四探针测试仪作业指导书
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SDY-4型四探针测试仪作业指导书
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目 录
一. 目 的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 003 二. 范 围 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 003 三. 职 责 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 003 四. 名 词 定 义 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 003 五. 内 容 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 003 六. 安 全 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 005 七( 设 备 材 料 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 005 八. 相 关 文 件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 005 九. 记 录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 005
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1. 目的:
规范
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四探针测试仪的操作与维修保养工作。
2. 范围:适用于车间内四探针测试仪的操作与维修保养工作。
3. 职责:
3.1 负责扩散后方块电阻的测试。
3.2 规范操作,为测试数据规范化提供依据。
3.3 负责发现扩散后硅片质量、工艺异常状况时的反映。
4名词定义:
4.1 SDY-4型四探针测试仪
5.
内容
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:
5.1 仪器介绍:
SDY-4型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国A.S.T.M标准设计的半导体材料电阻率及方块电阻(薄层电阻)测试专用仪器.仪器以大规模集成电路为核心部件,采用平面轻触式开关控制,及各种工作状态LED指示.应用微计算机技术,利用HQ,710E型测量数据处理器,使得测量读数更加直观、快速,整套仪器体积小、功耗低、测量精度高、测试速度快、稳定性好、易操作。
本仪器可满足半导体材料、器件的研究生产单位对材料(棒材、片材)电阻率及扩散层、离子注入层、异型外延层和导电薄膜方块电阻测量的需要。
5.2 仪器电气原理如图(1)所示:
220V电 滤波 恒流 电流选档 样品 A/D 显示 源滤波 稳压 换相控制 测试 转换
图(1)仪器电气原理框图
5.3 SDY-4型四探针测量原理如图(2)所示:
将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品
表
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面上,在l、4探针间通以电流I(mA),2、3探针间就产生一定的电压V(mV)(如图1)。测量此电压并根据测量方式和样品的尺
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寸不同,计算样品的电阻率或方块电阻:
图(2)直线四探针法测试原理图
5.4 仪器面板
说明
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如图(3)所示:
SDY-4型四探针测试仪主要由主机(电气测量装置)和测试台组成,两部分独立放置,通过连接线联接。
?
?
? ? ? ? ? ? ? ?
图(3)主机前面板说明
按键和旋钮说明如下:
?---主机数字及状态显示器;
?、?、?、?---测量电流量程选择按键,共四个量程(0.1mA、1mA、 10mA、 100mA); ?---R/ρ测量选择按键,开机时自动设置在“R”位; ??
?---测量电流方式选择按键,开机时自动设置在“I”(电流)位;
?---电流换向按键;
?---电流粗调电位器;
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?---电流细调电位器;
5.5 使用方法仪器:
首先按照说明连接四探针探头与SDY-4主机,接上电源,再按以下步骤进行操作: 5.5.1 开启主电源开关,此时“R”和“I”指示灯亮,预热约5分钟; ?
5.5.2 估计所测样品方块电阻的范围,按表1选择电流量程,按下?、?、?、?中相应的键(如
无法估计样品方块电阻的范围,则可以以“0.1mA”量程进行测试,再以该测试值作为估计
值按表1选择量程);
方块电阻(Ω/?) 电流量程(mA)
< 2.5 100
2.0—2.5 10
20 — 250 1
>200 0.1
表1方块电阻测量时电流量程选择表
5.5.3 放置样品压下探针,使样品接通电流。主机此时显示电流数值,调节电位器?、?,即可
得到所需的测试电流值;
5.6 测试薄层方块电阻R: ?
计算
公式
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:R=V/I×F(D/S)×F(W/S)×Fsp (Ω/?) ?
选取测试电流I:I=F(D/S)×F(W/S)×Fsp 然后计算出测试电流值:I=A.BCD在仪器上调整电
”,当选取不同的电流量程时,测试电流显示值与实位器?、?,使测试电流显示值为“?A.BCD
际电路的关系如表2;
按以上方法调整电流后,按?键选择“R/ρ”,按?键选择“R”,仪器则直接显示测量结果 ??
(Ω/?);
电流显示值 电流量程(mA) 实际电流值(mA)
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?ABCD 100 AB.CD
?ABCD 10 A.BCD
?ABCD 1 0.ABCD
?ABCD 0.1 0.0ABCD
表2测试电流显示值与实际电流值的关系
5.7 仪器更换新探头指导如图(4)所示:
拆卸旧探头:
? 先用起子拧松连接头尾部的螺丝,反向拧开连接头尾部;
? 用电烙铁松开探头的电线与连接头上的连接柱;
? 再松开探头的电线与测试架之间的连接外圈,拆卸旧探头,拧下过渡件; 安装新探头:
? 松开新探头尾部的后盖,拧上前面拆下的过渡件;
? 把新探头的电线穿过测试架的套筒,用连接外圈把新探头装在测试架上;
? 用万用表欧姆档测试四只探针所对应的线????,探头的四根针从左向右或从右向左与连接
线????分别对应;
? 把连接头尾部穿过探头电线,再用电烙铁按顺序将线与连接头上的四个连接柱对应焊接起来;
最后拧紧连接头尾部与连接头,再用起子拧紧连接头尾部上的螺丝; ?
? ? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
??
图(4)更换探头接线示意图
5.8 判断恒流源是否正常:
一般情况找一导体(比如:硬币)放在测试台上使探针全部压下,主机选择电流档,查看四个电流量程档的电流数字是否都接近4532,如果数字相近则判断恒流源正常,若相差较大则表示恒流源不正常需要进行维修;
5.9 电气原理图:
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6.安全:
7.设备材料
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7.1 探针压力:TZT-9A、9B 12-16N
TZT-9C、9D 5-8N
7.2模拟电阻测量相对误差:
0.1Ω、1Ω、10Ω、100Ω?0.3%?1
7.3整机测量最大相对误差:
(用硅片样片:0.01-200Ω.Cm测试)??5% 7.4整机测量标准不确定度:?5%
7.5标准使用环境:
温度:23?
相对湿度:?65%
无高频干扰
无强光直射
8. 相关文件:
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9. 记录:
9.1 SPPL电池生产工艺流程单
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