一,、概述

　　BD-86A型半導體電阻率測試儀是根據(jù)四探針測試原理研制成功的新型半導體電阻率測試器，適合半導體器件廠,、材料廠用于測量半導體材料（片狀,、棒狀）的體電阻率、方塊電阻（薄層電阻）,，也可以用作測量金屬薄層電阻,、導電薄層電阻，具有測量精度高,、范圍廣,、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)緊湊,、使用方便,、價格低廉等特點。

　　儀器分為電氣箱和測試架兩大部分,，電氣箱由高靈敏度直流數(shù)字電壓表,，高穩(wěn)定,、高精度的恒流源和高性能的電源變換裝置組成，測量結(jié)果由LED數(shù)字顯示,，零位穩(wěn)定,，輸入阻抗。在片狀材料測試時,，具有系數(shù)修正功能,，使用方便。測試架分為固定式和手持式兩種,，探頭的探針具有寶石導向,，測量精度高、游移率小,、耐磨和使用壽命長等特點,，而且探針壓力可調(diào)，特別適合薄片材料的測量,。

　　二,、主要技術指標

　　1.測量范圍：

　　電阻率：10-3--103Ω㎝（可擴展到105Ω㎝），分別率10-4Ω㎝,。

　　方塊電阻：10-2--104Ω/□（可擴展到106Ω/□）,，分辨率10-3Ω/□。

　　薄層金屬電阻：10-4--105Ω,，分辨率10-4Ω,。

　　2.數(shù)字電壓表：

　　電壓表量程為3檔，分別是20mV檔（分辨率10μV),；200mV檔(分辨率100μV),；2V檔（分辨率1mV)。電壓表測量誤差±0.3%讀數(shù)±1字,，輸入阻抗大于109Ω,。

　　3.恒流源：

　　恒流源由交流供電，輸出直流電流0---100mA連續(xù)可調(diào),。恒流源量程為5檔,，分別是10μA、100μA,、1mA,、10mA,、100mA,；分辨率對應是10nA、0.1μA,、1μA,、10μA,、0.1mA。電流誤差±0.3%讀數(shù)±2字,。

　　4.測試架：（可選件）

　　測試架分為固定和手持兩種,，可測半導體材料尺寸為直徑Φ15--Φ600㎜。測試探頭探針間距S=1㎜,，探針機械游移率±0.3%,，探針壓力可調(diào)。

　　5.顯示：3?位LED數(shù)字顯示0-1999,，能自動顯示單位,、小數(shù)點、極性,、過載,。

　　6.電性能：電性能模擬考核誤差﹤±0.3%，符合ASTM規(guī)定指標,。

　　7.電源：220V±10%,，50Hz或60Hz,功耗﹤30W。

　　8.電氣箱外形尺寸：440×320×120㎜,。

　　三,、工作原理

　　直流四探針法測試原理簡介如下：

　　（1）體電阻率測量：

　　如圖：當1,、2,、3、4根金屬探針排成一直線時,，并以一定壓力壓在半導體試樣上,，在1、4兩處探針間通過電流I,，則2,、3探針間產(chǎn)生電壓差V。

　　材料的電阻率ρ=（V/I）×C （Ω㎝） 3-1

　　式3-1中：C為探針系數(shù),，由探針幾何位置決定,，當試樣電阻率分布均勻，試樣尺寸滿足半無限大條件時,，

　　C=2π÷{1/S1+1/S3-1/(S1+S2)-1/(S2+S3）}=2πFSP 3-2

　　式3-2中：S1,、S2、S3分別為探針1與2,、2與3,、3與4之間的距離。當S1=S2=S3=1mm時,，則FSP=1,，C=2π,。若電流取I=C時，

　　電阻率ρ=V,可由數(shù)字電壓表直接讀出,。

　?、佟K狀和棒狀晶體電阻率測量：由于塊狀和棒狀樣品外形尺寸與探針間距比較,，合乎半無限大的邊界條件,，電阻率值可以直接由公式3-1、3-2式求出,。

　?、凇⒈∑娮杪蕼y量：由于薄片樣品厚度和探針的間距相比,，不能忽略,。測量時要提供樣品的厚度、形狀和測量位置的修正系數(shù),。

　　電阻率值可由下面公式得出：

　　ρ=V/I×2πS×FSP×G(W/S)×D(d/s)= ρ0×G(W/S)×D(d/s) 3-3

　　式中：ρ0 為塊形體電阻率,，W為試片厚度，S為探針間距,，G（W/S）為樣品厚度修正函數(shù)，D(d/s)為樣品形狀和測量位置修正函數(shù),。

　?、邸⒎綁K電阻,、薄層電阻測量：當半導體薄層尺寸滿足半無限大平面條件時：

　　R□=π/ln2×(V/I)=4.532(V/I) 3-4

　　若取I1=4.532I,則R□值可由電壓表直接讀出,。

　　注意：以上的測量都在標準溫度(230 C)下進行，若在其他溫度環(huán)境中測量,，應乘以該材料的溫度修正系數(shù)FT,。

　　FT=1-CT（T230） 3-5

　　式中：CT為材料的溫度系數(shù)。（請根據(jù)不同材料自行查找）

　?。?）金屬電阻測試：本儀器也可用作金屬電阻的測量,，采用四端子電流-電壓降法，能方便的測量金屬電阻R,測量范圍從100μΩ---200K

　　四,、 半導體電阻率測試儀

儀器結(jié)構(gòu)

　　本儀器為臺式結(jié)構(gòu),，分為電氣箱和測試架兩大部分。

　　【1】電氣箱為儀器主要電器部分,，電氣箱前面板如圖4-1所示：