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四探针测试-双电测测量原理
2017-05-10 22:41:09   来源:   评论:0 点击:

四探针测试-双电测测量原理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
四探针测试-双电测测量原理
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。
使用本仪器时,由于不需要人为进行几何边界条件和探针间距的修正,因而对各种形状
的簿膜材料及片状材料有广泛的适用性。
双电测组合四探针法采用了以下二种组合的测量模式(见图1)。
图1
将直线四探针垂直压在被测样品表面上分别进行I14V23 和I13V24 组合测量,测量过程如下:
1. 进行I14V23组合测量:
电流I从1针→4针,从2、3针测得电压V23+;
电流换向,I从4针→1针,从2、3针测得电压V23-;
计算正反向测量平均值:V23=(V23+ + V23- )/2;
2. 进行I13V24组合测量:
电流I从1针→3针,从2、4针测得电压 V24+;
电流换向,I从3针→1针,从2、4针测得电压 V24-;
计算正反向测量平均值:V24=(V24+ + V24- )/2;
3. 计算(V23/V24)值;
(以上V23、V24 均以 mV 为单位);
4. 按以下两公式计算几何修正因子K:
若 1.18<(V23 /V24)≤1.38 时;
I14V23 组合

V
1 2 3 4

I13V24 组合

V
1 2 3 4


2
K=-14.696+25.173(V23/V24)-7.872(V23/V24)2 ; ⋯(1)
若 1.10≤(V23/V24)≤1.18 时;
K=-15.85+26.15(V23/V24)-7.872(V23/V24)2 ; ⋯(2)
5. 计算方块电阻 R□ :
R□ =K·(V23/I) (单位:Ω/□) ; ⋯(3)
其中:I为测试电流,单位:mA;
V23 为从2、3针测得电压V23+和V23-的平均值,单位:mV;
6. 若已知样品厚度W,可按下式计算样品体电阻率ρ:
ρ=R□·W·F(W/S)/10 (单位:Ω.cm); ⋯(4)
其中:R□为方块电阻值,单位:Ω/□;
W 为样片厚度,单位:mm(W ≤3mm);
S 为探针平均间距,单位:mm;
F(W/S) 为厚度修正系数;

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