用來解釋這本書。
廣州坤德科技有限公司
1，概述
KDY-1四探針電阻率/方塊電阻測試儀(以下簡稱電阻率測試儀)用於測量半導體材料(主要是矽單晶、鍺單晶、矽片)的電阻率，以及擴散層、外延層、ITO導電膜、導電橡膠方塊的電阻。它主要由壹個電測部分(簡稱主機)、壹個測試臺和四個探頭組成。
該儀器的特點是主機配有雙數字表。在測量電阻率的同時，另壹個數字表(精度為萬分之幾)全程及時監測電流變化，消除了測量電流與測量電阻率之間的轉換，及時控制測量電流。主機還提供了精度為0.05%的恒流源，使得測量電流高度穩定。本機配有恒流源開關，在測量壹些薄層材料時，可以避免探針針尖與被測材料之間的接觸火花，更好地保護箔片。儀器配有我公司專利產品:“小遊移四探針”，探針遊移率為0.1 ~ 0.2%。保證了儀器電阻率測量的重復性和準確性。如果本機配有HQ-710E數據處理器，可以在測量矽片時自動修正厚度、直徑和探頭間距，計算並打印出矽片的最大百分比變化、平均百分比變化和徑向電阻率不均勻度，給測量帶來極大的方便。
2.測試儀的結構和工作原理
測試儀主機由主板、電源板、前面板、後面板和機箱組成。電壓表、電流表、電流調節電位器、恒流源開關和各種選擇開關都安裝在前面板上(見圖2)。背板上只安裝了壹個電源插座、壹個電源開關、壹個四探針連接插座、壹個數據處理器連接插座和壹個安全管(見圖3)。主板和電源板安裝在底盤上，它們通過連接器相互連接。儀器的工作原理如圖1所示:
測試儀的基本原理仍然是恒流源向探頭提供穩定的測量電流I(由DVM 1，4探頭監測)，探頭(2，3)測量電位差V(由DVM2測量)。材料的電阻率可通過以下公式計算:
厚度小於4倍探針間距的樣品可通過以下公式計算。
式中:v——dv m2的讀數，mV。
dvm1的I讀數，mA。
W——被測樣品的厚度值，單位為厘米(cm)。
F(W/S)——厚度修正系數，其值見附錄二。
F(S/D)——直徑修正系數，其值見附錄三。
FSP探針間距修正系數。
Ft——溫度修正系數，其值見附錄1。
因為小數點處理環節已經在這臺機器裏了，所以用的時候就不需要考慮電流和電壓的單位了。如果用戶配備了HQ-710E數據處理器，只要把厚度w、FSP、測量電流I等相關參數放進去，所有的計算和記錄都由它來完成。如果沒有數據處理器(HQ-710E)，用戶也可以根據上述公式用普通計算器計算出準確的樣品電阻率。
對於厚度大於4倍探針間距的樣品或鑄錠，電阻率可計算如下:
ρ=2πSV/I (2)
這是壹個眾所周知的經典公式，其中樣品的厚度和任意探針到樣品邊界的距離都大於4倍探針間距(邊界條件近似為半無穹頂)，不需要直接修正厚度。此時，如果使用間距為S=1mm的探頭，則電流I為0.628；探頭S=1.59mm，電流I為0.999，電阻率可直接從本儀器電壓表(DVM2)上讀出。
當用KDY-1測量導電膜、矽異質外延層、擴散層和導電膜的方塊電阻時，體計算公式為:
FSP
因為導電層很薄，F(W/S)=1，所以只需選擇電流I=F(D/S) FSP，而F(D/S)=4.532。
測量時電流調至04532，R燈亮時選擇ρ/R。
從KDY-1右邊的電壓表(DVM2)可以直接讀出擴散薄層的方塊電阻R。
備註:測量塊電阻時，ρ/R應選在R，只有在電流為0.01mA時，電壓表最後壹位數字溢出(其他檔位可以正常讀數)，需要註意讀數。如果電流是0.01，電壓表的讀數應該是001230。
3.使用方法
(1)主面板和背板介紹
儀器除電源開關外的所有控制部分都安裝在背板上，所有與測量電流有關的顯示和控制部分都集中在面板的左側。電流表(DMV1)顯示每個檔位的電流值，電流選擇值(帶按鈕)用於功率流選擇。接通~ 220 V電源後，儀器自動選擇1.0mA的常用檔位，此時在1.0以上。打開恒流源，上方指示燈亮，電流表顯示電流值，調節粗調旋鈕使前三位達到目標值，再調節微調旋鈕使後兩位達到目標值。這樣，當前的調節就完成了。這時候可以重點看右邊。所有與電壓測量相關的控制元件都集中在面板的右側，電壓表(DMV2)顯示每個檔位(ρ/R手動/自動)的正向和反向電壓測量值。ρ/R鍵壹定要選對，否則測量值會相差10倍；同樣，手動/自動檔位也必須選擇正確，否則儀器會拒絕工作。
電纜插座主要安裝在背板上，圖紙上有明確標註。安裝時請註意插頭和插座之間的對準標記。因為後面容易漏，松了就不容易被發現，所以安裝壹定要插滿插牢。
(2)使用儀器前，連接好電源線、測試架連接線和主機與數據處理器(如果使用處理器)之間的連接線，註意探針頭是否已經連接在測試架上。電源線插頭插入~ 220 V插座後，打開後面板上的電源開關。此時，前面板上的數字儀表和LED會亮起。將探頭壓在被測單晶上，打開恒流源開關。左邊的儀表顯示從1和4探針流入單晶的測量電流，右邊的儀表顯示電阻率(測量單晶錠時)或2和3探針之間的電位差。通過旋轉前面板左下方的兩個電位計旋鈕來調節電流，其他正向和反向測量、ρ/R選擇和自動/手動測量由前面板上的自鎖按鈕開關控制。
(3)儀器的測量電流分為五個等級:0.01mA(10μA)，0.1mA(100μA)，1mA，10mA，讀數方法如下。
0.01mA檔顯示5位數時:10000表示電流為0.01mA(10μA)。
再比如在0.01mA文件中顯示:06282表示電流為6.28 μ A。
0.1mA檔顯示5位數時:10000表示電流為0.1mA(100μA)。
再比如在0.1mA文件中顯示:04532表示電流為45.32 μ A。
1mA文件中顯示五位數時:10000表示電流為1mA。
再比如，文件1mA顯示:06282表示電流為0.6282mA
也顯示在10000檔:10000表示電流為100毫安。
顯示:04532表示電流為4.532mA。
100mA文件顯示:10000表示電流為100mA。
顯示:06282表示電流為62.82mA。
當前檔位以循環和逐步的方式選擇。儀表板上有壹個電流選擇按鈕。每按壹次進入壹個檔位，開機後儀器會自動設置在常用的1.0mA檔位。如果您壹直按下“當前選擇”按鈕，當前檔位將按以下順序連續循環。
1.0ma→10mA→100ma→0.01mA→0.1mA→1.0ma→10mA→……
妳可以快速找到妳需要的裝備。
(4)電壓表讀數:為了用電壓表直接讀出電阻率，我們人為改變了電壓表的小數點位移。如果需要直接讀取電壓值，需要註意的是這個電壓表是199.99mV的數字電壓表，讀取電壓值時小數點是固定的。
例如，電壓表顯示讀數電壓值。
1.9999 199.99毫伏
19.999 199.99毫伏
199.99
1999.9 199.99毫伏
19999 199.99毫伏
根據國家標準GB/T1552-1995，不同電阻率的矽樣品所需電流值如下表所示:
電阻率，ω。cm電流，mA推薦的用於圓盤測量的電流值。
& lt0.03 ≤100 100
0.03 ~ 0.30 & lt100 25
0.3~3 ≤10 2.5
3~30 ≤1 0.25
30~300 ≤0.1 0.025
300~3000 ≤0.01 0.0025
根據ASTM F374-84標準方法，測量方塊電阻所需的電流值如下表所示:
方塊電阻ω電流，mA
2.0~25 10
20~250 1
200~2500 0.1
2000~25000 0.01
(5)恒流源開關只有在發現探頭與被測材料接觸有電壓，影響測量數據(或材料性質)時才使用，即先將探頭壓在被測材料上，再打開恒流源開關，避免接觸時瞬間著火。為了提高工作效率，如果探針帶電壓與被測材料接觸且對測量沒有影響，恒流源開關可以壹直處於打開狀態。
(6)正向和反向測量開關只能在手動模式下工作，在自動模式下由數據處理器控制。因此，當手動正反轉開關不起作用時，首先檢查手動/自動開關是否處於手動模式。相反，當使用數據處理器測量材料的電阻率時，儀器必須處於自動狀態，否則數據處理將拒絕工作。
(7)使用數據處理器進行自動計算和記錄時，必須嚴格按照使用說明進行操作，特別要註意輸入數據的位數。為了使用數據處理器，請仔細閱讀KDY測量系統的操作說明。
4、主機技術可以算數
(1)測量範圍:
可測電阻率:0.0001 ~ 19000ω？厘米
可測方塊電阻:0.001 ~ 190000ω？□
(2)恒流源:
輸出電流:DC 0.001 ~ 100毫安，五檔連續可調。
範圍:0.001 ~ 0.01ma
0.01~0.10mA
0.10 ~ 1.0毫安
1.0~10mA
10 ~ 100毫安
恒流精度:所有檔位都在0.05%以下。
(3) DC數字電壓表:
測量範圍:0～0～199.99毫伏
靈敏度:10μV V
基本誤差:(0.004%讀數+0.01%滿刻度)
輸入阻抗:≥1000mω
(4)電源:
交流220v 10% 50/60hz功率:12W。
(5)使用環境:
溫度:23±2℃相對濕度:≤65%
無強電場幹擾，電源隔離濾波，無強光直射。
(6)重量和體積:
主機重量:7.5千克
體積:365×380×160(單位:毫米長×寬×高)
附錄1.1
溫度修正系數表ρT = FT *ρ23
標稱電阻率
Ω.厘米
溫度英尺
c 0.005 0.01 0.1.1.5 10
10
0.9768 0.9969 0.9550 0.9097 0.9010 0.9010
12 0.9803 0.9970 0.9617 0.9232 0.9157 0.9140
14 0.9838 0.9972 0.9680 0.9370 0.9302 0.9290
16 0.9873 0.9975 0.9747 0.9502 0.9450 0.9440
18 0.9908 0.9984 0.9815 0.9635 0.9600 0.9596
20 0.9943 0.9986 0.9890 0.9785 0.9760 0.9758
22 0.9982 0.9999 0.9962 0.9927 0.9920 0.9920
23 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
24 1.0016 1.0003 1.0037 1.0075 1.0080 1.0080
26 1.0045 1.0009 1.0107 1.0222 1.0240 1.0248
28 1.0086 1.0016 1.0187 1.0365 1.0400 1.0410
30 1.0121 1.0028 1.0252 1.0524 1.0570 1.0606
註:①溫度修正系數表數據來自中國計量科學研究院。
附錄1.2
溫度修正系數表(續1) ρT = FT *ρ23
標稱電阻率
Ω.厘米
溫度英尺
C 25
(17.5—49.9) 75
(50.0—127.49) 180
(127.5—214.9) 250/500/1000
( ≥ 215 )
10 0.9020 0.9012 0.9006 0.8921
12 0.9138 0.9138 0.9140 0.9087
14 0.9275 0.9275 0.9278 0.9253
16 0.9422 0.9425 0.9428 0.9419
18 0.9582 0.9580 0.9582 0.9585
20 0.9748 0.9750 0.9750 0.9751
22 0.9915 0.9920 0.9922 0.9919
23 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
24 1.0078 1.0080 1.0082 1.0083
26 1.0248 1.0251 1.0252 1.0249
28 1.0440 1.0428 1.0414 1.0415
30 1.0600 1.0610 1.0612 1.0581
附錄二。
厚度校正系數F(W/S)是晶片厚度W與探針間距S之比的函數
西法西法西法西法西法西法西法
0.40 0.9993
0.41 0.9992
0.42 0.9990
0.43 0.9989
0.44 0.9987
0.45 0.9986
0.46 0.9984
0.47 0.9981
0.48 0.9978
0.49 0.9976
0.50 0.9975
0.51 0.9971
0.52 0.9967
0.53 0.9962
0.54 0.9958
0.55 0.9953
0.56 0.9947
0.57 0.9941
0.58 0.9934
0.59 0.9927 0.60 0.9920
0.61 0.9912
0.62 0.9903
0.63 0.9894
0.64 0.9885
0.65 0.9875
0.66 0.9865
0.67 0.9853
0.68 0.9842
0.69 0.9830
0.70 0.9818
0.71 0.9804
0.72 0.9791
0.73 0.9777
0.74 0.9762
0.75 0.9747
0.76 0.9731
0.77 0.9715
0.78 0.9699
0.79 0.9681 0.80 0.9664
0.81 0.9645
0.82 0.9627
0.83 0.9608
0.84 0.9588
0.85 0.9566
0.86 0.9547
0.87 0.9526
0.88 0.9505
0.89 0.9483
0.90 0.9460
0.91 0.9438
0.92 0.9414
0.93 0.9391
0.94 0.9367
0.95 0.9343
0.96 0.9318
0.97 0.9293
0.98 0.9263
0.99 0.9242 1.0 0.921
1.2 0.864
1.4 0.803
1.6 0.742
1.8 0.685
2.0 0.634
2.2 0.587
2.4 0.546
2.6 0.510
2.8 0.477
3.0 0.448
3.2 0.422
3.4 0.399
3.6 0.378
3.8 0.359
4.0 0.342
註:①厚度修正系數表數據來自國家標準GB/T1552-1995。
直列四探針法測定矽和鍺單晶的電阻率
附錄3。
校正系數F2是探針間距s與晶片直徑d之比的函數
法國——法國——法國——法國
0 4.532
0.005 4.531
0.010 4.528
0.015 4.524
0.020 4.517
0.025 4.508
0.030 4.497 0.035 4.485
0.040 4.470
0.045 4.454
0.050 4.436
0.055 4.417
0.060 4.395
0.065 4.372 0.070 4.348
0.075 4.322
0.080 4.294
0.085 4.265
0.090 4.235
0.095 4.204
0.100 4.171
註:①厚度修正系數表數據來自國家標準GB/T1552-1995。
直列四探針法測定矽和鍺單晶的電阻率