KEITHLEY四探针操作手册

南开大学硅光电与储能实验室四点探针操作| 2011四探针操作手册四个探针操作说明四点探针操作第一章引言11.目标12.应用范围13.测试设备1四个探针1数字电压源表2第二章原理简介31.薄膜电阻率(厚度4毫米):32.薄膜阻挡电阻器3第三章操作方法5导言52.测试线路连接模式53.KEITHLEY 2400高压电源表设置指南64.探针接触模式85.数据测试指南8第4章注释10附表一第一章引言1.目的本手册主要介绍四探针法测试薄膜方块电阻和电阻率的原理和具体操作方法。2.适用范围测量参数：方块电阻和电阻率测量样本：均匀薄膜、均匀薄片方块电阻测试范围：0.01 500米电阻率测试范围：10-5厘米 103厘米样品尺寸：1厘米直径准确度：5%3.测试设备四点探针制造商：广州四探针有限公司RTS-2基本指标：间距：10.01毫米；针间绝缘电阻：1000；机械漂移率：0.3%；探头：碳化钨或高速钢，探头直径0.5毫米。探针压力：5 16牛顿(合力)；使用环境：温度：232；相对湿度：65%；无高频干扰；没有直接强光；基本参数：Fsp=0.1探头间距：1.0毫米数字电压源表制造商：凯思利2400高压电源表技术参数：准确度：0.012%功率：20瓦型号：2400品牌：吉赛尔测量范围：高电压(1100伏)或高电流(3A)源/测量(A)可用KEITHLEY2400通用源表，能测量200伏电流和1A电流，输出功率为20瓦.主要特点和优势：设计用于高速DC参数测量2400系列提供10 pa至10 a、1 v至1100 v、20 w至1000 w的宽动态范围。四象限工作精确度为0.012%，分辨率为5 1/2利用可编程电流驱动和电压测量箝位进行6位线电阻测量在4 1/2位数字时，通过GPIB每秒读取1700次内置快速失败/通过测试比较器可选的接触检查功能数字输入/输出提供快速分类和机械手连接GPIB、RS-232和触发器连接面板测试点和LabVIEW驱动程序第二章原理简介图21线性四探针法测试示意图V1234以一定的压力将排列成直线的四个探针垂直地压在测试样品的表面上，在探针1和4之间施加电流I(毫安)，并且在探针2和3之间产生一定的电压V(毫伏)(如图1所示)。根据不同的测量方法和样品尺寸，测量该电压，并根据以下公式分别计算样品的电阻率、方块电阻和电阻：1.薄膜电阻率(厚度4毫米):=RFD/SFW/SWFspcm其中：d-样品直径，单位：厘米或毫米，注意它与探针间距的单位一致；S平均探针间距，单位：厘米或毫米，注意与样品直径的单位d一致(四个探针头证书上的s值)；W样品厚度，单位：厘米，单位：英尺(瓦/秒)，注意与单位一致；FSP探头间距的修正系数(四个探头证书上的F值)；f(d/s)-样品直径校正系数。当D，F(D/S)=4.532，有限直径下的F(D/S)见表1:f(w/s)-样品厚度校正系数。当w/s为0.4时，f(w/s)=1；当水/秒为0.4时，水/秒值见附表2；R源表测得的电阻值，单位；2.薄膜阻挡电阻r =RFD/SFW/SFsp/其中：D-样品直径，单位：厘米或毫米，注意它与探针间距的单位一致；S平均探针间距，单位：厘米或毫米，注意与样品直径的单位d一致(四个探针头证书上的s值)；W样品厚度，单位：厘米，单位：英尺(瓦/秒)，注意与单位一致；FSP探头间距的修正系数(四个探头证书上的F值)；f(d/s)-样品直径校正系数。当D，F(D/S)=4.532，有限直径下的F(D/S)见表1:f(w/s)-样品厚度校正系数。当w/s为0.4时，f(w/s)=1；当水/秒为0.4时，水/秒值见附表2；R源表测得的电阻值，单位；第三章操作方法介绍电阻由KEITHLEY 2400高压电源表测量。参照四探针测试原理，源表应设置在四线感应模式(4W自动)。具体设置请参考KEITHLEY 2400高压电源表设置指南。2.测试线路连接模式测试线采用4线连接。图31测试线路连接3.KEITHLEY 2400高压电源表设置指南连接设备数据线、电源和开关。设备显示如错误！找不到参考源。图32按CONFIG键按下CONFIG键，设备显示如图33所示。l按键，设备显示如图34所示。先按键，选择感应模式，然后按回车键。设备显示如图35所示。图33按键图34首先按键，选择感应模式，然后按回车键。首先按键，选择4-WIRE模式，按回车键，然后按退出键退出测量窗口。如图36所示，可以看到上面的四轮驱动，设置完成。图35首先按键，选择4-WIRE模式，然后按回车键。图36设备的最后显示模式可以在上面的4AUTO处看到。如果你有任何问题，你可以看KEITHLEY 2400高压电源表用户手册，设备手册下载。4.探针接触模式探头触点应保持一定的压力，但不同材料的性质不同，一些材料的电阻率会随着外加压力的变化而变化。因此，测试前应根据具体的测试材料适当改变探头压力。首先，用粗调键将探针旋转到样品表面，轻轻按压后停止。仔细调整一定的距离，以确保测量过程中表面读数稳定。5.数据测试指南测试线正确连接后，设置源仪表，并将探针添加到样品表面，即可开始电阻测量。l首先调整电阻的测量范围。根据样品电阻率选择测量范围，如表1源表电阻测量范围选择所示。表1源表电阻测量范围的选择，孙，半导体测试技术，冶金工业出版社，1984。样品电阻率范围(厘米)电流通过样品0.01100毫安0.01-110毫安1-301mA30-1000100A1000-300010A按下源表右下方的开/关键，该键变为蓝色，测量开始。记录测得的电阻值。半导体材料的电阻率会随着电流的变化而变化，因此应根据具体情况选择合适的测量范围。根据校正公式计算方块电阻和电阻率，测试完成。电阻率和阻挡电阻可以通过将测得的电阻和薄膜厚度代入以下公式来计算。=RFD/SFW/SWFspcmr =RFD/SFW/SFsp/每个校正系数可从附表中找到，Fsp=0.01。例1。测得的薄膜电阻为29.97(1mA范围)，薄膜厚度为187.165nm。探头间距为1.0mm，样品直径为100mm(在圆心处测量)，Fsp为1.0。D/S=100，离差=4.528 .W/S=1.8710-4，f(宽/宽)=1；所以r=2.5410-3。第四章注意事项安排附表1直径修正系数F(D/S)和D/S值之间的关系位置离差值信噪比值中心半径中点距离边缘6mm2004.5322004.5314.5314.4621504.5314.5294.4611254.5304.5284.4601004.5284.5254.458764.5264.5204.455604.5214.5134.451514.5174.5054.447384.5054.4854.439264.4704.4244.418254.47022.224.45420点4.43618.184.41716.674.39515.384.37214.284.34813.334.32212.504.29411.764.26511.114.23510.524.20410点4.171附表2厚度修正系数F(W/S)和W/S值之间的关系W/S值女(女/女)W/S值女(女/女)W/S值女(女/女)W/S值女(女/女)0.4001.00000.5300.99620.6650.98580.8000.96630.4000.99970.5350.99600.6700.98530.8050.96540.4050.99960.5400.99570.6750.98470.8100.96440.4100.99960.5450.99550.6800.98410.8150.96350.4150.99950.5500，99520.6850.98350.8200.96260.4200.99940.5550.99490.6900.98290.8250.96160.4250.99930.5600.99460.6950.98230.8300.96070.4300.99930.5650.99430.7000.98170.8350.95970.4350.99920.5700.99400.7050.98100.8400.95870.4400.99910.5750.99370.7100.98040.8450.95770.4450.99900.5800.99340.7150.97970.8500.95670.4500.99890.5850.99300.7200.97900.8550.95570.4550.99880.5900.99270.7250.97830.8600.95460.4600.99870.5950.99230.7300.97760.8650.95360.4650.99850.6000.99190.7350.97690.8700.95250.4700.99840.6050.99150.7400.97610.8750.95140.4750.99830.6100.99110.7450.97540.8800.95040.4800.99810.6150.99070.7500.97460.8850.94930.4850.99800.6200.99030.7550.97380.8900.94820.4900.99780.6250.98980.7600.97310.8950.94710.4950.99760.6300.98940.7650.97230.9000.94590.5000.99750.6350.98890.7700.97140.9050.94480.5050.99730.6400.98840.7750.97060.9100.94370.5100.99710.6450.98790.7800.96980.9150.94250.5150.99690.6500.98740.7850.96890.9200.94130.5200.99670.6550.98690.7900.96800.9250.94020.5250.99650.6600.