《衬底表面纳米、亚微米尺度薄膜 方块电阻无损测试 四探针法》

-ICS65.020.40

B61

备案号：DB32

江苏省地方标准

DB32/T-XXX

衬底表面纳米、亚微米尺度薄膜方块电阻

的无损测试四探针法

Nano,Sub-micronscalefilmonsubstrate—Non-destructiveTestMethodof

BlockResistance—Fourprobemethod

(征求意见稿)

20xx--发布20xx--实施

江苏省市场监督管理局发布

1

DB32/T××××—20xx

衬底表面纳米、亚微米尺度薄膜方块电阻的无损测试四探

针法

1范围

本标准规定了衬底表面纳米、亚微米尺度薄膜方块电阻的无损测试方法。

包含仪器设备、试样处理、测定步骤、结果计算方法和数据精密度要求。

本标准适用于由涂覆、喷涂、压制、化学气相沉积、扩散层、外延、离子注入或

其他沉积工艺在衬底上形成的薄膜材料方块电阻的测定。

也同样适用于普通弹性薄膜或涂层。如ITO薄膜，电容器卷积薄膜等。

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本标准可测量试样的方块电阻范围为10Ω/□~10Ω/□。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版

本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文

件。

GB/T1552-1979硅单晶电阻率直流四探针测量方法

GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定

JJG508-2004四探针电阻率测试仪检定规程

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件

3.1方块电阻

电流沿薄膜或薄层材料平面方向流动时，电流平行方向上的电场强度（电势梯度）和电

流垂直截面上的电流线密度（宽度方向）之比。

3

DB32/T××××—20xx

3.2薄膜

一维线性尺度远远小于其他二维的、且厚度小于1微米的材料。

4方法原理

4.1使用导电橡胶探针的四探针测量装置，如图1，四根探针呈等间距直线分布，使

直流电流I通过试样上外两个探针1和4，测量两个内探针2和3之间的电位差U，结合试

样长度h和宽度w,计算出试样方块电阻R口。如公式（1）

图1四探针法测量方块电阻示意图

R口=4.532*（U/I）*G(w,h,l)----------------------(1)

R口=4.532*Rs*G(w,h,l)----------------------(2)

式中：

R口:试样方块电阻，单位：欧，Ω/□。

U：2和3针测试电压，单位：伏，V

I:1和4针测试电流，单位：安，A

Rs=U/I:视在电阻。单位：欧，Ω

G(w,h,l):样品为有限尺寸时平面形状修正函数。查阅表1

l：探针平均间距。

1

l=(l1+l2+l3)

n

4

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l1、l2、l3分别为探针1与2，2与3，3与4之间的间距。

表1矩形薄膜形状位置修正表G(w,h,l)

正方形矩形

w/lh/l=1h/l=2h/l=3h/l≥4

1.00.22040.2205

1.250.27510.2702

1.50.32630.32860.3286

1.750.37940.38030.3803

2.00.43010.42970.4297

2.50.51920.51940.5194

3.00.54220.59570.59580.5958

4.00.68700.71150.71150.7115

5.00.77440.78870.78880.7888

7.50.88460.89050.89050.8905

10.00.93120.93450.93450.9345

15.00.96820.96960.96960.9696

20.00.97880.98300.98300.9830

40.00.99550.99570.99570.9957

1001.00001.00001.00001.0000

w：短边长度

h：长边长度

w

l：探针间距l1l2l3

h

矩形薄片形状示意图

5仪器组成和规格

5.1仪器组成

仪器由四探针测试仪主机、四探针测试台、导电橡胶探头、计算机及四探针软件等部分

组成，通过软件测试系统对四探针测试仪主机发出控制指令，主机在获得控制指令后按程

序进行测量，获得所需测量数据。整个仪器系统满足JJG508—2004四探针测试仪的要求。

5

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5.2规格

a)主机测量范围：方块电阻：10-4～104Ω/□。

b)测试台可测样品的尺寸：Φ200mm直径以下或200mm×200mm以内

c)测试探头：导电橡胶探头，体积电阻小于109Ω·cm。

6测试步骤

6.1将测试仪器、试样置于温度23℃±3℃，相对湿度不超过65%RH的测试间，开机

预热半小时以上。

6.2试样尺寸大于10mm10mm的需多点测量，（小样品可以在中心单点测试）将

满足测试要求的样品表面均匀分为四个测试区域部分（如图2），在每个测试区域选择不少

于1个测试点进行采样测量。数据记录参照表2

图2试样方块电阻测量位置

表2方块电阻测试数据记录表

R口R口R口R口

序号

（第一次）（第二次）（第三次）（平均）

Ω/□Ω/□Ω/□Ω/□

1

2

3

4