导电资料电阻率的三种经典丈量办法
电阻率运用的具体办法决议于样品的巨细和形状。可是一切的办法都需要用活络的电压表和电流源或微欧姆计来做丈量,由于要丈量的电阻一般都十分小。
图4-46示出测验整块资料,如金属棒或金属条电阻率的体系。将电流源连到样品的两头。电压表的引线则按已知的间隔放置。依据样品的横截面积和电压表引线之间的间隔核算出电阻率:
为了补偿热电动势的影响,在正向测验电流之下得到一个电压读数,再在负向测验电流之下得到另一个电压读数。将这两个电压读数的绝对值进行均匀,并将其用在公式的VI中。大多数资料都具有很大的温度系数,所以必定要将样品保持在已知的温度之下。
四探针法用在十分薄的样品,例如外延晶圆片和导电涂层上。图4-47是四点同线探针用于电阻率丈量的配置图。电流从两个外部的探针参加,而电压降则在两个内部的探针之间丈量。外表电阻率的核算公式为:
留意,外表电阻率的单位表达为欧姆/□,以差异于丈量出的电阻(V/I)。关于极薄或极厚的样品,在大多数情况下要运用批改因数对电阻率的核算进行批改。
尽管范德堡van der Pauw电阻率丈量法大多数都用在半导体工业,可是也可用于其它一些运用作业,例如用来确认超导体或其它薄片资料的电阻率。van der Pauw法用于扁平、厚度均匀、恣意形状,而不含有任何阻隔的孔的样品资料。如图4-48所示,接触点应当很小,而且安放在样品的外围。
环绕样品进行8次丈量。对这些读数进行数学组合来决议样品的均匀电阻率。有关van der Pauw法的更进一步的信息能够在ASTM规范F76中找到。
图4-49示出运用van der Pauw法决议导电样品电阻率的完好体系。该体系包含用来供给流过样品的电流的6220型电流源和用来丈量发生的电压降的2182A型纳伏表。由7168型纳伏卡和7156型通用卡组成的开关矩阵在四个样品端子上切换电压表和电流源。这些开关卡必定要依照图中所示进行衔接。从7168卡到样品的衔接必定要运用不镀锡的铜线以便将热电动势降到最低。然后,必须将这些从7168卡的衔接延伸到7156卡。7001型扫描器主机操控这些开关卡。
为了向端子3和4送入电流,应当闭合通道7L和4H。而丈量端子 1和2之间的电压降则应当闭合通道15L和12H。
假如被测样品的电阻率规模很宽,能够用7065型霍尔效应卡来替代7168和7156扫描器卡。