RTS-9双电测四探针测试仪测量原理

RTS-9双电测四探针测试仪测量原理

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）。

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；

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；

7. 计算百分变化率（以测试样品电阻率ρ为例）：

　　　　 　　　　　　   ρM －ρm

　　 大百分变化（％）＝─────×100％               …(5)

　　　　　 　　　　　　　　ρm

　　　　　　　　　　　　  │ρa －ρc │　　

　　 平均百分变化（％）＝─────────×100％         …(6)

                              ρc

 　　　　　　　　　　　　　 ２（ρM －ρm ）　　

 　 径向不均匀度Ｅ（％）＝──────────×100％     …(7)

                         　  ρM ＋ρm 　　　　　

　   以上式中：ρM 、ρm 分别为测量的电阻率大值与小值，单位：Ω.cm；

　　           ρc 为第1、2 点（即圆片中心测量点）测量平均值，单位：Ω.cm；

　　　         ρa 为除第1、2 点外其余各点的测量平均值，单位：Ω.cm；

    （若测量样品的方块电阻值,则将(5)、(6)、(7)式中的ρM 、ρm 、ρa 、ρc 分别改成ＲM 、Ｒm 、Ｒa 、和Ｒc 。其公式意义与ρM 、ρm 、ρa 、ρc 相似）。