RTS-9型双电测四探针测试仪用户手册

目录1.概述...............................22.技术指标..........................23.测量原理..........................34.仪器面板说明.....................34.1仪器前面板.......................44.2仪器后面板.......................55.使用方法..........................55.1仪器连接和启动....................65.2RTS-9双电测四探针软件测试系统......65.2.1功能特点....................65.2.2系统要求....................65.2.3软件安装....................65.2.4启动/关闭四探针软件测试系统...75.2.5四探针软件测试系统的用户界面..75.2.6软件使用....................85.3测量样品基本操作流程...............19感谢您使用我们的产品！如您是首次使用本仪器，请先详读本说明书，并妥善保留之以备查阅之用。如有问题，欢迎致电：020-31375051或登陆:http//型双电测四探针测试仪测量原理通过采用四探针双位组合测量技术，将范德堡测量方法推广应用到直线四探针上。利用电流探针和电压探针的组合变换，进行两次电测量，其昀后计算结果能自动消除由样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素所引起的，对测量结果的不利影响。因而在测试过程中，在满足基本条件下可以不考虑探针间距、样品尺寸及探针在样品表面上的位置等因素。这种动态地对以上不利因素的自动修正，显著降低了其对测试结果的影响，从而提高了测量结果的准确度。其优点是目前广泛使用的常规四探针测量方法根本办不到的。使用本仪器时，由于不需要人为进行几何边界条件和探针间距的修正，因而对各种形状的簿膜材料及片状材料有广泛的适用性。仪器适用于测量片状半导体材料电阻率以及硅扩散层、离子注入层、异型外延层等半导体器件和液晶玻璃镀膜层、电热膜……等导电膜的方块电阻(或称簿层电阻和面电阻)。仪器由四探针测试仪主机、探针测试台、四探针探头、计算机等部分组成，通过RTS-9双电测四探针软件测试系统对四探针测试仪主机发出控制指令来获得用户需要的测量数据，主机在接收到指令后按照测量程序进行测量(如四探针头探头电流探针和电压探针的组合变换测量、电流量程切换、采集测量数据回主机等），并把采集到的数据反馈回计算机中加以运算、分析，然后把测试数据以表格，图形直观地记录、显示出来。用户可对采集到的数据在电脑中保存或者打印以备日后参考和查看，还可以把采集到的数据输出到Excel中，让用户对数据进行各种数据分析。2.技术指标ƒ测量范围电阻率：10-4－105Ω.cm；方块电阻：10-3－106Ω/□；电导率：10-5－104Ω.cm；适合样品厚度：≤4.00mm；可测晶片直径：140mmX150mm（配S-2A型测试台）；200mmX200mm（配S-2B型测试台）；400mmX500mm（配S-2C型测试台）；ƒ恒流源电流量程分为1μA、10μA、100μA、1mA、10mA、100mA六档，各档电流连续可调；ƒ数字电压表量程及表示形式：000.00－199.99mV；分辨力：10μV；输入阻抗：＞1000MΩ；精度：±0.1%；显示：四位半红色发光管数字显示；极性、超量程自动显示；ƒ四探针探头基本指标间距：1±0.01mm；针间绝缘电阻:≥1000MΩ；机械游移率:≤0.3％；探针：碳化钨或高速钢材质，探针直径Ф0.5mm；探针压力：5-16牛顿(总力)；ƒ四探针探头应用参数见探头附带的合格证，合格证含三参数项：C：探针系数；F：探针间距修正因子；S：探针平均间距；RTS-9双电测四探针测试仪用户手册-2-ƒ模拟电阻测量相对误差（按JJG508-87进行）0.01Ω、0.1Ω、1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω、10000Ω≤0.3％±１字；ƒ整机测量昀大相对误差（用硅标样片:0.01-180Ω.cm测试）≤±4；ƒ整机测量标准不确定度≤4；ƒ外型尺寸（大约）电气主机：460mm×320mm×100mm；S-2A型测试台：190mm×140mm×260mm；S-2B型测试台：300mm×210mm×400mm；S-2C型测试台：500mm×400mm×350mm；ƒ仪器重量（大约）电气主机：3.5kg；S-2A型测试台：2kg；S-2B型测试台：2.5kg；S-2C型测试台：4kg；；ƒ标准使用环境温度:：23±2℃；相对湿度：≤65％；无高频干扰；无强光直射；3.测量原理双电测组合四探针法采用了以下二种组合的测量模式（见图1）。↓V↑3421↓V↑3421IV组合1423IV组合1324图1将直线四探针垂直压在被测样品表面上分别进行I14V23和I13V24组合测量，测量过程如下：1.进行I14V23组合测量：电流Ｉ从１针→４针，从２、３针测得电压V23+；电流换向，Ｉ从４针→１针，从２、３针测得电压V23-；计算正反向测量平均值：V23＝(V23+＋V23-)／2；RTS-9双电测四探针测试仪用户手册-3-2.进行I13V24组合测量：电流Ｉ从１针→３针，从２、４针测得电压V24+；电流换向，Ｉ从３针→１针，从２、４针测得电压V24-；计算正反向测量平均值：V24＝(V24+＋V24-)／2；3.计算（V23／V24）值；（以上V23、V24均以mV为单位）；4.按以下两公式计算几何修正因子Ｋ：若1.18＜（V23／V24）≤1.38时；K＝－14.696＋25.173(V23／V24)－7.872(V23／V24)2；…(1)若1.10≤（V23／V24）≤1.18时；K＝－15.85＋26.15(V23／V24)－7.872(V23／V24)2；…(2)5.计算方块电阻R□：Ｒ□＝Ｋ·(V23／Ｉ)(单位：Ω／□)；…(3)其中：Ｉ为测试电流，单位：mA；V23为从２、３针测得电压V23+和V23-的平均值，单位：mV；6.若已知样品厚度W，可按下式计算样品体电阻率ρ：ρ＝R□·W·F(W/S)／10(单位：Ω.cm)；…(4)其中：Ｒ□为方块电阻值，单位：Ω／□；W为样片厚度，单位：mm（W≤4mm）；S为探针平均间距，单位：mm；F(W/S)为厚度修正系数；7.计算百分变化率（以测试样品电阻率ρ为例）：ρM－ρm昀大百分变化（％）＝─────×100％…(5)ρm│ρa－ρc│平均百分变化（％）＝─────────×100％…(6)ρc２（ρM－ρm）径向不均匀度Ｅ（％）＝──────────×100％…(7)ρM＋ρm以上式中：ρM、ρm分别为测量的电阻率昀大值与昀小值，单位：Ω.cm；ρc为第1、2点（即圆片中心测量点）测量平均值，单位：Ω.cm；ρa为除第1、2点外其余各点的测量平均值，单位：Ω.cm；（若测量样品的方块电阻值,则将(5)、(6)、(7)式中的ρM、ρm、ρa、ρc分别改成ＲM、Ｒm、Ｒa、和Ｒc。其公式意义与ρM、ρm、ρa、ρc相似）。4．仪器主机面板说明RTS-9型双电测四探针测试仪主要由主机、测试台、四探针探头、计算机四部分组成。主机作为测量装置的昀主要部件，前、后面板的说明如-4-4.1仪器主机前面板W1W2RTS-9型双电测四探针测试仪K1K4K8K6K2K3K5K10K9PK7LU项目说明K1,K2,K3,K4,K5,K6测量电流量程选择按键，共6个量程,当按相应的量程时，此量程按钮上方的指示灯会亮。K7“R□/ρ”测量选择按键，即是测量样品的方块电阻还是电阻率的选择按键，开机时自动设置在“Ｒ□”位。按下此按键会在这两种测量状态下切换，按键上方的相应的指示灯会亮表示现处的测量类别。K8“电流/测量“方式选择按键，开机时自动设置在“I”位；按下此按键会在这两种模式下切换，按键上方的相应的指示灯会亮表示现处的状态。即当处在“I”时表示数据显示屏显示的是样品测量电流值，用户可根据测量样品调节量程按键或电位器获得适合样品测量的电流。当在“ρ/R□”时表示现处于测量模式下，数据显示屏显示的是方块电阻或电阻率的测量值。K9电流换向按键，按键上方的灯亮时表示反向。灭时表示正向。K10低阻测试扩展按键(只在100mA量程档有效),按键上方的灯指示开、关的状态。W1,W2W1－电流粗调电位器；W2－电流细调电位器。P与计算机通讯的并口接口。L显示测试值的数据显示屏，在不同的测试状态下分别用来显示样品的测试电流值、方块电阻测量值、电阻率测量值。U测试值的单位指示灯。备注：在测量时用户只需对前面板电位器W1、W2进行操作（调节样品测试电流值）。前面板的其它按键用户不需在主机上操作，在测量时完全由计算机控制。RTS-9双电测四探针测试仪用户手册-5-4.2仪器主机后面板OFFON1220VFUSEPORTINPUT4352项目说明1电源开关2四探针探头连接插座3保险管4电源插座5输出控制端口5．使用方法RTS-9型双电测四探针测试仪主要由主机、测试台、四探针探头、计算机四部分组成，各部分通过电缆联接。获得样品的测量结果的操作主要通过对计算机上的RTS-9双电测四探针软件测试系统的操作对主机进行测量控制，然后把测量数据反馈回计算机上进行数据运算和数据的统计分析，昀后得出样品的测量数据。测量流程图如下图所示。计算机RTS-9双电测四探针测试系统显示器打印机对RTS-9双电测四探针测试系统操作对主机进行数据测试控制，反馈测量数据回计算机进行数据运算和数据流计分析主机测试台、四探针探头主机响应计算机测试控制，发出指令对四探针探头的探针进行电流、电压的换针组合测量，并采集样品测量数据RTS-9双电测四探针测试仪用户手册-6-5.1仪器联接和主机启动按仪器后面板说明把“探头与主机的连接电缆”将安装于测试台上的四探针探头与主机连接好，用“并行通讯电缆”分别连接主机前面板右下角的并行通讯接口和计算机的并行通讯接口，主机接上电源线，开启后面板的主机电源开关，此时“R□”和“I”指示灯亮。测试仪的主机预热约10分钟后进行测试。5.2RTS-9双电测四探针软件测试系统RTS-9型双电测四探针测试仪要对样品进行测试，主要是对RTS-9双电测四探针软件测试系统进行操作，用户必须熟悉对此软件测试系统的操作和使用。RTS-9型双电测四探针软件测试系统是一个运行在计算机上拥有友好测试界面的用户程序，程序操作直观易用。测试程序在计算机与RTS-9型双电测四探针测试仪连接的状态下，通过计算机的并口实现通讯。通过对RTS-9型双电测四探针软件测试系统操作获得样品的测量结果。测试程序控制双电测四探针测试仪进行测量并采集测试数据，把采集到的数据在计算机中加以分析，然后把测试数据以表格，图形直观地记录、显示出来。用户可对采集到的数据在计算机中保存或者打印以备日后参考和查看，还可以把采集到的数据输出到Excel中，让用户对数据进行各种数据分析。5.2.1功能特点z可以选择进行手动测量或者是自动测量；z对可疑测量点的数据进行重测；z详细记录被测试材料各种参数，结合测试数据进行数据统计分析；z以直方图形式统计分析数据；z打开、保存、打印测试数据；z把测试数据导出到Excel中进行更详细的数据统计分析；5.2.2系统要求请确定你的电脑是IBMPC兼容型并具备以下昀低的系统要求：zIntel兼容586DX-500MHz中央处理器或者更高；z一个IEEE-1284标准并行通讯端口；z显示卡分辨率支持1024*768模式；5.2.3软件安装本软件可安装在Win98、Win2000、XP操作系统上。请按以下步骤进行安装。1.将四探针软件测试系统的安装光盘放入光驱中，执行光盘目录下的【Setup.exe】进行安