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    數字式四探針測試儀

    ]資料
    如果您對該產品感興趣的話,可以

    產品名稱: 數字式四探針測試儀
    產品型號: SZ82
    產品展商: 其它品牌
    關注指數:3225
    產品文檔: 無相關文檔

    簡單介紹
    SZ82數字式四探針測試儀(片狀薄層微小電阻測試儀)是運用四探針測量原理的多用途綜合測量裝置,SZ82片狀薄層微小電阻測試儀(數字式四探針測試儀)可以測量片狀、塊狀半導體材料的徑向和軸向電阻率,測量擴散層的薄層電阻(亦稱方塊電阻)。SZ82片狀薄層微小電阻測試儀(數字式四探針測試儀)換上特制的四探針測試夾具,還可以對金屬導體的低、中值電阻進行測量。

    數字式四探針測試儀

       的詳細介紹

    SZ82數字式四探針測試儀


    一、概述

    SZ82型數字式四探針測試儀(片狀薄層微小電阻測試儀)是運用四探針測量原理的多用途綜合測量裝置,SZ82片狀薄層微小電阻測試儀(數字式四探針測試儀)可以測量片狀、塊狀半導體材料的徑向和軸向電阻率,測量擴散層的薄層電阻(亦稱方塊電阻)。SZ82片狀薄層微小電阻測試儀(數字式四探針測試儀)換上特制的四探針測試夾具,還可以對金屬導體的低、中值電阻進行測量。

    SZ82片狀薄層微小電阻測試儀(數字式四探針測試儀)由主機、測試架等部分組成,測試結果由數字表頭直接顯示。主機主要由高靈敏度直流數字電壓表和高穩定度恒流源組成。測試探頭采用寶石導向軸套和高耐磨碳化鎢探針制成,故定位準確、游移率小、壽命長。

    SZ82片狀薄層微小電阻測試儀具有測量精度高、靈敏度高、穩定性好、測量范圍寬、結構緊湊、使用方便等特點。

    SZ82片狀薄層微小電阻測試儀適用于半導體材料廠、半導體器件廠、科研單位、高等院校對半導體材料的電阻性能的測試。S工作條件:

        度:    23℃±2

    相對濕度:    60%70%

    工作室內應無強電磁場干擾,不與高頻設備共用電源。

    二、技術參數
    1. 測量范圍
    電 阻 率:    10-4~103 Ω-cm
    方塊電阻:    10-3~104 Ω/□
        阻:    10-6~105 Ω
    2. 可測半導體材料尺寸
            徑: Φ15~100mm
    長(或高)度: ≤400mm
    3. 測量方位
    軸向、徑向均可
    4. 數字電壓表:
    ⑴量程:0.2mV,2mV,20mV,200mV,2V
    ⑵誤差:0.2mV量程:±0.5%讀數±8字
    其它量程:±0.5%讀數±2字
    ⑶輸入電阻:0.2mV和2mV量程:>106Ω
    其它量程:>108Ω
    ⑷*大分辨力:0.1μV
    ⑸顯示:3位半數字顯示
    極性、過載自動顯示
    小數點、單位自動顯示
    5. 恒流源
    ⑴電流輸出:直流電流0~100mA連續可調,由交流電源供電。
    ⑵量程:10μA,100μA,1mA,10mA,100mA
    ⑶誤差:±0.5%讀數±2字
    6. 四探針測試探頭:
    ⑴探 針 間 距: 1mm
    ⑵探針機械游移率: ±1.0%
    ⑶探          針: 碳化鎢,Φ0.5mm
    ⑷壓          力: 0~2kg可調,*大壓力約2kg
    7. 電源:
        220V±10%:    50Hz
           耗:    <35W
    8. 外形尺寸:
    主機 400mm(長)×440 mm(寬)×120mm(高)
    三、工作原理
    1. 測試原理:直流四探針法測試原理簡介如下:
    ⑴體電阻率測量:
     
     當1、2、3、4四根金屬探針排成一直線時,并以一定壓力壓在半導體材料上時,在1、4兩根探針間通過電流I,則在2、3探針間產生電位差V。
    材料電阻率      ρ= C (Ω-cm)               (3-1)
    (a)塊狀或棒狀樣品體電阻率測量:
    由于塊狀或棒狀樣品外形尺寸遠大于探針間距,符合半無窮大的邊界條件,電阻率值可以直接由(3—1)式求出。
    (b)簿片電阻率測量
    薄片樣品因為其厚度與探針間距相近,不符合半無窮大邊界條件,測量時要附加樣品的厚度、形狀和測量位置的修正系數。

    ⑵ 擴散層的方塊電阻測量

    2. 電氣原理
    SZ82型數字式四探針測試儀儀器主體部分由高靈敏度直流數字電壓表(由調制式高靈敏直流電壓放大器、雙積分A/D變換器、計數器、顯示器組成)、恒流源、電源、DC-DC變換器組成。為了擴大儀器功能及方便使用,還設立了單位、小數點自動顯示電路、電流調節電路、自校電路和調零電路。
    儀器+12V電源經過DC-DC變換器,由恒流源電路產生一個高穩定度恒定直流電流,其量程分別為10μA、100μA、1mA、10mA、100 mA五檔。在各檔電流量程中,輸出電流值均連續可調。此恒定電流輸送到1、4探針上,在樣品上產生一個直流電位差,被2、3探針檢出,由高靈敏度、高輸入阻抗的直流電壓放大器中將直流電壓信號放大(放大量程有0.2mV、2mV、20mV、200mV、2V五檔),再經過雙積分A/D變換器將模擬量變換為數字量,經由計數器、單位、小數點自動轉換電路顯示出測量結果。
    為了克服測試中探針與半導體材料樣品接觸時產生的接觸電勢和整流效應的影響,本儀器設立了“粗調”、“細調”調零電路,以產生一個恒定的電勢來抵消上述附加電勢的影響。
    儀器的自校電路中備有精度為0.02%、阻值為19.96Ω的標準電阻,作為自校電路的基準。通過自校電路可以方便地對數字電壓表和恒流源的精度進行校準。
    四、結構特征
    儀器為臺式結構,分為主機、測試架兩大部分,可以根據測試需要安放在一般工作臺或者專用工作臺上。測試架由探頭及壓力傳動機構、樣品臺構成。探頭經過精密加工,探針為耐磨材料碳化鎢所制成,配用寶石導套,使測量誤差大為減少,且壽命長。探頭內有彈簧壓力裝置,測試架內還有高度粗調、細調及壓力自鎖裝置。
    主機為儀器主要電氣部分所在,在其面板上有數字、小數點、單位顯示及全部操作旋鈕、開關等。如                  
    五、使用方法
    SZ82型數字式四探計測試儀能夠測量普通電阻器的電阻(V/I之比,不乘系數)、體電阻率、薄片電阻率、擴散層的方塊電阻,(后三項需乘上不同的系數)。
    1. 操作概述:
    ⑴測試準備:將220V電源插頭插入電源插座,電源開關置于斷開位置,工作選擇開關置于“短路”位置,電流開關處于彈出切斷位置。
    將測試架的插頭與主機的輸入插座連接起來,松開測試架立柱處的高度調節手輪,將探頭調到適當位置和高度,測試樣品應進行噴砂和清潔處理,放在樣品架上,使探針能與其表面良好接觸,并保持一定壓力;調節室內溫度使之達到要求的測試條件。
    ⑵測量:
    將電源開關置于開啟位置,數字顯示亮,儀器通電預熱1小時。
    極性開關撥至上方,工作狀態選擇開關置于“測量”,撥動電流量程開關和電壓量程開關,置于樣品測量所適合的電流、電壓量程范圍,電流調節電位器調到適合的電流值(方法見“注意事項”),調節電壓表的粗調和細調調零,使數字顯示為“0000”,按下電流開關輸出恒定電流,即可由數字顯示板和單位顯示燈直接讀出測量值。如果數字出現閃爍,則表示測量值已超過此電壓量程,應將電壓量程開關撥到更上等;讀數后切斷電流開關,數字顯示將恢復到零位。在儀表處于高靈敏電壓檔時要經常檢查零位。再將極性開關撥至下方(負極性),按下電流開關,從數字顯示板和單位顯示燈可以讀出負極性的測量值;將兩次測量獲得的電阻率值取平均,即為樣品在該處的電阻率值。
    測量電阻、方塊電阻時,可以按表1所示的電壓、電流量程進行選擇。
     
    電流\電阻\電壓
    0.2mV
    2mV
    20mV
    200mV
    2V
    100Ma
    2mΩ
    20mΩ
    200mΩ
    20Ω
    10mA
    20mΩ
    200mΩ
    20Ω
    200Ω
    1mA
    200mΩ
    20Ω
    200Ω
    2kΩ
    100μA
    20Ω
    200Ω
    2kΩ
    20kΩ
    10μA
    20Ω
    200Ω
    2kΩ
    20kΩ
    200kΩ
    表1 電阻及薄層電阻測量時電壓、電流量程選擇
     
    測量電阻率時,預估的樣品電阻率范圍和應選擇的電流范圍對應關系如表2所示。
     
    電阻率范圍(Ω-cm)
    電流檔
    <0.012
    100mA
    0.008-0.6
    10mA
    0.4-60
    1MA
    40-1200
    100μA
    >800
    10μA
    表2 測量電阻率所要求的電流值
     
    根據國家標準及儀器性能,從保證測試精度考慮,在電阻率測試時,推薦用戶采用以下電流、電壓量程組合,見表3所示。
     
    電流\電阻率\電壓
    0.2mV
    2mV
    20mV
    200mV
    2V
    100mA
    10-4~10-3
    10-3
     
     
     
    10mA
     
    10-3~10-2
    10-1
     
     
    1mA
     
    10-1
    1~20
    10~50
    102~103
    100μA
     
     
     
    200~500
    103~104
    10μA
     
     
     
     
    105
    表3 電阻率測量時推薦的電流電壓量程選擇
    2. 注意事項:
    ⑴測量電流值的調節,工作選擇開關置于“I調節”位置,電流量程開關與電壓量程開關必須放在表4所列的任一組對應的量程上。
     
    電壓量程
    2V
    200mV
    20mV
    2mV
    0.2mV
    電流量程
    100mA
    10mA
    1mA
    100μA
    10μA
     
    表4 電流調節和自校時必須對應的電流電壓量程
    按下電流開關,調節電流電位器,可以使電流輸出在0~10.00范圍內,調到數字顯示出測量所需要的電流值(例6.28,4.53等)。當電流調節電位器的指針盤上的刻度旋轉到100時數字顯示為10.00,是相應電流量程的滿度值。電位器指針顯示的數值是粗略的電流值,準確的電流值應由數字表顯示讀出。在調節好某一量程電流輸出值后,其它各量程的電流會按此比例數字輸出,不同量程的電流值的顯示允許相差±2字。一旦電流值調節好后,不必每次測量都調節,只需觀察電流調節電位器指針是否處于對應的位置即可。
    ⑵儀器自校,儀器內部裝有精度為0.02%、阻值為19.96Ω的標準電阻,供校驗主機中數字電壓表和恒流源的精度之用。
    自校時,工作選擇開關置于“自?!蔽恢?,電流量程開關和電壓量程開關按表4設置。
    調節好電壓表零位,按下電流開關則數字顯示板顯示出“199×”,各量程數值允許相差±4字,如果數值超差,可以調節機內壓板上“I調節”窗孔內的電位器,使數字恢復到“199×”值。
    ⑶棒狀、塊狀樣品電阻率測量,按測量步驟進行,由表(5-3)選擇電壓電流量程。

     

    若將電流I值調節到與C相等,(C≈6.28。C為探針修正系數。)則ρ=V,顯示值等于樣品的電阻率值。
    ⑷薄片電阻率測量,按測量步驟進行,根據表3選擇電壓和電流量程。
    當薄片厚度>0.5mm時,按公式(3-3)計算ρ。
    當薄片厚度<0.5mm時,按公式(3-4)計算ρ。
    ⑸方塊電阻測量,按測量步驟進行。電流電壓量程按表1選擇,當將恒流源輸出電流I 值調至等于4.53時,此時從數字表上讀出的數值再乘上10即為實際的方塊電阻值。
    ⑹電阻(V/I)測量,用四端子測量線作輸入線,按圖5所示夾持好樣品,按測量步驟進行;由表1選擇適合的電流和電壓量程;在“I”調節位置,將電流值調到該量程滿度值(10.00);再轉至測量位置,此時數字表上讀出的數值為樣品的電阻值。



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