智能四探针电阻率测试仪的研制

从教学实际需要出发,在分析影响四探针电阻率测试仪精度的几个主要因素的基础上,应用微电子技术与嵌入式系统,研制出了智能四探针电阻率测试仪。实际工作表明:该仪器具有自动切换量程、稳定性好的特点;具有PC机接口;功耗小于6 W;误差为±0.5%;测量范围:0.025-2 500 Ω·cm;自动显示小数点和单位.

四探针技术测量薄层电阻的原理及应用

对四探针技术测试薄层电阻的原理进行了综述,重点分析了常规直线四探针法、改进范德堡法和斜置式方形Rymaszewski 法的测试原理,并应用斜置式Rymaszewski 法研制成新型的四探针测试仪,利用该仪器对样品进行了微区(300μm×300μm)薄层电阻测量,做出了样品的电阻率等值线图,为提高晶锭的质量提供了重要参考。

透明电极薄膜的制备及其电阻率测量普通物理实验

介绍了如何把“透明电极薄膜的制备及其电阻率测量”的实验引入到普通物理实验教学中，用简单的直流溅射镀膜仪制备不同厚度的金属氧化物透明电极薄膜（ZnO：Al薄膜），并用四探针测量了它们的电阻率。该实验是对已经在北京科技大学国家工科物理基础课程教学基地开设的大学生普通物理实验内容的新扩充。

半导体电学特性四探针测试技术的研究现状

四探针法是材料学及半导体行业电学表征较常用的方法,其原理简单,能消除接触电阻影响,具有较高的测试精度。由厚块原理和薄层原理推导出计算公式,并经厚度、边缘效应和测试温度的修正即可得到精确测量值。据测试结构不同,四探针法可分为直线形、方形、范德堡和改进四探针法,其中直线四探针法最为常用,方形四探针多用于微区电阻测量。本文综述了四探针测试技术的基本理论,包括四探针法的分类、原理和修正,并阐述了四探针测试技术在微观领域的发展。

斜置式方形探针测量单晶断面电阻率分布mapping技术

介绍了一种应用斜置式方形探针测量单晶断面电阻率的测试方法 ,将Rymaszewski直线探针测试方法引入到方形探针测试 ,并对测试过程中产生的游移以及图像监控问题进行了讨论 .应用此测试方法得到了 75mm的全片电阻率分布的mapping图 ,测试结果表明该方法可以在测量区域明显减小的同时保证测量的精确性 。

双电测组合法测试半导体电阻率的研究

对双电测组合四探针法测试方块电阻 (Rs)和体电阻率 ( ρ)进行了研究 ,从理论和实践上揭示三种组合模式的共同优点 :测量结果与探针间距无关 ,可使用不等距探针头 ;具有自动修正边界影响的功能 ,不必寻找修正因子 ;不移动探针头即可得知均匀性 .推导出用于体电阻率时的厚度函数 .论述了Rs、ρ、大小样片及边界附近的测试原理 ,给出了Rs 和 ρ的计算公式 .

把“四探针测量金属薄膜电阻率”引入普通物理实验

四探针测量金属薄膜电阻率是当今微电子技术领域中常用的方法.本文介绍了如何把"四探针测量金属薄膜电阻率"的实验引入到普通物理实验教学中,以及在实验内容的编排上如何培养学生发现问题和解决问题的能力等方面的具体做法.

电阻率两种测试方法间几何效应修正的相关性

根据有限厚度样品体电阻率和薄层电阻两种测试方法间的厚度修正系数的相关性，论证了其边缘效应修正系数具有一一对应的严格的相等性。通过实验予以证明，并可将这一结论应用于非圆心点测试。

无铅互连凸点电迁移失效的四探针测量

针对无铅互连电迁移失效这一高密度封装时面临的重要课题进行了研究.采用四探针法分别监测了电流密度为1.5×104A/cm2和2.2×104A/cm2时Sn3.5Ag0.5Cu互连凸点上电压的变化,发现电流密度为2.2×104A/cm2时凸点的平均电阻变化率超过电迁移失效的临界值10%,分析了其微观结构的扫描电镜照片,所提出的发生电迁移失效的电流密度值为凸点设计提供十分有用的数据.对无铅互连凸点的电迁移失效过程和四探针测量法的测量误差进行了分析,提出了采用四凸点结构提高测量精度的改进措施.

半导体表面电学特性微观四点探针测试技术研究进展

四探针法是材料学及半导体行业电学表征的常用方法。随着微电子器件尺度持续减小,新型纳米材料研究不断深入,须将探针间距控制到亚微米及其以下范畴才能获得更高的空间分辨率和表面灵敏度。近年来研究人员借助显微技术开发出两类微观四点探针测试系统,即整体式微观四点探针和独立四点扫描隧道显微镜探针系统,随着现代微加工技术的发展,当前探针间距已缩小到几十纳米范围。本文综述了微观四点探针技术近年来的研究进展,主要包括测试理论、系统结构与探针制备。其中,特别详述了涉及探针制备的方法、技术及所面临问题,并展望了微观四点探针研究的发展方向,并给出了一些具体建议。

四探针和双四探针法测量非晶态薄膜合金电阻的研究

研究了四探针和双四探针法测量非晶态薄膜合金电阻的几何尺寸效应，提出了一种高精度测量非晶态窄带薄膜合金电阻的新方法，理论和实验的研究结果都证明了这种方法的可行性。

基于虚拟仪器的薄膜电阻率测量系统设计

基于虚拟仪器技术及Rymaszewski四探针双电测组合法设计了薄膜电阻率自动化测量系统.在虚拟仪器软件LabVIEW和数字量输出模块NI 9401的控制下,利用基于CD4052芯片的接口电路实现电流探针、电压探针的自动切换,并通过LabVIEW程序控制Keithley 2400数字源表实现两次电压测量;同时根据两次电压测量结果由LabVIEW程序完成范德堡修正因子和方块电阻的计算;最终实现薄膜电阻率自动测量、记录和显示.试验结果表明,所设计的自动测量系统不仅可以满足多种薄膜电阻率测量要求,而且提高了测量精度和自动化程度,同时精简了薄膜电阻率测量过程.

基于原子力显微镜的四电极微探针局域电导率测量技术

开发了基于原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)的四电极微探针局域电导率测量技术。四电极AFM探针最小的电极间距为300nm,安装了这种新型四电极微探针的AFM系统既保持表面微观形貌测量能力,又可以在实施表面形貌扫描的同时测定局域电导率。利用该技术精确测量了厚度为6.0μm的铝薄膜和厚度为350nm的透明导电氧化铟薄膜(Indium tin oxide,ITO)的局域电导率,试验结果证明基于AFM的四电极微探针技术在亚微米局域电导率测量方面的能力。

基于MCS-51单片机的微电阻测量系统

以MCS-51单片机为核心组成智能型微电阻测量系统。该系统依据四探针法原理,采用高稳定度的恒流源电路,低漂移、低噪声的直流放大器电路和自动量程转换电路构成测量回路。测量回路具有很高的输入阻抗,消除了试样接触电阻的影响,对微小电阻可进行精确的测量。

四点法圆度检测中测头最佳角位置的研究

在三点法圆度检测中测头最佳角位置研究的基础上,建立四点法圆度检测数学模型;在对四点法的测量精度进行理论分析的基础上获得了影响圆度检测精度的主要因素及函数;运用优化软件对其函数进行多目标优化求解,得到测头最佳角位置;搭建测量平台,通过多组对比实验对优化所得的角度的合理性进行检验。实验研究结果表明:在优化所得的角度基础上进行圆度检测,可以得到相对高精度的结果。此研究为后续四点法的圆度检测奠定了理论基础。

四探针测试技术中边缘修正的有关方法

本文对四探针测试半导体薄层电阻关于边缘修正计算的各种理论及方法做了总结,重点描述了一种有限元法(FEM)。这种方法对任意形状的样品和任意放置探针具有同样简单和计算通用的特点,特别是对微区测试方法的改进以及确定好的微区测试结构提供了理论依据。

磁电阻温度关系的二端法测量和数据处理

介绍了一种磁电阻测量方法,采用直流稳压电源、电脑X—Y记录仪、电磁铁和温度装置,通过测量电路中串入标准电阻R1两端的电压,计算出被测样品在不同温度下的电阻,进而计算出磁电阻.方法简单,测量数据精确.

金刚石对顶砧中四点探针法精确测量样品电阻率的电极因素

为了解金刚石对顶砧上电阻率高压原位测量中的电极效应,使用有限元分析方法,对样品中的稳恒电流场进行了模拟计算,发现电极的几何尺寸以及电极与样品电阻率的差别都会对测量误差产生影响。结果发现:电极的尺寸越大,误差越大;电极与样品电阻率数值差越大,误差越大。由此给出了减小电极效应以及减小测量误差的方法。

实用的高T_c超导特性测试仪的研制

研制了实用的高温超导材料电阻-温度特性测试设备.该设备利用液氮容器梯度温度法控制温度,釆用四探针法利用温差电偶测试超导的转变温度,最后利用计算机采集与样品相连的电压表和与温差电偶相连的电压表数值,最终实现超导材料的电阻-温度特性的测量.

核燃料包壳管自动在线检测装置的研制

研制了一套核燃料包壳管自动在线检测装置,开展基于机器视觉的包壳管内径检测技术研究、基于环形四点式端面测头的包壳管长度精确测量技术研究,该检测装置可对核燃料包壳管长度、内径及圆度进行自动在线高精度测试,从包壳管上料,装夹,内径与长度检测,输出结果实现全程自动化,节约人力成本,提高生产效率。