測量導(dǎo)體電阻率的方法是通過一對引線強(qiáng)制電流流過樣品，用另一對引線測量其電壓降來決定已知幾何尺寸的樣品的電阻。

雖然，測量電阻率使用的具體方法決定于樣品的大小和形狀，但是所有的方法都需要使用靈敏的電壓表和電流源或微歐姆計來進(jìn)行測量，因?yàn)橐獪y量的電阻一般都非常小。

方法一：四探針法（整塊材料）

圖1示出測試整塊材料，如金屬棒或金屬條電阻率的系統(tǒng)，將電流源連到樣品的兩端，電壓表的引線則按已知的距離放置。

根據(jù)樣品的橫截面積和電壓表引線之間的距離計算出電阻率：其中，  ρ=以厘米-歐姆為單位的電阻率；V=電壓表測量的電壓；I=電流源電流；A=以厘米2為單位的樣品的橫截面積(w×t) ；L=以厘米為單位的電壓表引線之間的距離。

為了補(bǔ)償熱電動勢的影響，在正向測試電流之下得到一個電壓讀數(shù)，再在負(fù)向測試電流之下得到另一個電壓讀數(shù)，將這兩個電壓讀數(shù)的絕對值進(jìn)行平均，并將其用在公式的VI中，大多數(shù)材料都具有很大的溫度系數(shù)，所以一定要將樣品保持在已知的溫度之下進(jìn)行測試。

方法二：四探針法（薄片材料）

四探針法用在非常薄的樣品，例如晶圓片和導(dǎo)電涂層上。圖2是四點(diǎn)銅線探針用于電阻率測量的配置圖。電流從兩個外部的探針加入，而電壓降則在兩個內(nèi)部的探針之間測量。表面電阻率的計算公式為：

其中：σ=以歐姆/□ 為單位的表面電阻率，V=電壓表測得的電壓，I=電流源電流。

注意，表面電阻率的單位表達(dá)為歐姆，以區(qū)別于測量出的電阻(V/I)。對于極薄或極厚的樣品，可能需要使用修正因子對電阻率的計算進(jìn)行修正。

方法三：van der Pauw范德堡測量法

雖然范德堡van der Pauw電阻率測量法主要用于半導(dǎo)體工業(yè)，但是也可用于其它一些應(yīng)用工作，例如：用來確定超導(dǎo)體或其它薄片材料的電阻率。

van der Pauw法用于扁平、厚度均勻、任意形狀，而不含有任何隔離孔的樣品材料。如圖3所示，接觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)很小，并且安放在樣品的外圍。

圍繞樣品進(jìn)行8次測量。對這些讀數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)組合來決定樣品的平均電阻率。

圖4示出使用van der Pauw法決定導(dǎo)電樣品電阻率的完整系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括用來提供流過樣品的電流的6220型電流源和用來測量產(chǎn)生電壓降的2182A型納伏表。由7168 型納伏卡和7156型通用卡組成的開關(guān)矩陣在四個樣品端子上切換電壓表和電流源。

這些開關(guān)卡必須按照圖中所示進(jìn)行連接。從7168卡到樣品的連接必須使用不鍍錫的銅線以便將熱電動勢降到最低。然后，必須將這些從7168卡的連接延伸到7156卡。7001型掃描器主機(jī)控制這些開關(guān)卡。

為了向端子3和4送入電流，應(yīng)當(dāng)閉合通道7L和4H。而測量端子 1和2之間的電壓降則應(yīng)當(dāng)閉合通道15L和12H。 如果被測樣品的電阻率范圍很寬，可以用7065型霍爾效應(yīng)卡來代替7168和7156掃描器卡。

有關(guān)van der Pauw法的更進(jìn)一步的信息可以在ASTM標(biāo)準(zhǔn)F76中找到。

本文兩次提及四探針法，足以說明其應(yīng)用之廣，若您正在尋找一臺精度高、重復(fù)性好、操作直觀且售后完善四探針測試儀，歡迎購買同創(chuàng)電子四探針測試儀!

聯(lián)系我們

• 蘇州同創(chuàng)電子有限公司
• 電話：133 8218 2805
• 官網(wǎng)：www.cqzbb.cn