1、3.3數字式四探針儀本課題中硅薄膜的電阻率利用數字式四探針儀來測量。3.3.1數字式四探針儀原理對諸如棒狀、塊狀半導體材料的進行測量，又諸如對形狀為片狀的半導體材料的電阻率進行測量以及對擴散層方塊電阻的測量用的就是四探針的測量原理。    數字式四探針儀的工作電路由集成電路和晶體管電路組成，測量電阻率時很靈敏、很高的精細度、穩定性好，很緊湊的結構，測量結果直觀可靠。本儀器使用的探頭是由寶石導向軸套和高耐磨的合金探針組合在一起形成的，該探頭在測量過程中產生的游移率非常小，使用壽命長，測量時定位準確，幾乎不產生誤差等特點。   

2、半導體特性分析原理：圖示為四探針測試的原理：3.3.1四探針測量原理圖四探針儀的探頭上有四根金屬探針成一字排列，當這四根金屬探針以直線形式壓在半導體材料上時，會在材料表面產生一定的壓力，此時在探針與半導體材料之間就會產生電流，我們把通過1、4兩跟探針之間的電流稱為I，把在2、3探針之間的電位差稱作V。 根據公式，可得材料的電阻率為    (-cm) (3.3-1)式中的C為探針系數。         如果待測樣品的電阻率是均勻分布的，且待測樣品的條件滿足尺寸半無限大

3、時   (3.3-2)  式中： 、 、 分別為探針1與2，2與3，3與4間的間距，                 當  = =  =1 mm時，C=2。             數字電壓表的示數在電流I = 

4、;C，= V 可以直接讀出。  （1）電阻率的測量方法根據不同樣品而不同，對于棒狀和塊狀樣品來說，其測量方法如下： 就待測樣品的外形尺寸而言，棒狀和塊狀樣品合乎的邊界條件是半無限大，電阻率值可以由上面(3.3-1)和(3.3-2)兩個式子直接求出。 （2）測量薄片電阻率    由于薄片樣品的厚度相對來說太薄，該厚度與探針的間距非常接近，因此不能忽略不計，在測量過程中需要確切知道薄片樣品的測量位的修正系數和樣品的形狀、厚度值。      

5、下面的公式可得出電阻率：     (3.3-3)     式中：塊狀體電阻率的值大小 為  。探針間距和樣品厚度的修正函數為 ，由相關表格查得其數值  樣品形狀與測量位置的修正函數為 ，可由相關表格查得其數值      當滿足W/S<0.5時，圓形硅片的電阻率為：        （3.3-4）（3）擴散層的方塊電阻測量：當尺寸條件滿足半無限大

6、平面時：  （3.3-5）R值在I =4.53可直接由V表中讀出。       數字式四探針儀可分為兩部分，分別為電氣部分、測試架；根據測試需要的不同，儀器放置在不同的工作臺，分為專用工作臺和一般工作臺。圖示為SZ-80數字式四探針儀的實物圖 本課題使用的是SZ82的數字式四探針儀，電氣部分包括雙積分A/D變換、調制式高靈敏直流放大器、顯示器、計數器，還包括直流數字電壓表，它的靈敏度很高， DCDC電源變換器、恒流源、電源。儀器上的電流量程調節旋鈕、工作選擇旋鈕、調零電路、電壓量程旋鈕、單位小數

7、點自動顯示電路和自較電路等旋鈕擴大了儀器功能，使用方便。恒定直流電流在恒流源電路經過變換器后產生；電流連續可調，1、4探針接收到恒定電流，產生電位差，此時電氣箱內會接收到2、3探針的直流電壓信號。最后直流信號被放大經過的是具有高輸入、高靈敏阻抗的直流放大器（放大量程共有以下五檔：2 v、 200 mv、20 mv、2 mv、0.2 mv）。                 圖3.3.2 電氣部分原理方框圖雙積分A/D變換器可以把模擬量變換為數字量，由顯示器顯示出來；小數點、單位、計數器計數會自動顯示電路。 儀器中有一個精度為0.20%的標準電阻被作為自較電路；數字電壓表的恒流源和精度能夠通過自較電路方便地進行校正。 電氣箱是儀器的主要電氣部分，在其面板上有如數字、小數、單位顯示等全部操作旋鈕和開關。   3.3.2測試架 精密加工