如何测半导体电阻率

半导体电阻率的多种测量方法应用与注意事项依据掺杂水平的不同，半导体材料可能有很高的电阻率。有几种因素可能会使测量这些材料电阻率的工作复杂化，其中包括与材料实现良好接触的问题。已经设计出专门的探头来测量半导体晶圆片和半导体棒的电阻率。这些探头通常使用硬金属，如钨来制作，并将其磨成一个探针。在这种情况下接触电阻非常高，所以应当使用四点同线（collinear）探针或者四线隔离探针。其中两个探针提供恒定的电流，而另外两个探针测量一部分样品上的电压降。利用被测电阻的几何尺寸因素，就可以计算出电阻率。 看起来这种测量可能是直截了当的，但还是有一些问题需要加以注意。对探针和测量引线进行良好的屏蔽是非常重要的，其理由有三点： 1 电路涉及高阻抗，所以容易受到静电干扰。 2 半导体材料上的接触点能够产生二极管效应，从而对吸收的信号进行整流，并将其作为直流偏置显示出来。 3 材料通常对光敏感。 四探针技术 四点同线探针电阻率测量技术用四个等距离的探针和未知电阻的材料接触。此探针阵列放在材料的中央。图4-25是这种技术的图示。

已知的电流流过两个外部的探针，而用两个内部的探针测量电压。电阻率计算如下： 其中：V = 测量出的电压（伏特） I = 所加的电流（安培） t = 晶圆片的厚度（厘米） k = 由探头与晶圆片直径之比和晶圆片厚度与探头分开距离之比决定的修正因数。

如图4-26所示，更实际的电路还包括每个探针的接触电阻和分布电阻（r1到r4）、电流源和电压表从其LO端到大地的有限的电阻（RC和RV）和电压表的输入电阻（RIN）。依据材料的不同，接触电阻（r）可能会比被测电阻（R2）高300倍或更高。这就要求电流源具有比通常期望数值高得多的钳位电压，而电压表则必须具有高得多的输入电阻。

电流源不是与大地完全隔离的，所以当样品的电阻增加时，就更需要使用差分式静电计。存在问题的原因是样品可能具有非常高的电阻（108Ω或更高），此数值和静电计电压表的绝缘电阻（输入LO端到壳地，RV）具有相同的数量级。如图4-26所示，这样就会有交流电流从电流源的LO端，经过样品，流到电压表的LO端，再流回地。当电压表测量探头2和探头3之间的电压降时，该交流电流在r3上产生的电压降就会引起错误的结果。

使用两台静电计就解决了这个问题，如图4-27所示。电压表将读出两个静电计的缓冲输出之间的差值，该值等于R2上的电压。数值r1、r2、r3 和r4代表探头与样品材料接触的电阻。单位增益缓冲器具有很高的输入阻抗，所以几乎没有共模电流流过r3，于是可以很容易地计算出R2的数值。该缓冲器可以是一对JFET运算放大器或者是两个具有单位增益输出的静电计。

为了避免泄漏电流，使用隔离的或者带保护的探头与样品接触。电流源应当处于保护模式。

科纳米张家港化合物半导体研究所的工艺主要是涉及到半导体材料的制备、分析、测试和应用等方面。首先，在材料制备方面，采用原子层沉积（ALD）、溅射外延（PEALD）、化学气相沉积（CVD）、化学气相沉积（MOCVD）等技术，制备出高质量的半导体材料；其次，在材料分析方面，采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术，对半导体材料进行分析；再次，在材料测试方面，采用电子镜（EM）、能谱仪（SP）、高频测试仪（HPT）、光谱仪（SP）等技术对半导体材料进行测试；最后，在材料应用方面，采用热处理、激光处理等技术，将半导体材料应用于各种电子器件中。

半导体制冷片的好坏可以采用万用表测量其电阻，电流或者电压来进行判断，半导体制冷片电阻正常范围为0－0.05欧，半导体制冷片电流正常范围为0－0.09安，半导体制冷片电压正常范围为0－0.1伏。

1、首先需要将万用用笔两只表笔接在半导体制冷片和地线上，分红线和黑线，红线是连接半导体制冷片的正极，黑线是连接半导体制冷片的负极。

2、接下来确定是通过测半导体制冷片交流电流还是半导体制冷片直流电流来验证好坏，是直流电压，则要把档位调到如图直流区，接在测量的线路上。

3、线路是220v的话是选用黑线，如果是测半导体制冷片交流电流，则把档位调至交流电流档区，直流电流和交流电流对应两种不同的档位。

4、将红黑表笔插入排差，万用表读出数值00.4A。有数字显示即为正常的半导体制冷片线路的电流数字，则证明半导体制冷片良好。

扩展资料：

使用注意

1、在使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时 ，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

2、在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分 ，这样一方面可以保证测量的准确，另一方面也可以保证人身安全。

3、在测量某一电量时，不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大电流时 ，更应注意。否则，会使万用表毁坏。如需换档，应先断开表笔，换档后再去测量。

参考资料来源：百度百科－万用表

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