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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(V23V24)值;

(以上V23V24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(V23V24)-7.872(V23V24)2  ;   …(1)   

若 1.10≤(V23V24)≤1.18 时;

K=-15.85+26.15(V23V24)-7.872(V23V24)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+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

   最大百分变化(%)=─────×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最大值与最小值,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)。

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