詳細解析四探針測試儀的測量原理和應用範圍
瀏覽次數▩✘:202釋出日期▩✘:2022-10-26
四探針測試儀採用由四探針雙電測量方法測試方阻和電阻率系統與高溫試驗箱結合配置的高溫測試探針治具✘•╃↟,滿足半導體材料因溫度變化對電阻值變化的測量要求✘•╃↟,透過先進的測控軟體可以顯示出溫度與電阻✘•╃↟,電阻率✘•╃↟,電導率資料的變化曲線✘•╃↟,是檢驗和分析導體材料和半導體材料質量的一種重要的工具·₪╃·↟。
於半導體材料的電阻率✘•╃↟,一般採用四探針▩▩◕✘↟、三探針和擴充套件電阻·₪╃·↟。
電阻率是反映半導體材料導電效能的重要引數之一·₪╃·↟。測量電阻率的方法很多✘•╃↟,四探針法是一種廣泛採用的標準方法·₪╃·↟。它的優點是裝置簡單▩▩◕✘↟、操作方便✘•╃↟,度高✘•╃↟,對樣品的形狀無嚴格要求·₪╃·↟。
常用的是直線型四探針·₪╃·↟。四根探針的針尖在同一直線上✘•╃↟,並且間距相等✘•╃↟,都是S✘•╃↟,一般採用0.5mm的間距✘•╃↟,不同的探針間距需要對測量結果做相應的校正·₪╃·↟。
一般目前的四探針測試儀均已配置厚度的修正✘•╃↟,透過厚度數值的設定✘•╃↟,計算出不同的樣品厚度對電阻率的影響·₪╃·↟。
四探針法通常用來測量半導體的電阻率·₪╃·↟。四探針法測量電阻率有個非常大的優點✘•╃↟,它不需要校準;有時用其它方法測量電阻率時還用四探針法校準·₪╃·↟。
與四探針法相比✘•╃↟,傳統的二探針法更方便些✘•╃↟,因為它只需要操作兩個探針✘•╃↟,但是處理二探針法得到的資料卻很複雜·₪╃·↟。我們希望確定所測量的電阻器的電阻值✘•╃↟,總電阻值:
RT = V/I = 2RW + 2RC + RDUT;
其中RW是導線電阻✘•╃↟,RC是接觸電阻✘•╃↟,RDUT是所要測量的電阻器的電阻✘•╃↟,顯然用這種方法不能確定RDUT的值·₪╃·↟。矯正的辦法就是使用四點接觸法✘•╃↟,即四探針法·₪╃·↟。如圖二✘•╃↟,電流的路徑與圖一中相同✘•╃↟,但是測量電壓使用的是另外兩個接觸點·₪╃·↟。儘管電壓計測量的電壓也包含了導線電壓和接觸電壓✘•╃↟,但由於電壓計的內阻很大✘•╃↟,透過電壓計的電流非常小✘•╃↟,因此✘•╃↟,導線電壓與接觸電壓可以忽略不計✘•╃↟,測量的電壓值基本上等於電阻器兩端的電壓值·₪╃·↟。
透過採用四探針法取代二探針法✘•╃↟,儘管電流所走的路徑是一樣的✘•╃↟,但由於消除掉了寄生壓降✘•╃↟,使得測量變得了·₪╃·↟。四探針法在Lord Kelvin使用之後✘•╃↟,變得十分普及✘•╃↟,命名為四探針法·₪╃·↟。
應用範圍▩✘:
四探針測試儀是運用四探針測量原理測試電阻率/方阻的多用途綜合測量儀器·₪╃·↟。根據不同材料特性需要✘•╃↟,配有多款測試探頭▩✘:
1▩▩◕✘↟、高耐磨碳化鎢探針探頭✘•╃↟,測量矽類半導體▩▩◕✘↟、金屬▩▩◕✘↟、導電塑膠類等硬質材料的電阻率/方阻;
2▩▩◕✘↟、球形鍍金銅合金探針探頭✘•╃↟,測量柔性材料導電薄膜▩▩◕✘↟、金屬塗層或薄膜▩▩◕✘↟、陶瓷或玻璃等基底上導電膜(ITO膜)或奈米塗層等半導體材料的電阻率/方阻;
3▩▩◕✘↟、配合四端子測試夾具✘•╃↟,測量電阻器體電阻▩▩◕✘↟、金屬導體的低▩▩◕✘↟、中值電阻以及開關類接觸電阻;
4▩▩◕✘↟、四探針測試儀探頭可測試電池極片等箔上塗層電阻率/方阻·₪╃·↟。