RTS-9雙電測四探針測試儀測量原理

RTS-9雙電測四探針測試儀測量原理

雙電測組合四探針法采用了以下二種組合的測量模式（見圖1）。

將直線四探針垂直壓在被測樣品表面上分別進行I₁₄V₂₃和I₁₃V₂₄組合測量，測量過程如下：

1. 進行I₁₄V₂₃組合測量：
  電流Ｉ從１針→４針，從２、３針測得電壓V23+；
  電流換向，Ｉ從４針→１針，從２、３針測得電壓V23-；
  計算正反向測量平均值：V23＝(V23+ ＋V23- )／2；

2. 進行I₁₃V₂₄組合測量：
  電流Ｉ從１針→３針，從２、４針測得電壓 V24+；
  電流換向，Ｉ從３針→１針，從２、４針測得電壓 V24-；
  計算正反向測量平均值：V24＝(V24+ ＋V24- )／2；

3. 計算（V23／V24）值；

（以上V23、V24均以 mV 為單位）；

4. 按以下兩公式計算幾何修正因子Ｋ：

若 1.18＜（V23 ／V24）≤1.38 時；

K＝－14.696＋25.173(V23／V24)－7.872(V23／V24)²  ；   …(1)   

若 1.10≤（V23／V24）≤1.18 時；

K＝－15.85＋26.15(V23／V24)－7.872(V23／V24)² ； …(2)

5. 計算方塊電阻 R□ ：

Ｒ□ ＝Ｋ·(V23／Ｉ)  (單位：Ω／□) ； …(3)

其中：Ｉ為測試電流，單位：mA；

    V23為從２、３針測得電壓V23+和V23-的平均值，單位：mV；

6. 若已知樣品厚度W，可按下式計算樣品體電阻率ρ：

ρ＝R□·W·F(W/S)／10  (單位：Ω.cm)；             …(4)

其中：Ｒ□為方塊電阻值，單位：Ω／□；

         W為樣片厚度，單位：mm（W ≤3mm）；

S為探針平均間距，單位：mm；

F(W/S) 為厚度修正系數；

7. 計算百分變化率（以測試樣品電阻率ρ為例）：

　　　　 　　　　　　   ρM －ρm

　　 大百分變化（％）＝─────×100％               …(5)

　　　　　 　　　　　　　　ρm

　　　　　　　　　　　　  │ρa －ρc │　　

　　 平均百分變化（％）＝─────────×100％         …(6)

                              ρc

 　　　　　　　　　　　　　 ２（ρM －ρm ）　　

 　 徑向不均勻度Ｅ（％）＝──────────×100％     …(7)

                         　  ρM ＋ρm 　　　　　

　   以上式中：ρM 、ρm 分別為測量的電阻率大值與小值，單位：Ω.cm；

　　           ρc 為第1、2 點（即圓片中心測量點）測量平均值，單位：Ω.cm；

　　　         ρa 為除第1、2 點外其余各點的測量平均值，單位：Ω.cm；

    （若測量樣品的方塊電阻值,則將(5)、(6)、(7)式中的ρM 、ρm 、ρa 、ρc 分別改成ＲM 、Ｒm 、Ｒa 、和Ｒc 。其公式意義與ρM 、ρm 、ρa 、ρc 相似）。