一文了解硅单晶电阻率测量的常规方法

四探针测试仪SZT-2(点图片可查看详情)

在半导体行业中,硅单晶的电阻率是衡量其性能的关键指标。硅单晶电阻率的常规测试方法,包括接触法和无接触法两大类。

接触法:直接且可靠的电阻率测量

接触法是通过直接接触样品表面来测量电阻率的方法。主要包括以下几种:

两探针法:适用于低电阻率样品。通过两个接触探针测量电流和电压,计算电阻率。但这种方法对高电阻率样品可能不够准确。

四探针法:适用于不同形状和尺寸的硅样品。使用四个接触探针,通过测量样品上的电流和电压来计算电阻率,是测量材料电阻率的常用方法。

扩展电阻法:适用于已知晶体晶向和导电类型的硅片。通过测量重复形成的点接触的扩展电阻,再利用校准曲线确定电阻率。

范德堡法(van der Pauw):适用于任意形状的二维样品,能够精确测量样品的电阻率和霍尔系数。

Hall效应测量:通过施加外部磁场,测量垂直于电流方向和磁场方向的霍尔电势,从而计算得到电阻率和载流子浓度。

无接触法:非侵入式的电阻率测量

无接触法是通过非接触方式测量电阻率的方法。主要包括以下几种:

涡流法:基于法拉第电磁感应原理,通过在导体表面产生交变磁场,利用涡流在导体内部产生的感应电磁场来推断导体的电阻率。

C-V法:广泛用于测量半导体参数,尤其是MOS CAP和MOSFET结构。可以确定二氧化硅层厚度、衬底掺杂浓度等参数。

选择合适的测量方法

不同的测试方法有其特定的适用范围和优缺点。在实际操作中,应根据具体的测试需求和条件选择合适的方法。例如,对于高电阻率样品,可能需要采用四探针法或范德堡法;对于非接触式测量,涡流法或C-V法可能是更好的选择。

在进行硅单晶电阻率测试时,建议参考国家标准GB/T 1551-2021。

无论是接触法还是无接触法,每种方法都有其独特的应用场景和优势。苏州同创电子有限公司提供的四探针测试仪SZT-2C等产品,正是基于这些测量原理,为用户提供精确、可靠的电阻率测量解决方案。


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