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1、 目 录 目 录 1.1. 概 述概 述 .2 2.2. 技 术 指 标技 术 指 标 2 3.3. 测 量 原 理测 量 原 理 3 4.4. 仪 器 面 板 说 明仪 器 面 板 说 明 . 3 4.14.1 仪器前面板仪器前面板. 4 4.24.2 仪器后面板仪器后面板. 5 5.5. 使 用 方 法使 用 方 法 5 5.15.1 仪器连接和启动仪器连接和启动6 5.25.2 RTS-9 双电测四探针软件测试系统RTS-9 双电测四探针软件测试系统6 5.2.1 功能特点6 5.2.2 系统要求6 5.2.3 软件安装 6 5.2.4 启动/关闭四探针软件测试系统.7 5.2.5 四探
2、针软件测试系统的用户界面7 5.2.6 软件使用8 5.35.3 测量样品基本操作流程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/ RTS-9 双电测四探针测试仪用户手册 双电测四探针测试仪用户手册 - 1 - 1. 概 述 1. 概 述 RTS-9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，其最后计算结果能自动消 除由样品几何尺寸、边界效应以
3、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
4、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 2. 技 术 指 标 ? 测量范围 测量范围 电阻率：10-410
5、5 .cm； 方块电阻：10-3106 /； 电导率：10-5104 .cm； 适合样品厚度： 4.00 mm； 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） ； ? 恒流源 恒流源 电流量程分为 1A、10A、100A、1mA、10mA、100mA 六档，各档电流连续可调； ? 数字电压表 数字电压表 量程及表示形式：000.00199.99 mV； 分辨力：10V； 输入阻抗：1000 M； 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； ? 四探针探
6、头基本指标 四探针探头基本指标 间距：10.01mm； 针间绝缘电阻: 1000 M； 机械游移率: 0.3； 探针：碳化钨或高速钢材质，探针直径0.5mm； 探针压力：5-16 牛顿(总力)； ? 四探针探头应用参数 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 双电测四探针测试仪用户手册 - 2 - ? 模拟电阻测量相对误差（按 JJG508-87 进行） 模拟电阻测量相对误差（按 JJG508-87 进行） 0.01、0.1、1、10、100、1000、100000.3字；
7、? 整机测量最大相对误差 整机测量最大相对误差 （用硅标样片:0.01-180.cm 测试）4； ? 整机测量标准不确定度 整机测量标准不确定度 4； ? 外型尺寸（大约） 外型尺寸（大约） 电气主机：460mm320mm100mm； S-2A 型测试台：190mm140mm260mm； S-2B 型测试台：300mm210mm400mm； S-2C 型测试台：500mm400mm350mm； ? 仪器重量（大约） 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； ； ? 标准使用环境 标准使用环境 温度:：
8、232； 相对湿度：65； 无高频干扰； 无强光直射； 3.3. 测 量 原 理 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 3 4 2 1 V 3 4 21 I V 组合 1423 I V 组合 1324 图图 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： 电流从针针，从、针测得电压V23+； 电流换向，从针针，从、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 双电测四探针测试仪用户手册 - 3
9、 - 2. 进行I13V24组合测量： 电流从针针，从、针测得电压 V24+； 电流换向，从针针，从、针测得电压 V24-； 计算正反向测量平均值：V24(V24+ V24- )2； 3. 计算（V23V24）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： 若 1.18（V23 V24）1.38 时； K14.69625.173(V23V24)7.872(V23V24)2 ； (1) 若 1.10（V23V24）1.18 时； K15.8526.15(V23V24)7.872(V23V24)2 ； (2) 5. 计算方块电阻 R ： (V23) (
10、单位：) ； (3) 其中：为测试电流，单位：mA； V23 为从、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： RWF(W/S)10 (单位：.cm)； (4) 其中：为方块电阻值，单位：； 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（以测试样品电阻率为例） ： M m 最大百分变化（）100 (5) m a c 平均百分变化（）100 (6) c （M m ） 径向不均匀度（）100 (7) M m 以上式中：M 、m 分别为测量的电阻率最
11、大值与最小值，单位：.cm； c 为第 1、2 点（即圆片中心测量点）测量平均值，单位：.cm； a 为除第 1、2 点外其余各点的测量平均值，单位：.cm； （若测量样品的方块电阻值,则将(5)、(6)、(7)式中的M 、m 、a 、c 分别改成M 、m 、 a 、和c 。其公式意义与M 、m 、a 、c 相似） 。 4仪 器 主 机 面 板 说 明 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 装置的最主要部件，前、后面板的说明如 - 4 - 4.1 仪 器 主 机 前 面 板 4.1 仪 器 主 机 前
12、面 板 W1W2 RTS-9型双电测四探针测试仪型双电测四探针测试仪 K1 K4 K8 K6 K2 K3 K5 K10 K9 P K7 L U 项目项目 说明说明 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 /”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“ ”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
13、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“/ 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,W2 W1 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
14、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 双电测四探针测试仪用户手册 - 5 - 4.2 仪 器 主 机 后 面 板 4.2 仪 器 主 机 后 面 板 OFFOFFON ON 1 1 220V220VFUSEFUSEPORT PORT INPUT INPUT 4 4 3 35 5 2 2 项目项目 说明说明 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 5使 用 方 法 RTS-9 型双电测四探针测试仪主要由主机
15、、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，最后得出样品 的测量数据。测量流程图如下图所示。 计算机计算机 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 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
