1、KDY-1A便攜式電阻率/方阻測試儀使用說明北京綠野創(chuàng)能機(jī)電設(shè)備有限公司1、概述KDY-1A便攜式電阻率測試儀是用來測量硅晶塊、晶片的電阻率及擴(kuò)散層、外延層、KDY-1A本儀器按照半導(dǎo)體材料電阻率的國際及國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)。它主要由電器測量部份（主機(jī)）及四探針頭組成，需要時(shí)可加配測試架。為減小體積，本儀器用同一塊數(shù)字表測量電流及電阻率。樣品測試電流由高精度的恒流源提供，隨時(shí)可進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保電阻率測量的準(zhǔn)確度。因此本儀器不僅可以用來分選材料也可以用來作產(chǎn)品檢測。對(duì)1100Qcm標(biāo)準(zhǔn)樣片的測量誤差不超過土3%在此范圍內(nèi)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)機(jī)的水平。2、測試儀結(jié)構(gòu)及原理測試儀主機(jī)由主機(jī)板、前

2、面板、后背板及機(jī)箱組成，數(shù)字表、測試電流換檔開關(guān)、電阻率/方阻轉(zhuǎn)換開關(guān)、校準(zhǔn)/測量變換開關(guān)以及電流調(diào)節(jié)電位器均裝在前面板上。后背板上只裝有電源插座、電源開關(guān)、保險(xiǎn)管及四探針連接插座。機(jī)箱底板上只裝了主機(jī)板。前后面板與主機(jī)板之間的聯(lián)接均采用接插件，便于拆卸維修。32圖1電阻率/方阻測試儀原理圖兩檔恒流源繪阻專II數(shù)字電壓表P/R選擇32圖1電阻率/方阻測試儀原理圖兩檔恒流源繪阻專II數(shù)字電壓表P/R選擇.I4澈電流選樣電流調(diào)節(jié)1.4探針提供穩(wěn)定的測量電流KDY-1A1.4探針提供穩(wěn)定的測量電流I,由2、3探針測取被測樣品上的電位差V,當(dāng)樣塊厚度大于4倍探針間距,即可由下式計(jì)算出材料的電阻率；P=

3、2nSXV/1XF(1)sP這是大家熟悉的樣品厚度和任一探針離樣品邊界的距離均大于4倍探針間距(近似半無窮大的邊界條件)，無需進(jìn)行厚度、直徑修正的經(jīng)典公式。此時(shí)如用間距S=1mm的探頭，電流I選擇0628；用S=1.59mm的探頭，電流I選擇0.999,即可從本儀器的電壓表(DVM2上直接讀出電阻率。如選擇測量電流只要處理好小數(shù)點(diǎn)的位置，數(shù)字電壓表上顯示的V值即等于P。當(dāng)探針間距修正系數(shù)FSP=1.00時(shí)女口：探針間距(S)=1mm可選l=62.8mA或6.28mA探針間距(S)=1.59mm可選I=100.0mA或10.00mA當(dāng)樣塊厚度小于4倍探針間距的樣片均可按下式計(jì)算P=V/IXWF(

4、W/SXF(S/D)XFXFt(2)SP式中：V電壓的讀數(shù)，mVI電流的讀數(shù)，mAW被測樣片的厚度值以cm為單位。f(W/S厚度修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄二。F(S/D)直徑修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄三。Fsp探針間距修正系數(shù)。Ft溫度修正系數(shù)，數(shù)值可查附錄一。為方便用戶直接從數(shù)字表上讀出硅片電阻率，可設(shè)定匸WF(W/SXF(S/D),P=vxFspXspFt，這樣就無需按上式做繁瑣的計(jì)算，預(yù)先計(jì)算出來不同厚度的電流值I,本儀器說明書附有硅片厚度直讀電流選擇表，只要按照樣品厚度選擇電流，即可從數(shù)字表上直接讀出硅片電阻率。方塊電阻的測量：用KDY-1A量塊電阻時(shí)，計(jì)算公式為：R=V/IXF(S/D)XF

5、(W/S)XFP由于擴(kuò)散層、導(dǎo)電薄膜很薄F(W/S)=,1所以只要選取電流I=F(S/D)FP.電壓表本身已經(jīng)做了小數(shù)點(diǎn)移位，在1mA當(dāng)時(shí)，電流可選45.3，在10mA當(dāng)時(shí)，電流可選4.53,P/R選擇在R位置，從KD丫-1電壓表上即可直接讀出方塊電阻R。3、使用方法:OO電揮播厘(1)在背板上電源插座插好電源線、四探針頭連接線，檢查保險(xiǎn)絲管有無松動(dòng)。打開背板上的電源開關(guān)(將I按下)此時(shí)面板上的數(shù)字表及各控制開關(guān)上均有指示燈點(diǎn)亮。3)從左向右，察看控制開關(guān)，先將電流換檔開關(guān)置于“1mA,在測硅片、硅塊時(shí)P/R置于“P”，在測方塊電阻時(shí)P/R置于OO電揮播厘(1)在背板上電源插座插好電源線、四探

6、針頭連接線，檢查保險(xiǎn)絲管有無松動(dòng)。打開背板上的電源開關(guān)(將I按下)此時(shí)面板上的數(shù)字表及各控制開關(guān)上均有指示燈點(diǎn)亮。3)從左向右，察看控制開關(guān)，先將電流換檔開關(guān)置于“1mA,在測硅片、硅塊時(shí)P/R置于“P”，在測方塊電阻時(shí)P/R置于“R”，校準(zhǔn)/測量檔選在校準(zhǔn)”。4)將四探針頭壓在樣品上，此時(shí)數(shù)字表上顯示的是測量電流；如選用間距為1.00mm的四探針頭，在10mA檔時(shí)，調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕，使數(shù)字表顯示在1mA檔時(shí)，調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕，使數(shù)字表顯示6.28l=6.28mA。如選用間距為1-59mm的四探針頭，在10mA檔時(shí)，調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕，使數(shù)字表顯示在1mA檔時(shí)，調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕，使數(shù)字表

7、顯示10.0,即卩l(xiāng)=10mA5)將最右邊的按鈕按下，測量燈亮。此時(shí)數(shù)字表上顯示的是欲測樣品電阻率，樣品電阻率在1.0Qcm至199.9Qcm之間均可用此檔（1mA測量，如數(shù)字表顯示1,后三位全不顯示時(shí)，表示材料電阻率大于200Qcm.（6）電流選擇電阻率1Qcm時(shí)選用1mA檔測量。方塊電阻10Q/時(shí)選用1mA檔測量。電阻率W1Qcm時(shí)選用10mA檔測量。方塊電阻W10Q/時(shí)選用10mA檔測量。例如：選用間距為1.00mm的四探針頭，當(dāng)電流換檔開關(guān)按到10mA檔燈亮，將測量/校準(zhǔn)開關(guān)按至“校準(zhǔn)”燈亮，調(diào)節(jié)下面的粗、細(xì)調(diào)旋鈕，使數(shù)字表顯示6.28，此時(shí)測量電流即為6.28mA將測量/校準(zhǔn)開關(guān)按至

8、測量時(shí)燈亮，此時(shí)讀出的數(shù)即是電阻率值，測量范圍在0.01至1.00Qcm,如數(shù)字表顯示0.00時(shí)，即表示材料電阻率很低，小于0.01Qcmb測量硅片電阻率時(shí)，請(qǐng)先用卡尺測出厚度，再在校準(zhǔn)檔按附表調(diào)節(jié)好電流后，測量檔轉(zhuǎn)到即可方便讀出電阻率數(shù)。4、測量箔層方塊電阻時(shí)，只要將P/R檔按到R燈亮，調(diào)節(jié)電流至453即可方便地讀出R。n5、儀器校準(zhǔn)因四探針頭在測量過程中探針針尖會(huì)自然磨損，所以探針間距修正系數(shù)是一個(gè)在不斷變化的數(shù)值，可以用一簡單的方法推算出來，例如：一標(biāo)準(zhǔn)樣片實(shí)際電阻率值為10Qcm，假設(shè)在使用儀器測量時(shí)用探針間距1.59mm的探針頭，標(biāo)準(zhǔn)測量電流調(diào)為0999,這個(gè)時(shí)候測量電阻率值為9.2

9、Q-cm,現(xiàn)在我們就可以用以下方法推算出探針間距修正系數(shù)FsP：（9.2-10）/10=-0.08,1-0.08=0.92，這時(shí)Fsp=0.92。在平時(shí)測量中把測量電流調(diào)整為理論測量電流值后，再乘上探針間距修正系數(shù)Fsp,就可測出準(zhǔn)確的電阻率值了。6、儀器維護(hù)故障現(xiàn)象故障分析校準(zhǔn)時(shí)無數(shù)值1.用導(dǎo)線短路主機(jī)后板上探針頭連接線插座中的1,4針，如果短路后主機(jī)前板上的按鈕打在校準(zhǔn)處顯示屏上仍然無數(shù)值，說明儀器主機(jī)有故障2.更換探針頭、連接線（探針頭與連接線故障率較咼）開電源開關(guān)后無顯示檢杳保險(xiǎn)絲、電源連線測量數(shù)值不穩(wěn)1-檢查四探針頭探針針尖是否磨損嚴(yán)重，如針尖磨損嚴(yán)重需要及時(shí)更換探針頭2.檢查被測物

10、體表面是否清潔3.檢查探針壓力是否偏低（探針合力測棒8N,測片6N,測薄膜4N）4.更換探針頭連接線5.咼頻干擾（儀器不能與咼頻設(shè)備共用電源）7、主要技術(shù)指標(biāo)（1）測量范圍:可測量電阻率：0.01可測量電阻率：0.01199.9Qcm可測方塊電阻：0.11999Q/口當(dāng)被測材料電阻率200Qcm數(shù)字表顯示0.00。恒流源：輸出電流：DC1mA10mA分兩檔1mA量程：0.11mA連續(xù)可調(diào)10mA量程：1mA10mA連續(xù)可調(diào)恒流精度：各檔均優(yōu)于0.1%直流數(shù)字電壓表測量范圍：0199.9mv靈敏度:100卩v準(zhǔn)確度：0.2%（2個(gè)字）(4)供電電源：AC220V土10%50/60HZ功率8W（5

11、）使用環(huán)境：相對(duì)濕度W80%重量、體積重量：2.2公斤體積：寬210X高100X深240（mm附件一附件一：附件二附件二：KDY1A便攜式電阻率測試儀簡要操作說明1、插好220V電源線及四探針頭連接線，打開電源開關(guān)，探針與測量面垂直壓觸。2、選1mA電流檔，按到校準(zhǔn)燈亮，依照下表（旋轉(zhuǎn)粗、細(xì)調(diào)旋鈕）調(diào)好測試電流。探針間距（mm）數(shù)字表顯示1.0062.81.5999.93、按到測量燈亮，此時(shí)數(shù)字表顯示的即為要測量的電阻率值，最大可讀199.9歐姆？厘米（Q?cm）。當(dāng)材料電阻率大于200Q?cm時(shí)，數(shù)字表顯示4、當(dāng)材料電阻率小于1歐姆？厘米（即數(shù)字表僅有一位數(shù)顯示）時(shí)，改用10mA檔測量，按校

12、準(zhǔn)燈亮依下表重新校準(zhǔn)電流。探針間距（m）數(shù)字表顯示1.006.281.599.995、按回測量燈亮，此時(shí)數(shù)字表顯示的即材料電阻率，數(shù)字表最低可讀電阻率為0-01Q?cm，當(dāng)數(shù)字表顯示0.00時(shí)，表示材料電阻率低于0.01Q?cm。6、無論是調(diào)電流或電阻率，探針頭一定要垂直穩(wěn)定地壓在測量面上，探針頭是貴重的精密部件,請(qǐng)小心使用。7、探針是用耐磨的硬質(zhì)合金制造，經(jīng)久耐用，但比較脆，千萬不要碰撞晶體或摔到地上。8、此操作說明中的電流選擇只針對(duì)測硅塊（厚度大于四倍探針間距的材料），測硅片時(shí)的電流選擇必須按“直流電阻率電流選擇”選取，切勿再用62.8或99.9。KD探針頭安裝說明KD探針頭安裝說明、接插

13、件使用說明:插入時(shí)：請(qǐng)將箭頭對(duì)V,手拿插頭的尾部附件，稍向前推，聽見“卡嚓”聲響，表示連接完成并已鎖緊;拔出時(shí)：手握插頭中部滾花部位往外一拔即可。特別注意：所用接插件為拔插式（帶自鎖），接入或拔出時(shí)切勿用手旋轉(zhuǎn)插頭或裝在探頭上的插座，否則會(huì)擰斷內(nèi)部引線。二、安裝說明:如您準(zhǔn)備安裝在套筒內(nèi)徑為26伽的測試架上，可將探頭尾部的屏蔽線先穿入套筒，并從頂部的小孔中穿出，后將尾部直接插入套筒，擰緊帶螺紋的套環(huán)即可附錄一（1）溫度修正系數(shù)表pT=FTXp23Ft=1/FyS.p稱電阻率yQ.cm溫度0.0050.010.11510100.97680.99690.95500.90970.90100.9010

14、120.98030.99/00.96170.92320.91570.9140140.98380.99720.96800.93700.93020.9290160.98730.99/50.97470.95020.94500.9440180.99080.99840.98150.96350.96000.9596200.99430.99860.98900.9/850.97600.9/58220.99820.99990.99620.99270.99200.9920231.00001.00001.00001.00001.00001.0000241.00161.00031.00371.00751.00801.

15、0080261.00451.00091.010/1.02221.02401.0248281.00861.00161.01871.03651.04001.0410301.01211.00281.02521.05241.05701.0606附錄一（2）F=1/Ft溫度修正系數(shù)表（續(xù)附錄1.1）pT=FF=1/Ft2575180125751801T250/500/1000弋芒稱電阻率(17.549.9).cm溫度oC、(50.0127.49)(127.5214.9)(215)100.90200.90120.90060.8921120.91380.91380.91400.9087140.92750.9

16、2750.92780.9253160.94220.94250.94280.9419180.95820.95800.95820.9585200.97480.97500.97500.9751220.99150.99200.99220.9919231.00001.00001.00001.0000241.00781.00801.00821.0083261.02481.02511.02521.0249281.04401.04281.04141.0415301.06001.06101.06121.0581注：溫度修正系數(shù)表的數(shù)據(jù)來源于中國計(jì)量科學(xué)研究院厚度修正系數(shù)F（W/S）為圓片厚度W與探針間距S之比的

17、函數(shù)W/S卜（W/S）W/S-卜（W/S）W/S-卜（W/S）W/S卜（W/S）0.400.99930.600.99200.800.96641.00.9210.410.99920.610.99120.810.96451.20.8640.420.99900.620.99030.820.96271.40.8030.430.99890.630.98940.830.96081.60.7420.440.99870.640.98850.840.95881.80.6850.450.99860.650.98750.850.95662.00.6340.460.99840.660.98650.860.95472.

18、20.5870.470.99810.670.98530.870.95262.40.5460.480.99780.680.98420.880.95052.60.5100.490.99760.690.98300.890.94832.80.4770.500.99750.700.98180.900.94603.00.4480.510.99710.710.98040.910.94383.20.4220.520.99670.720.97910.920.94143.40.3990.530.99620.730.97770.930.93913.60.3780.540.99580.740.97620.940.93673.80.3590.550.99530.750.97470.950.93434.00.3420.560.99470.760.97310.960.93180.570.99410.770.97150.970.92930.580.99340.780.96990.980.92630.590.99270.790.96810.990.9242注：厚度修正系數(shù)表的數(shù)據(jù)來源于國標(biāo)GB/T1552-1995硅、鍺單晶電阻率測定直排四探針法附錄三直徑修正系數(shù)F（S/D