高溫四探針電阻率測試系統

一.概述：

采用四探針雙電組合測量方法測試方阻和電阻率系統與高溫箱結合配置高溫四探針測試探針治具與PC軟件對數據的處理和測量控制，解決半導體材料的電導率對溫度變化測量要求，軟件實時繪制出溫度與電阻，電阻率，電導率數據的變化曲線圖譜，及過程數據值的報表分析.

二.適用行業：:

用于：企業、高等院校、科研部門對導電陶瓷、硅、鍺單晶（棒料、晶片）電阻率、測定硅外延層、擴散層和離子注入層的方塊電阻以及測量導電玻璃（ITO）和其它導電薄膜等新材料方塊電阻、電阻率和電導率數據.

雙電測四探針儀是運用直線四探針雙位測量。設計參照單晶硅物理測試方法并參考美國 A.S.T.M 標準。

三.型號及參數：

方塊電阻范圍 10^-5～2×10⁵Ω 10^-6～2×10⁵Ω 10^-4～1×10⁷Ω

電阻率范圍 10^-6～2×10⁶Ω-cm 10^-7～2×10⁶Ω-cm 10^-5～2×10⁸Ω-cm

測試電流范圍 0.1μA.μA.0μA，100μA，1mA，10mA，100 mA 1A、100mA、10mA、1mA、100uA、10uA、1uA、0.1uA 10mA---200pA

電流精度 ±0.1%讀數 ±0.1讀數 ±2%

電阻精度 ≤0.3% ≤0.3% ≤10%

PC軟件界面 顯示：電阻、電阻率、方阻、溫度、單位換算、溫度系數、電流、電壓、探針形狀、探針間距、厚度 、電導率

測試方式 雙電測量

四探針儀工作電源 AC 220V±10%.50Hz  <30W

誤差 ≤3%（標準樣片結果 ≤15%

溫度(選購)

常溫 --400℃；600℃；800℃；1000℃；1200℃；1400℃；1600℃

氣氛保護（氣體客戶自備） 常用氣體如下：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)，均為無色、無臭、氣態的單原子分子

溫度精度 沖溫值：≤1-3℃；控溫精度：±1°C

升溫速度： 常溫開始400℃--800℃需要15分鐘；800℃-1200℃需要30分鐘；1400℃-1600℃需要250分鐘—300分鐘

高溫材料 采用復合陶瓷纖維材料，具有真空成型，高溫不掉粉的特征

PC軟件

測試PC軟件一套，USB通訊接口，軟件界面同步顯示、分析、保存和打印數據！

電極材料 鎢電極或鉬電極

探針間距 直線型探針，探針中心間距：4mm；樣品要求大于13mm直徑

標配外（選購）：

電腦和打印機1套；2.標準電阻1-5個

高溫電源：

供電：400-1200℃ 電源220V，功率4KW；380V;1400℃-1600℃電源380V；功率9KW。

高溫四探針電阻率測試系統

一、核心功能

?高溫環境適配?：

集成高溫箱或專用高溫探針夾具，支持高溫條件下（具體溫度范圍需參考設備型號）的穩定測量。

實時監測溫度變化，繪制電阻率/方阻隨溫度變化的曲線圖譜，分析材料電導率溫度特性。

?雙電測技術?：

采用四探針雙位組合測量法（雙架構測試），自動修正探針間距誤差、樣品邊界效應及機械游移對結果的影響，提升精度。

支持電阻率（10^?7–10⁵Ω·cm）、方塊電阻（10^?6–10⁶Ω/□）、電導率（10^?5–10⁴s/cm）及電阻（10^?5–10⁵）的測量。

二、技術特點

?探針設計?：

探針材質為碳化鎢或高速鋼，耐高溫且機械強度高，確保高溫接觸穩定性。

部分型號配備真空吸附或恒壓測試臺，適應晶圓、薄膜等不同形態樣品。

?智能控制?：內置步進電機驅動升降機構，自動調節探針壓力，避免高溫下人為操作風險。

計算機軟件自動控制測試流程，實時顯示數據并生成報表，支持多點位自動掃描。

?溫度補償?：內置溫度傳感器，實時矯正溫度引起的測量偏差，確保數據準確性 。

三、典型應用場景

?半導體材料?：

硅/鍺單晶棒、晶片的電阻率測定；硅外延層、擴散層、離子注入層的方塊電阻測量。

?導電薄膜與涂層?：ITO玻璃、金屬箔膜、導電橡膠、石墨烯膜等材料的方阻與電導率測試。

?新材料研發?：導電陶瓷、燃料電池雙極板、正負極材料粉末的電阻率分析（需適配粉末測試模塊）。

四、關鍵性能參數

 ?指標?         ?范圍/精度?          ?

電阻率測量         10^?7–10⁵ Ω·cm（誤差≤±2%）

方塊電阻         10^?6–10⁶Ω/□

恒流源輸出      1μA–100mA（六檔可調，精度±0.05%）

樣品尺寸     400mm×500mm（真空吸附臺）

五、選型建議

?科研場景?：優先選擇支持變溫曲線分析及多點自動測繪的型號（如?Pro）。

?工業檢測?：考慮手持式或集成真空臺的設備，提升在線檢測效率 。

?特殊材料?：粉末樣品需匹配專用壓片模具。

關鍵技術要點?

1.探針系統?：耐高溫探針（碳化鎢）維持機械穩定性，壓力傳感器實時監控接觸壓力 。

2.恒流源精度?：多檔可調（1μA–100mA），精度±0.05%，保障微小信號檢測 。

3.軟件分析?：自動繪制 ρ/T、R_□/T 曲線，生成溫度依賴性報告。

通過上述原理與方法，高溫四探針測試儀可在  條件下實現電阻率（10^?7–10⁸Ω?cm）、方阻（10^?6–10⁸Ω/□）的精準測量，誤差≤±3% 。

?一、樣品制備規范?

?尺寸與平整度?

樣品尺寸需適配測試臺（直徑≥5mm，可測400mm×500mm晶片），表面需拋光無雜質，平整度偏差≤0.1mm/m2，避免高溫下因熱應力變形影響探針接觸。

薄膜樣品（如ITO導電玻璃）需確保基底耐高溫（＞800°C），避免高溫測試中基底熔化或釋放氣體污染探針。

?表面處理?

清除表面氧化層或油污：半導體晶片用氫氟酸浸泡后去離子水沖洗，金屬樣品采用乙醇超聲清洗 5 分鐘，干燥后立即測試。

薄膜樣品需標記測試區域，避免邊緣效應（探針距樣品邊緣＞3倍探針間距）。

?高溫兼容性驗證?

預燒處理：測試的陶瓷或復合材料需在目標溫度下預燒 1 小時，確認無開裂、揮發物產生，避免污染高溫腔體。

?二、安裝操作步驟?

?（1）探針系統安裝?

?操作環節?技術要點?

?探針選擇采用碳化鎢探針（耐溫＞1000°C），探針間距校準為 1.00±0.01mm，確保高溫下機械穩定性。

?壓力控制通過壓力傳感器調節探針壓力（通常 0.5–1.5N），避免高溫軟化的樣品被探針壓潰。

?電氣連接嚴格四線法接線：外側兩探針接恒流源（I⁺、I^-），內側探針接電壓檢測端（V⁺、V^-）消除引線電阻影響。

?（2）高溫環境集成?

?樣品固定?

使用真空吸附臺或耐高溫陶瓷夾具固定樣品，確保測試中無位移；薄片樣品可夾于兩片氧化鋁陶瓷板間防翹曲。

?溫度校準?

空載狀態下以 10°C/min 速率升溫至目標溫度，恒溫 30 分鐘后用熱電偶校準腔體溫度均勻性（溫差≤±2°C）。

?防干擾措施?

在樣品與探針間加裝氧化鋁絕緣片，避免電流經探針支架短路；高溫測試時通入惰性氣體（如氮氣）防止樣品氧化。

?三、關鍵注意事項?

?接觸電阻驗證?：低溫（室溫）下先測試電阻值，若波動＞5%需重新清潔表面或調節探針壓力。

?熱梯度控制?：升溫速率≤5°C/min，避免熱沖擊導致樣品破裂；多層結構樣品需同步監控正反面溫度。

?數據可靠性?：高溫恒穩階段（如 500°C±1°C 維持 10 分鐘）采集數據，排除溫度漂移影響 6。

通過規范制備與精準安裝，可確保高溫電阻測試數據重復性誤差≤±3%，滿足半導體晶圓與特種材料研發需求。