ω.cm(可扩展)；方块电阻：0.01～2000/□(可扩展)；电导率：0.005～1000s/cm；适合样品厚度：≤3.00mm；可测晶片直径：140mmX150mm (配 S-2A 型测试台)；200mmX200mm (配 S-2B 型测试台)；400mmX500mm (配 S-2C 型测试台)；B:恒流源电流量程分为 0.1mA、1mA、10mA、100mA 四档，各档电流连续可调；C:数字电压表量程及表示形式：000.00～199.99mV；分辨力：10μV；输入阻抗：＞1000MΩ；精度：±0.1%；显示：四位半红色发光管数字显示；极性、超量程自动显示；D:四探针探头基本指标间距：1±0.01mm；针间绝缘电阻: ≥1000MΩ；机械游移率: ≤0.3％；探针：碳化钨或高速钢材质，探针直径Ф0.5mm；探针压力：5～16 牛顿(总力)；E:四探针探头应用参数见探头附带的合格证，合格证含三参数项：C：探针系数； F：探针间距修正因子； S：探针平均间距；F: 模拟电阻测量相对误差（按 JJG508- - 87 进行）0.1Ω、1Ω、10Ω、100Ω≤0.3％±１字；G:整机测量最大相对误差（用硅标样片:0.01-180Ω.cm测试）≤±4%；H:整机测量标准不确定度≤4％；I:外型尺寸（大约）电气主机：370mm×320mm×100mm；S-2A 型测试台：190mm×140mm×260mm；S-2B 型测试台：300mm×210mm×400mm；S-2C 型测试台：500mm×400mm×350mm；J:仪器重量（大约）电气主机：3.5kg；S-2A 型测试台：2kg；S-2B 型测试台：2.5kg；S-2C 型测试台：4kg；；K:标准使用环境温度:：23±2℃；相对湿度：≤65％；无高频干扰；无强光直射；三:实验原理1：电阻率的测量是半导体材料常规参数测量项目之一2:四探针法是一种广泛采用的标准方法，在半导体工艺中最为常用，其主要优先在于设备简单，操作方便，准确度高，对样品的几何尺寸无严格要求。

四探针法测电阻率

实验四探针法测电阻率1．实验目的：学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。

2．实验内容① 硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变条件（光照与否），对测量结果进行比较。

② 薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测量。

改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。

3．实验原理：在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。

测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。

因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。

所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。

利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根据理论公式计算出样品的电阻率［１］IV C23=ρ 式中，C 为四探针的修正系数，单位为厘米，C 的大小取决于四探针的排列方法和针距，探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。

半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。

⑴ 半无限大样品情形图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。

因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。

因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。

于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为dr r dR 22πρ=，它们之间的电位差为 dr r IIdR dV 22πρ==。

四探针操作规范

编号：XN/WI021-ZG-2009第 1 页共 3 页生效日期：2009.08版本/修改:A/0四探针操作规程1．目的测试薄膜电阻率及方块电阻。

2．范围：新能研发中心实验室3．责任实验室设备负责人，负责设备的使用及日常维护与点检并填写设备使用记录。

4．操作流程4.1 测试前的准备：4.1.1将电源插头插入仪器背面的电源插座,电源开关置于断开位置；4.1.2将手动测试架的插头与电气箱的输入插座连接好；4.1.3将电源开关至开启位置，数字显示，仪器通电预热10分钟；4.1.4对测试样品进行一定的处理；4.1.5 测试样品置于样品架上，放下测试架使探针能与样品表面良好接触，并保持一定压力；4.1.6调节室内温度及湿度使之达到测试要求。

4.2 测试:4.2.1打开四探针仪，电脑开机，打开四探针操作软件RTS-9操作系统；4.2.2放置样品在测试台，操作探针太下压探针和待测表面接触良好，使用过程中注意保护探头，样品接通后通电流；4.2.3选择测试方阻还是电阻率，若是对样品电阻率以及方阻没有大致的估计，则进入自动测量；4.2.4自动测量，按照提示调节界面上的电流量程为10μA，调节测试仪主机右上角旋钮，显示电流为10.000μA；4.2.5点击【自动测量】进入测量，【统计测试数据】窗口显示样品测试点的测量数据；编号：XN/WI021-ZG-2009第 2 页共 3 页四探针操作规程4.2.6手动测量，若是知道大致的数据或者已经进行了自动测量以后进行精确验证，可以进行手动测量，根据量程决定电流大小；4.2.7点击【测量】开始输出结果，【统计测试数据】窗口显示样品测试点的测试数据；4.2.8调整测试点的位置，重复测试步骤；4.2.9然后对测量的数据进行打印，保存，生成EXCEL文件；4.2.10测量完毕，升起测试架，套上探针保护套，关断电源，清洁整理。

5．注意事项:5.1 电阻率、方块电阻测量时选择合适的电流量程。

四探针法测量面电阻

利用直流四探针法测量半导体的电阻率一,测试原理:当四根金属探针排成一条直线,并以一定压力压在半导体材料上时,在1,4两根探针间通过电流I,则2,3探针间产生电位差V(如图所示).根据公式可计算出材料的电阻率:其中,C为四探针的探针系数(cm),它的大小取决于四根探针的排列方法和针距. 二,仪器操作:(一)测试前的准备:1,将电源插头插入仪器背面的电源插座,电源开关置于断开位置;2,工作方式开关置于"短路"位置,电流开关处于弹出位置;3,将手动测试架的屏蔽线插头与电气箱的输入插座连接好;4,对测试样品进行一定的处理(如喷沙,清洁等);5,调节室内温度及湿度使之达到测试要求.(二)测试:首先将电源开关置于开启位置,测量选择开关置于"短路",出现数字显示,通电预热半小时.1,放好样品,压下探头,将测量选择开关置于"测量"位置,极性开关置于开关上方; 2,选择适当的电压量程和电流量程,数字显示基本为"0000",若末位有数字,可旋转调零调节旋钮使之显示为"0000";3,将工作方式开关置于"I调节",按下电流开关,旋动电流调节旋钮,使数字显示为"1000",该值为各电流量程的满量程值;4,再将极性开关压下,使数显也为1000±1,退出电流开关,将工作方式开关置于1或6.28处(探头间距为1.59mm时置于1位置,间距为1mm时置于6.28位置);(调节电流后,上述步骤在以后的测量中可不必重复;只要调节好后,按下电流开关,可由数显直接读出测量值.)5,若数显熄灭,仅剩"1",表示超出该量程电压值,可将电压量程开关拨到更高档;6,读数后,将极性开关拨至另一方,可读出负极性时的测量值,将两次测量值取平均数即为样品在该处的电阻率值.三,注意事项:1,压下探头时,压力要适中,以免损坏探针;2,由于样品表面电阻可能分布不均,测量时应对一个样品多测几个点,然后取平均值; 3,样品的实际电阻率还与其厚度有关,还需查附录中的厚度修正系数,进行修正.1. 在测容性负载阻值时，绝缘输出短路电流大小与测量数据有什么关系，为什么? 绝缘输出短路电流的大小可反映出该兆欧表内部输出高压源内阻的大小。

四探针法测量电阻率

本实验是用四探针法测量硅单晶材料的电阻率及pn 结扩散层的方块电阻。

通过实验，掌握四探针法测量电阻率的基本原理和方法以及对具有各种几何形状样品的修正，并了解影响测量结果的各种因素。

二、原理1、四探针法测量单晶材料的电阻率最常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法，如图2.1所示。

当四根探针同时压在一块相对于探针间距可视为半无穷大的半导体平坦表面上时，如果探针接触处的材料是均匀的，并可忽略电流在探针处的少子注入，则当电流I 由探针流入样品时，可视为点电流源，在半无穷大的均匀样品中所产生的电力线具有球面对称性，即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。

样品中距离点电源r 处的电流密度j，电场ε和电位V 分别为)3........(..........2)2.........(2)1.......(. (22)2r I V r I j r Ij πρπρσεπ====其中，σ和ρ分别是样品的电导率和电阻率。

若电流由探针流出样品，则有)4........(..........2rI V πρ=因此，当电流由探针1流入样品，自探针4流出样品时，根据电位叠加原理，在探针2处的电位为)5.....(. (12123)212S S I S I V +⋅-⋅=πρπρ 在探针3处的电位为)6.....(. (12123)213S I S S I V ⋅-+⋅=πρπρ 式中的S 1是探针1和2之间的距离，S2是探针2和3之间的距离，S3是探针3和4之间的距离。

所以探针2、3之间的电位为)7......(S 1S S 1S S 1S 1(2I V V V 3213213223++-+-⋅πρ=-= 由此可求出样品的电阻率为)8.....(..........)S 1S S 1S S 1S 1(I V 2132132123-++-+-π=ρ 当S1＝S2＝S3＝S 时，（8）式简化为)9.....(. (223)IV Sπρ= （9）式就是利用直线型四探针测量电阻率的公式。

四探针测电阻率实验指导书及SZT-2A四探针测试仪使用说明书

直流四探针法主要用于半导体材料或金属材料等低电阻率的测量。

所用的仪器示意图以及与样品的接线图如图1所示。

由图1(a)可见，测试过程中四根金属探针与样品表面接触，外侧1和4两根为通电流探针，内侧2和3两根是测电压探针。

a b图1 四探针法电阻率测量原理示意图若一块电阻率为的均匀半导体样品，其几何尺寸相对探针间距来说可以看作半无限大。

通过数学推导，四探针法测量电阻率的公式可表示为123231224133411112()V V C r r r r I Iρπ-=--+•=• （4）式中，11224133411112()C r r r r π-=--+为探针系数，与探针间距有关，单位为cm 。

若四探针在同一直线上，如图1(a)所示，当其探针间距均为S 时，则被测样品的电阻率为1232311112()222V V S S S S S I Iρππ-=--+•=• （5）此即常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。

四探针测试仪测量薄膜的电阻率(2012)

四探针测试仪测量薄膜的电阻率一、实验目的1、掌握四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理及测量方法；2、了解影响电阻率测量的各种因素及改进措施。

二、实验仪器采用SDY-5型双电测四探针测试仪（含：直流数字电压表、恒流源、电源、DC-DC 电源变换器）。

三、实验原理电阻率的测量是半导体材料常规参数测量项目之一。

测量电阻率的方法很多，如三探针法、电容---电压法、扩展电阻法等。

四探针法则是一种广泛采用的标准方法，在半导体工艺中最为常用。

1、半导体材料体电阻率测量原理在半无穷大样品上的点电流源，若样品的电阻率ρ均匀，引入点电流源的探针其电流强度为I ，则所产生的电场具有球面的对称性，即等位面为一系列以点电流为中心的半球面，如图1所示。

在以ｒ为半径的半球面上，电流密度ｊ的分布是均匀的：若E 为ｒ处的电场强度，则：由电场强度和电位梯度以及球面对称关系，则：取ｒ为无穷远处的电位为零，则：（1）dr d E ψ-=dr rI Edr d 22πρψ-=-=⎰⎰⎰∞∞I -=-=)(022r rr r dr Edr d ψπρψ图2 任意位置的四探针图1 点电流源电场分布 rl r πρψ2)(=图3 四探针法测量原理图上式就是半无穷大均匀样品上离开点电流源距离为ｒ的点的电位与探针流过的电流和样品电阻率的关系式，它代表了一个点电流源对距离ｒ处的点的电势的贡献。

对图2所示的情形，四根探针位于样品中央，电流从探针1流入，从探针4流出，则可将1和4探针认为是点电流源，由1式可知，2和3探针的电位为：2、3探针的电位差为：此可得出样品的电阻率为：上式就是利用直流四探针法测量电阻率的普遍公式。

我们只需测出流过1、4 探针的电流I 以及2、3 探针间的电位差V 23，代入四根探针的间距，就可以求出该样品的电阻率ρ。

实际测量中，最常用的是直线型四探针（如图3所示），即四根探针的针尖位于同一直线上，并且间距相等，设r 12=r 23=r 34=S ，则有：S IV πρ223= 需要指出的是：这一公式是在半无限大样品的基础上导出的，实用中必需满足样品厚度及边缘与探针之间的最近距离大于四倍探针间距，这样才能使该式具有足够的精确度。

四探针方法测电阻率

的测量，如电导率、迁移率等，为材料科学和电子学等领域的研究提供
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导线
用于连接测试设备和样品，需选用低阻抗导线。
实验环境与条件
01
02
03
实验室环境
保持实验室温度、湿度和清洁度等环境因素稳定，以保证测量结果的准确性。
电源条件
确保电源电压稳定，避免电压波动对测量结果的影响。
安全措施
实验操作过程中需注意安全，遵守实验室安全规定，确保实验人员和设备的安全。
07
结论与展望
研究结论
1 2
电阻率测量精ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高
四探针方法通过四个探针同时接触样品，能够有效地减小接触电阻和测量误差，从而获得更高的电阻率测量精度。
适用范围广
四探针方法适用于各种不同类型和规格的样品，如金属、半导体、陶瓷等，具有较广的适用范围。
3
操作简便
四探针方法不需要对样品进行特殊处理或制备，只需将探针放置在样品上即可进行测量，操作简便易行。
随着科技的发展，四探针方法的应用领域不断拓展，不仅局限于半导体和金属材料检测。
在新能源领域，如太阳能电池和燃料电池的生产过程中，四探针方法可用于检测材料的电阻率，提高电池性能和稳定性。
在环境监测领域，四探针方法可应用于土壤电阻率的测量，为土壤污染治理和土地资源管理提供依据。此外，在地质勘探、生物医学和食品检测等领域，四探针方法也展现出广阔的应用前景。
的测量。
四探针的优点与局限性
优点
四探针法具有较高的测量精度和稳定性，适用于各种形状和尺寸的样品，且操作简便、快速。
局限性
四探针法需要与被测材料直接接触，可能会对材料表面造成损伤或污染；同时对于导电性较差或不均匀的材料，测量结果可能存在误差。

四探针电阻率测试仪安全操作及保养规程

四探针电阻率测试仪安全操作及保养规程1. 引言四探针电阻率测试仪是一种常用的电学测试仪器，广泛应用于材料研究、电子元器件生产和地质勘探等领域。

为了保证测试的准确性和仪器的正常使用，本文将介绍四探针电阻率测试仪的安全操作规程及保养方法。

2. 安全操作规程2.1 准备工作在进行四探针电阻率测试之前，需要进行一些准备工作以保证安全操作：•确保测试仪器处于稳定的工作状态；•检查测试仪器的电源线和信号线是否完好；•确保测试仪器的接地连接正常；•检查四探针电极的清洁度，如有污垢应及时清洗；•确定测试样品是否符合测试要求。

2.2 测试样品准备在进行四探针电阻率测试之前，需要对测试样品进行一些准备工作：•将测试样品放置在测试台面上，并用夹具固定；•清洁测试样品表面，以确保接触良好；•在测试样品上标记测试点，便于测量；•确保测试样品表面干燥，避免影响测试结果。

2.3 测试仪器设置在进行四探针电阻率测试之前，需要正确设置测试仪器以确保测试的准确性：•打开测试仪器电源，并等待其正常启动；•设置测试仪器的工作模式和测试参数；•调节测试仪器的电流和电压范围，以适应不同的测试要求；•确保测试仪器的测量范围与样品的电阻率匹配。

2.4 测试操作步骤进行四探针电阻率测试时，需要按照以下步骤进行操作：1.将四个探针分别连接到测试仪器的接线端口上；2.将第一组探针（A和B）分别插入测试样品的两端，确保插入深度适当；3.将第二组探针（C和D）分别插入测试样品的两端，与第一组探针相隔一定距离；4.按下测试仪器上的测量按钮，开始进行电阻率测量；5.等待测试仪器显示测量结果，并记录下测量数值。

2.5 常见安全问题及应对措施在进行四探针电阻率测试时，可能会遇到一些安全问题，以下是常见问题及相应的应对措施：•探针接触不良：检查并清洁探针，确保接触良好；•仪器故障：及时联系维修人员进行检修；•电源故障：确认电源线是否连接稳固，如有问题及时更换；•电流过大：根据测试要求调节测试仪器的电流范围。

四探针面电阻测量仪安全操作及保养规程

四探针面电阻测量仪安全操作及保养规程1. 引言四探针面电阻测量仪是一种常用的仪器，广泛应用于电子、光电子、材料科学等领域。

为了确保仪器的安全操作和延长其使用寿命，本文将介绍四探针面电阻测量仪的安全操作及保养规程。

2. 安全操作规程为了保证人身安全和仪器的正常运行，使用四探针面电阻测量仪时应遵守以下操作规程：2.1 仪器准备在操作仪器之前，首先确保以下准备工作已完成： - 仪器正常通电，电源线已连接并接地。

- 仪器表面干净整洁，无任何异物。

-校准标准件已准备好，并符合相应标准。

2.2 操作前的注意事项在进行四探针面电阻测量之前，请注意以下事项： - 检查被测物体是否与仪器的最大电流和电压要求相匹配。

- 避免触摸电极和导线端子，以防触电。

- 在操作前，确保仪器的仪表指针处于零位，避免误操作导致数据不准确。

2.3 连接和校准•使用合适的连接线将仪器与被测物体连接。

•确保连接线牢固可靠，避免电流或信号干扰。

•在进行测量之前，校准仪器并记录校准数据。

2.4 测量操作•在测量过程中，保持环境安静，避免外界干扰。

•使用准确的测量方法，遵循仪器使用说明书中的要求。

•逐步增加电流或电压，记录并分析测量数据。

•不要超过仪器的额定电流或电压范围。

2.5 测量结束后的处理•测量结束后，及时关闭电源，并断开与被测物体的连接。

•将仪器表面清洁干净，避免灰尘或溅沫进入仪器内部。

•关闭仪器，存放在干燥、通风的室内环境中。

3. 仪器保养规程仪器的保养是延长其使用寿命的重要措施。

下面是四探针面电阻测量仪的保养规程：3.1 日常保养•定期清洁仪器表面，使用柔软干净的布擦拭，避免使用化学物品。

•检查仪器连接线及电源线是否有损坏或松动，如有问题及时更换或拧紧。

3.2 定期检查和校准•按照使用手册中的要求，定期进行仪器的检查和校准工作。

•注意检查仪器的电源线、电缆和连接器是否正常，如发现问题应及时修复或更换。

3.3 仪器存放•在长期不使用仪器时，应将其存放在干燥、通风的环境中。