四探针电阻率测试仪的使用标准及应用

GB/T 11073 硅片径向电阻率变化的测量方法提要
探针与试样压力分为小于0.3 N及0.3 N~0.8N两种。
下列文件中的条款通过本标准的引用商成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本标准。 GB/T 1552 硅、储单晶电阻率测定 直排四探针法
样品台和操针架样品台和探针架应符合 GB/T152 中的规定。 样品台上应具有旋转 360"的装置。其误差不大于士5"，测量装置测量装置的典型电路叉图1，

范围本标准规定了用直排四探针测量硅外延层、扩散层和离子注入层薄层电阻的方法。
本标准适用于测量直径大于15.9mm的由外延、扩散、离子注人到硅片表面上或表面下形成的薄层的平均薄层电阻。硅片基体导电类型与被测薄层相反。适用于测量厚度不小于0.2 μm的薄层，方块电阻的测量范围为10A~5000n.该方法也可适用于更高或更低照值方块电阻的测量，但其测量精确度尚未评估。
使用直排四探针测量装置、使直流电流通过试样上两外探件，测量两内操针之间的电位差，引人与试样几何形软有关的修正因子，计算出薄层电阻。
R_——某位置第i次测量的平均电阻，i-1，2，3，4，5. 9.6 计算总平均薄层电阻，见式（6）。
F。———探针修正因子; F，——限定直径试样修正因子。
电位差计和电流计或数字电压表，量程为1mV~100mV，分辨率为0.1%，直流输入阻抗不小
250 μm 的半球形或半径为 50 μm~125 μm 的平的圆截面。
探针（带有弹簧及外引线）之间或探针系统其他部分之间的绝缘电照至少为10°Ω. 探针排列和间距，四探针应以等距离直线排列，探针阀距及针突状况应符合 GB/T 552中的规定。
R=1(R＋R,)…………………………(3) R2=与（R;＋R，）
计算试样平均直径D与平均操针间距S之比，由表3中查出修正因子F，也可以见GB/T11073中规定的几何修正因子。 9.4 计算几何修正因子 F，见式（4）。

对于薄层厚度小于3μm的试样，选用针尖半径为 100 μm~250 μm的半球形探针或针尖率径为50 μm～125 pm平头探针，针尖与试样间压力为0.3 N~0.8Ni对于薄层厚度不小于3μ的试样，选用针尖半径为 35 μm~100 pm 半球形操针，针尖与试样间压力不大于0.3 N.
Rr=V;R,/V=V/I,……… R,=V,R,/V_=V,/I,-
双刀双撑电位选择开关。
对仲裁测量，报告还应包括对探针状况、电测装置的精度、所测原始数据及处理结果。
本方法对于薄层厚度不小于3μm的试样，多实验室测量精密度为士12%（R2S）;对于薄层厚度小于 3 μm 的试样，多实验室测量精密度为±10%（R2S）。
当直接测量电流时，采用式（1）、式（2）右边的形式。对于仲载测量，R，与R，之差的值必须小于较大值的 5%。
对于每一测量位置，计算正、反向电流时试样的电阻值，见式（1）、式（2）。
测量条件和步骤整个测试过程应在无光照，无离频和无振动下进行。
R（T）-号>R.（n
试验报告应包括以下内容∶试样编号; 试样种类; 试样薄层厚度;测试电流; 测试温度;试样薄层电阻; 本标准编号; h） 测量、测量者和测量日期。
电流换向开关
V，———通过正向电流时标准电阻两端的电位差，单位为毫伏（mV）; V。——通过反向电流时标准电阻两端的电位差，单位为毫伏（mV）; R，——标准电阻阻值，单位为欧姆（）。
标准电阻;按表2的薄层电阻范围选取所需的标准电，精度0.05 级
于10*0.电子测量装置适用性应符合GB/T 1552 的规定。 欧娇表，能指示阻值高达 10°日 的漏电阻. 温度针o℃～40 ℃，小刻度为0.1 ℃。
光照、高频、需动、强电磁场及温醒度等测试环境会影响测试结果，
甲醇，99.5%。 干燥氮气。测量仪器探针系统操针为具有45"～150°角的圆罐形破化鸭振针，针实半径分别为35 μm~100μm.100 μm~
………………( 5)
电压表输入阻抗会引入测试误差。 硅片几何形状，表面粘污等会影响测试结果。
R(TD=R_×F式中∶
计算每一测量位置的平均电阻 R.，见式（3）。
试剂优级纯，纯水，25 ℃时电阻率大于 2 MN•cm。
s=号（二【R，（TD-瓦（7D羽yt ..
计算每一测量位置在所测温度时的薄层电阻（可根据薄层电阻计算出对应的电阻率并修正到 23 ℃，具体见表 4），见式（5）。

用干净涂题颗子或吸笔将试样置于样品台上，试样放置的时间应足够长，达到热平衡时，试样温度为23 ℃±1℃.

接通电流，令其任一方向为正向，调节电流大小见表1所给出的某一合适值，测量并记录所得数据。所有测试数据至少应取三位有效数字。 改变电流方向，测量、记录数据。关断电流，抢起探针装置，对仲裁测量，探针间距为1.59 mm，将样品分别旋转30°±5'，重复8.4～~8.7的测量步骤，测5组数据，测量结果计算
V，——通过正向电流时试样两端的电位差，单位为毫伏（mV， V，—通过反向电流时试样两端的电位差，单位为毫伏（mV）;
将操针下降到试样表面测试，使四探行针阵列的中心落在试样中心1.00mm范围内。
6.3.1 恒意源，按表1的推荐值提供试样所需的电流，精度为±0.5%.
R-——通过正向电流时试样电阻，单位为欧姆（n）; R，——通过反向电流时试样电阻，单位为救姆（O）; 1，——通过试样的正肉电流，单位为毫安（mA）; I，——通过试样的反向电流，单位为毫安（mA）;
势止白F=F，×F…………………………（ 4） F= F;×F。式中;
化学实验室器具，如;塑料烧杯，量杯和适用于酸和溶剂的涂塑慑子等。试样制备如试样表面洁净，符合测试条件可直接测试，否则，按下列步骤清洗试样后测试∶试样在甲醇中源洗1min。如必要，在甲醇中多次源洗，直到被干燥的试样无污迹为止。将试样干燥。 放入中清洗1 min。 用纯水洗净。 用甲醇源洗干净， 用氮气吹干。

干扰因素探什材料和形状及其和硅片表面接触是否满足点电流源注人条件会影响测试精度。
……………………(6 9.7 计算标准偏差，见式（7），