FZ-2010型半导体粉末

     电阻率测试仪

  

使用说明书

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 目   录

一．概述

二．主要技术指标

三．测量原理

    （一）原理

    （二）电路组成

四．使用方法

    （一）工作环境

    （二）仪器外形结构

    （三）粉末试样操作步骤

    （四）一般电阻器的测量

 五．复校与维修

    （一）复校

    （二）维修

 附注

 附表

 

 

 

 

 

一． 概述

   本公司根据目前各行业对于能源方面，尤其是锂电池技术的研究需要，开发了最新型、测量范围极宽的粉末电阻率测试仪，仪器上市后，受到广大用户的欢迎。

本仪器是参照有关国际标准设计，适用于半导体粉末和固体的电阻率测量，可以直接用数字显示电阻率值，使仪器的可靠性和稳定性大大增强，更方便于用户， 而且价格低廉、实惠。配置粉末测试台或四探针测试架可以对粉末、片状、块状半导体材料和固态金属进行电阻、电阻率、方块电阻等级多用途的测量。电阻率测试范围为 10-4 – 106 Ω cm ，分辨率为1μΩ•cm

     仪器主要包括电气箱和测试架两部分，电气测试部分由高精度直流数字电压表和直流恒定电流源组成。测试架为压力传感器， 加压机构和粉末标准容器组成。压力机构采用手动操作、压力平稳。本仪器具有测量精度高，稳定性好，重复性好，使用方便等特点， 并有自校功能。

本仪器采用国际通用的电流-电压降法即四端子测量法，可以消除电极与粉末接触产生的接触电阻误差，还可以消除联接系统所带来的误差， 克服了以往传统的二端测量粉末电阻率仪器的弊病，可以真实、准确地测量出粉末样品的电阻率，因此重复性好。

本仪器适用于碳素厂、焦化厂、石化厂、粉末冶金厂、高等院校、科研部门、是检验和分析固态、粉态和纳米样品质量的一种重要工具。            。

二．主要技术指标： 

1．测量范围： 

电阻 10-4 – 106Ω, 分辨率 1μΩ ；电阻率 10-4 – 106Ω•.cm，分辨率 1μΩ•cm

薄层电阻  10-3~107Ω/□，分辨率10-5Ω/□

测量误差 ±（0.3% 读数 + 2 字） 

2．测量电压量程：0.2 mV、2mV、20mV、 200mV、2V，分辨率 0.1 µV

测量精度: ±（0.3% 读数 + 2 字） 

3.测量电流：0 - 100 mA 连续可调，

电流量程：1µA、10 µA、100 µA、 1 mA、10 mA、100mA 

4.粉末测量:

试样粒度:标准筛网40目以上,直至纳米材料

试样容器：内腔Φ16.30 ± 0.1mm , 内腔Φ6 ± 0.1mm供选购

试样高度：16mm ± 0.5mm 或6-20mm ± 0.1mm

测量误差：±0.1mm 

取样压力：4 Mpa ± 0. 5 Mpa ( 40 kg/cm² ± 0.5 kg/cm²)

         或8 Mpa ± 0. 5 Mpa ( 80 kg/cm² ± 0.5 kg/cm²)

压力量程：0 - 100 kg 可调 

5..固体薄膜及半导体测量:四探针测试架;

探针间距1 mm±0.03mm

探针游移率<±0.3%

可测材料尺寸,直径Φ15~160,长度<400

6.显示方式: 电阻、电阻率、压力、高度为 3 1/2 数字显示,并自动显示单位和小数点。

7.电源：220 ± 10% , 50HZ-60HZ, 功率消耗<150W。

8.外形尺寸电气箱：440mm×120mm×420mm 。

9.备有粉末测试台和固态四探针测试架。

      三．测量原理

（一）原理：

  1．电阻测量；根据“电流---电压降”测试方法，该仪器电气部分主要由高精度恒流源和高灵敏数字电压表现两大部分组成，由仪器输出直流恒定电源，在被测件上产生微弱的电压降。再由仪器的输入端子将该电压信号输入仪器，经过内部电路放大，数字显示测量结果。即；                 

                     V

                R== ------        ----------------  （3-1）

                     I

将标准试样放入卧式标准专用测试架上,在试样的两个端面上由仪器输入直流恒定电流，再由夹具的电位端取出该电流的电压降。如图（3-1）所示。

 

                                          L           N

                       图（3-1）                                       

                    VS     VπD2      V

 

 

试样电阻率：    ρ= ---  =  -----  ==----- *  K   - - - - -  （3-2）

     IL      4IL        I

 

式中：V电位电极上的电压降；

I通过试样的电流；

S试样的截面积；

L电位电极之间的距离，

D为  圆柱形试样的直径     

 

   πD2     V        V

   K== --------- ·----- =K·-----      K为体积修正系数

                     4 L     I       I

 

为了使仪器能直接显示试样的电阻率，仪器设定电流  I== K 时，测量出ρ=V，可以直接由电压表读出。查附表可得出不同的电位电极L、D和相应的体积修正系数。

（二）电路组成： 

 

                 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        

                                                                            

                                                                        

             图3-2   仪器原理方框图

仪器的电路组成参见图（3-2）“仪器原理方框图”，其中恒流源由基准源、取样电路、误差放大及调整电路组成，具有100mA、10mA、1mA、100μA、10μA五个量程恒流输出，精度为±0.1%. 温度系数为 1×10-4/0C 。电压测量部分由高灵敏度低前置直流放大器和双积分数字表组成。具有0.2 mV、2 mV 20 mV、200 mV、2V  五个量程档， 准确度优于0.1% 。此外，仪器还设置了“DC-DC 电源变换” 电路，做到了多地隔离，使整机的抗泄漏、抗干扰能力大大提高，电流输出和电压测量配合，自动组成电阻测试的各量程，见下表（3-1）

表（3-1）电阻、电流、电压量程选择

电流    电阻 电压	0．2 mV	20 mV	20 mV	200 mV		2V
100mA	2mΩ	20mΩ	200mΩ	2mΩ		20mΩ
10mA	20mΩ	200mΩ	2mΩ	20mΩ		200mΩ
1mA	200mΩ	2mΩ	20mΩ	200mΩ		2KΩ
100μA	2mΩ	20mΩ	200mΩ		2KΩ	20KΩ
10μA	20mΩ	200mΩ	2KΩ		20KΩ	200KΩ
1μA	200mΩ	2KΩ	20KΩ		200KΩ	2000KΩ

由于该仪器主要用于低电阻方面的精密测量，因此采用了“四端子方法在恒流源负载能力范围内，在电压表输入阻抗足够高的情况下，就能有效地消除引线电阻和接触电阻在测试夹具上引起的误解差。本仪器除了可以作为测量材料电阻率外，还可以直接作为数字电压表和恒定直流输出，达到一表多用的目的。

四．使用方法

（一）工作环境：

温度：0∽400 C；湿度：∠ 80%；无强外电磁场干扰情况下

（二）仪器外形结构：  电气箱为仪器主要电气部分所在在其面板上有数字、小数、单位显示全部操作旋钮和开关，如图（4—1）所示

  图（4-2）电器箱前面板示意图

（1）数字、小数点单位显示；（2）电流量程开关；（3）功能开关；

（4）电压量程开关  （5）信号输入插座（6）调零细调（7）调零粗调开关   

（8）电流调节 ；（9）电流开关10）电源开关；  （11）极性开关。                     

 

 

 

 

 

图（4-2）电器箱后示意图

               （1）交流220V电源插座；   （2 ）保险丝座；

（三）粉末试样操作步骤               粉末测试台如图（4-3）所示

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

测试台正面示意图          测试台反面示意图

1．加压手柄   2.试样高度数字显示尺  3.加压系统及压力传感器 4.粉末试样容器 5.容器定位座 6.压力数字显示屏 7.压力调零 8.电源开关 9.测试台10.220V电源插座11.保险丝座 12. 压力传感器插头12.电流电位测试取样插头

1.测试准备    仪器放入测试温度为23±20C、湿度∠65%环境内一小时。将仪器和测试台的220V电源插上电源。仪器电源开关置于断开状态，将测试台的取样插头与仪器插座联接好。清理测试电极、粉末试样容器、放置该容器的定位座及料斗。启动仪器电源开关及测试台的电源开关，各自的显示亮，仪器工作。

高度基准：在未加力前（测试的“上电极未接触试样），调节测试台上的压力调零旋钮。使压力显示为“0000”仪器自校及测试台高度校准。

测试台上，将试样容器放在定位座上。旋动加压手柄，调整上电极，接触下电极，加以额定的压力，再将高度尺上的按零按钮按下，使数字显示为“0000”

则高度基准已调好。（此时实际高度为0.00mm）。

 

 

 

 

 

 

 

自校：将“工作方式”开关的自校档按下，按入电流开关，仪器显示为“19××”值，该值在说明书末页上给出，允许误解差为±6字。

测试台上，将试样容器放在定位座中，并在容器中放入高度基准块（为10mm）。旋动加压手柄，调整上电极，接触下电极，加至额定的压力，再将高度尺上的按零按钮按下，使数字显示为“0000”，则高度基准已调好。（此时实际高度为10.00mm）。

确定电位电极测试方法：若采用电位电极固定法，可将电位电线接到固定电极V1，、V2，上，若采用电位电极变动法，可将电位电极上两根线接到V1、V2电极上，如图（4-4）上

四端子测试线夹子说明：

分别接电压电流。

V1，、V2，接黑色夹子为电压夹

（固定法）

V1、，V2接黑色夹子为电压夹

 

 

                图（4-4）测试电极容器图

2．测试    将高度基准从试样容器中取出，将一定量（加压后高度大于16 mm  + 3 mm ）的粉末试样倒进（或通过加料漏斗）试样容器中。旋动加压手轮，当上测试电极接触到粉末试样时，压力开始增加。压力显示屏有相应的压力显示，直至压力平稳加到某一规定压力为止（83.5kg,相当于压强4MPa）。        

观察试样高度：在施加规定压力后,观察高度数值显示值,试样高度==高度显示值+10mm,要求每次试样加压后高度误差∠ 2 % ，否则重新取样。

 若采用电位电极变化测试法，应将加压后测出的试样高度在附表中查出K值，并将仪器的“工作方式”开关按入“I调节”档。按入电流开关，调节电流调节电位器，使数字显示值与查出的K值相一致。然后退出电流开关按钮。

 若采用电位电极固定法测量，测量杯子电压间V1，V2，间距离L==16mm，电压V2，与下电极距离3mm，所以加压后试样粉末高度应>19mm，也就是比 3(底度,即电压V2与下电极距离)+ 6(游标尺高度) + 10（基准高度）= 19mm大，而固定法V1，V2，间距离L=16mm查表得K=1304，在加压后按下电流开关，旋动电流调节电位器，使数字显示为“1304”，则K值已调节好，退出电流开关。         若采用电位电极变化法测量时，例如，这时高度显示值为5.5mm, 我们知道试样高度L==5.5+10=15.5mm,查表得K=1346,则按上述操作步骤将电流调节到数字显示为“1346”即可。

电阻率测量:根据试样电阻率范围，按表(3-1)所示选择好电压量程和电流量程。单位自行转换为Ω˙cm，如果单位要换算到kΩ·mm2/m，可将显示值×10。

“测量选择”开关置于“测量”档,调节电压调零旋钮使数字显示为 “0000”,然后按入电流开关,数字显示出电阻率值。如果数字表仅有第一位“1”显示。其它数字熄灭，说明已过载。可以将电压量程按入更高一档量程；再按极性开关，将测量电流方向反向，得到反方向电流时的电阻率值。如果要再进行精确测量，应当读取正、反向电流二次测量的电阻率，取平均值。

（四）一般电阻器的测量：将粉末测试台的电极测试头撤去，专用的四端子测试夹（附件）。按图（4-5）所示位置夹好四个夹子，将测量选择天关置“I调节”调节电流调节旋钮，使I==10000（即100mA）“工作方式”开关置于“I”选择适当的电压量程后测量之。

 

                           A

                            V

          红色    黑  色               黑  色    红色

 

                             电阻

图（4-5）一般电阻测试图

（五）半导体固态试样测量：1）应配置四探针测试台，如图（4-7）所示。

 

                图4-7  四探针测试架结构图

 

 

(2)．四探针法工作原理

测试原理：直流四探针测试法测试原理简介如下：

     1．体电阻率测量

               1          2        3          4

           

                  S1      S2      S3

             图（4-8）四探针法测量原理图

当1、 2.、3、4 根金属探针排成一直线时,并以一定压力在半导体材料上,在1、4两处探针间通过电流I，则2、3探针间产生电位差V。

                      V

材料电阻率ρ=   ---------  · C（  Ω  ·  Cm  ）   （1-1）

                   I

式中    C  为探针系数，由探针几何位置决定

当试样电阻率分布均匀，试样尺寸满足无限大条件时

            V       1       1        1          1

ρ==  2π  ----/（  ---  +  ---  -  ------- -  ------）  （3-2）

I       S1      S3       S1+S2       S2+S3

 

                1       1        1          1

C==  2π  /（  ---  +  ---  -  ------- -  ------）  （3-3）

   S1      S3       S1+S2       S2+S3

式中：S1、S2、S3分别为探针1与2，2与3，3与4之间距

      当S1=S2=S3=1mm时，C =  2π

若电流取I=C时，则ρ==  V  可由数字电压表直接读出。

（a）块状和棒状样品外形尺寸与探针间距比较，合乎计无限大的边界条件，电阻率可以直接由（1-1），（1-2）式求出。

（b）薄片电阻率测量

薄片样品因为厚度与探针间距比较，不能忽略，测量时要提供样品的厚度、形状和测量位置的修正系数。

电阻率值可由下面公式得出：(1-3)式 

             V      W       d         W        d

ρ==  2πS  ----G（ --- ）D（----）=ρ0G(--- ) D( ----  ）                I                  

         I      S       S         S        S

 

式中，ρ0为块状全电阻率测量值

       W

   G（-----）为样品厚度与探针间距的修正系数

       S

       d

   D（-----）为样品形状和测量位置的修正系数

       S

当圆硅片的厚度满足W/S<0.5时,电阻率为;

           W         d          π    V·W        d

ρ=ρ0G·(-------)·D（------  ）=  --------·----------·D（-------- ）

            S         S          l n2     I           S

         

 V         ρ

   = 4.53 ------ W D ( ---- )

         I          S

 (C)扩散层方块电阻测量：当半导体薄层尺寸满足半无限大平面条件时：

        π    V            V

R口  =--------(-------)==  4.53  -----         (1-5)

        In2   I             I

若取I=  4。53 I  ，则  R值可由V（电压表）中

 

(D)薄片电阻率计算：

                       

ρ== R□ ·d

(3)固态样品的测量：

A．测量：

仪器与探头联结好，压下探头与试样接触好。

a) 选择“I调节”按表（4-1）所示对应的电流电压量程，根据不同样品调节好，“I调节”参数K。

1）块状体电阻率：样块厚度≥ 6 mm，  R 为6.28

2) 薄片的电阻率：查附表2 ，根据所测样品厚度查出K（厚度修正系数），如厚度为1mm查表得0.4176,将查(表4-1) “I调节”对应1mm、20mV档调节, “I调节”电位器,使显示值为K=4.18.

3)薄层电阻(方块电阻)按表(4-1)对应的“I调节”电流电村量程, 为“I调节”为4.53即可.

b)测量；将功能开关拨到“测量”位置，按表“4-2”要求设好电流量程位置，按入电流按钮，数字屏有数字显示，再根据测量误差要求，拨动电压量程，就可得到所需的测量结果，再按“极性”开关，将电流反向测量一次，将两次测量结果取平均值，这就是样品的测量结果。当放下探头，与样品良好接触，这时数字显示如不为零，可以调节粗调和细调，使之为“0000”。当按入电流开关按钮后，仪器的恒定电流流过样品产生的电压降再输入仪器，由数字显示。在测量半导体电阻率时数字和单位直接在数字屏上读出，在测量电阻时应将显示的单位“mΩ·Cm” “Ω·Cm” “KΩ·Cm”相应看成“mΩ”在测量薄层电阻时，同样应将仪器显示“Ω·Cm” “KΩ·Cm”相应看成“mΩ/□”“Ω/□” “KΩ/□”，并且数字显示值应*以上10倍。

如果要使测量更为准确些，在一些测量之后，再按一下极性开关，它测量电流方向与上次测量反相，再测量一次。测量结果取两次测量的平均值。测量完毕后，退出电流按钮。

根据国家标准，仪器性能从保证测试精度考虑，在电阻率测试时，推荐用户采用以下电流电压量程适合，见表（4-3）所示。

表（4-2）测量电阻率及薄层电阻时所要求的电流值

电阻率范围（Ω·Cm）	电流档(mA)
<0.01	100
0.001---0.6	10
0.4—6.0	1
40--100	0.1
›800	0.01

 

   电阻率测量时推荐的电流电压量程选择

电阻率        电压（mV）           （Ω·Cm） 电流（mA）	0．2	2	20	200	2V
100	10-4--103	10-3
10		10-3—10-2	101
1		10-1	1-- 20	10--50	102--103
0．1				50-200	103-104
0．01					103

       六．复校与维修

A复校：为了保证仪器测试精度，必须定期（通常为90天或半年）对它进行复校与维修的调整。当仪器经过剧烈震动运输和湿度冲击后，或者经过维修后，也应进行复校和维护性的调整。

（一） 电气箱部分：复校步骤如下  1.  仪器按操作步骤，进行通电和自校                      

            图(6-1)电压量程2V、200mV、20mV校准法

（1）如果发现自校误差较大，而且重合性不好（自校时超过±4字），说明可能某一量程的电压档产生了误差，可按下面步骤进行复校； 

（2） 首先校验电压量程：常用直流标准仪器法进行校准2V、200mV、20mV档，如图（6-1）所示。

图中电位差计可采用UJ-9 、UJ-25型作为直流标准电压源，由它的未知电压端EX输出标准电压信号，送到FZ2010半导体电阻率测试仪的电压端，按2V、200mV, 20mV,次序进行校验.如仪器显显示值与标准值大于规定值,可将上外壳取下,如图(6-2)所示.可以相应调节电路板上电位器显示值与标准电压值误差:0.1%,这样电压量程校验完毕.

 

                                                         

图（6-2）仪器电气箱内部结构示意图

1.电源板；  2.DC-DC恒流源电源板;  3.恒流源板；4.小电源板； 

5.单位小数点译码板; 6.前置板7.放大器板 8.电源变压器；9。电源滤波板；

 10.数字显示板；11.220V电源输入插头插座 ；12.保险丝； 13.机壳。

W1： 2V 量程调节电位器      W2： 200mV量程调节电位器

W3.20 mV量程调节电位器    W4：2mV量程调节电位器

W5：0.2mV量程调节电位器   W6: 恒流源满度调节电位器

   电流量程的校验：电路接线图按(6-3)

 

 

 

 

 

 

 

 

          图（6-3）仪器恒流源电流量程校验图

图中 RN精度为0.01%的标准电阻箱可从10Ω--10KΩ范围内可调.操作仪器电流调节,使仪器显示为 “1000”,这时各量程电流应为满量程值输出,电流通过标准电阻RN产生电压降为VN==IRN,由五位数字电压表输出,这样可分别对各量程恒流电流进行校验.如果发现在10μA量程相差时可以调节附在电流量程开关上的电位器使其达到规定值.

(3)自校值校验:仪器工作方式开关置于 “自校”位置,按入电流开关,仪器应显示规定的自校值.如超过±4字时,可以调节恒流源板上的调节电位器(图5-2中的4)使之达到原定值.

（二）测试探头复校

可按照本仪器说明书工作原理部分，定期对探针系数和探头游移率进行检测，如超差，可以换上新的探头芯，进行使用。

（三）整机复校

（1）本仪器可以按照国际或ASTM84-73规定的指标和试验方法进行复校。

（2）在条件许可的情况下，可以用经过有关计量部门认可颁发的较好的标准样块进行调试；均匀性和稳定性优于1%，可作为粗略的参考校验。

B．维修

此仪器属于高灵敏的精密半导体测量仪器。用户不得擅自拆修。仪器在出厂一年内电气部分有自然故障，由生产单位负责修理，超过一年，修理费用由用户承担。

仪器的维修可根据工作原理进行。故障情况和原因是多种多样的。现只能简述如下：

1.测量选择开关置于“短路”，显示稳定，零位调节有效（这时“工作方式”天关应拨离“I调节”和自校位置。这两档是无法调零的），则电压部分其本正常。探头接入，并接触样品，再将工作选择开关置于“测量”显示值乱跳，不稳定，则可能是电位探头端导线断开或者电位探针与样品未接触好，应检查探头部分和探头的电缆插头、接线。

2.测量开关置于 “短路”,显示数值乱跳,可能是工作方式开关开路,输入导线开路或反馈导线脱开.如不是上述故障,可进一步检查放大器和数字表电路是否发生故障.

3. “工作开关”置于 “自校”或 “I调节”位置.按下电流开关,数字显示乱跳,呈现过载闪烁,可能是操作者未按照表(5-4)中所规定的电流、电压量程操作造成。如果无数字显示，则检查恒流源板是否有故障。

4.当样品与探针接触良好，测量选择开关置于“测量”，数字显示稳定，调零后，按下电流开关，数字显示无变化，则检查电流探针及其它导线]插头是否断开，并检查恒流源电路是否有故障。

5．电源开关开启时，数码管不亮，检查仪器后面板上保险丝座是否烧断或接触不良，DC-DC变换器是否有轻微叫声。如无叫声，可检查电源板12V输出是否正常。DC-DC电路是否正常，输出±5V是否正常。

6．探头输入插座：见图（6-4）

                       

 

             

 

 

 

                                             电压端子

 

                       电流端子

 

 

              图6-4 输入插座图

附件：1。仪器使用说明书一份   2。电流、电压测试线各一根

      3．仪器电源线一根       4。电压测试校验线一根。

      5．四端子卧侧板一块     6。四探针测试探头一个

 

 

 

式中:W---硅片厚度   Cm

     F(W\S)—硅片厚度(V)与探针间距之比,而变化的厚度修正因子

     F(S/D)---探针间距S与薄片直径D之比,而变化的修正因子 

     FSP---探针间距的修正因子系数

     RSP—1+1.082(1-S2/S)     (3-9)

式中：S为2，3探针之间间距十次测量平均值。

      S为四探什之间十次测量平均值。

     FT 温度修正因子   FT= 1 - CT （T -23）      （3-10）

 式中：C他可由查表得到。

注意：在运用（3-6）式中计算薄片电阻率时，应当改变电流极性。取正反两次读数的平均值。

对于W/S <0.4 时, F(W/S)=1 ,可以不必对厚度进行修正

(二) 金属电阻测试原理

仪器备有特殊的四端子测试夹,一对红色夹子为电流测试夹,一对黑色夹子为电压测试夹.仪器在测量电阻采用了电流 ---电压降法;; 即由仪器通过电流测试夹输出一个精神稳定的直流流过被测电阻,产生一个直流电压降,再由一对电压测试夹输入仪器.由仪器显示出测量值即为  R= V/S          (3-7)                                             

由上式可知,只要保证V 和 I的精确度,就可以直接读出电阻值,达到测量精度.如图(3-2)所示.

                      V

                   

               图(3-2)   四端子测量电阻原理

   仪器采用四端子法测量电阻,可以有效地消除在测量低电阻时,由于接触电阻和引线,电阻所带来的误差.测量范围100µΩ到200ΚΩ.

 

四.仪器结构

仪器为台式结构,分为电气箱,有手动式和电动式两种测试架组成,可以根据测试需要安装在一般工作工作台上.测试架由探头及压力传动机构、样品台构成。见图（4-1）所示，探头采用精密加工，探头为耐磨材料所构成。配用宝石导套使测量误差大为减少，且寿命长。

测试架有专门的屏蔽导线插头与电气箱联结。

电气箱为仪器主要电气部分所在，在其面板上有数字、小数点、单位显示全部操作旋钮开关，见图（4-2）表示。

           五．使用与操作

（一）测试准备

1．将220V电源插头插入仪器背面的电气插座，电源开关置于断开位置。

2．工作选择开类置于“断路”位置，电流开关处于弹出位置；

3．测试架的屏蔽线插头与电气箱的输入插座连接起来；

4．测试样品应进行喷沙和清洁处理

5．调节室内温度及湿度使之达到要求的测试条件。

（二）测量

将电源开关置开启位置，测量选择开关置于“短路”数字显示灯亮，仪器通电预热半小时。

1．电阻率、方块电阻测量

将测试探头插头插入位置，放好样品压下探头，将测量选择择开关置于“测量”位置。极性开关置于开关上方。按照表（5-2）和（5-3）所示选择适当的电压量程和电流量程‘这时数字显示基本上为“0000”，如果末位有数字，可以旋动调零电位器使之显示为“0”，然后将工作方式开关置于“I调节”，按入电流开关，旋动电流调节旋钮，使数字显示为“1000”值，该值为各电流量程的满量程值/再将极性开关拨下另一方，使数字显示也为1000±1字，退出电流开关，然后将工作开关置于1或6.28((探头间距离1mm,置于)

调节电流后,在下一次测量时不必重复以上步骤，只要零位调好后，按入电源开

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

关，由数字显示和小数点单位显示直接读出测量值。如果数字显示熄灭，仅  下

“1”，表示测量数值已超过该量程电压值，可将电压量程开关拨到更高档。读数后，再将极性开关拨至另一方，可以读出负极性的测量值，将两次测量值取平均即为样品在该处的电阻率值。

测量电阻、方块电阻时，可以按（5-1）所示的电压和电流量程进行选择。

 

电压（mV）           电阻值 电流（mA）	20	200	2000
100	200mΩ	2Ω	20Ω
10	2Ω	20Ω	200Ω
1	20Ω	200Ω	2ΚΩ
0．1	20Ω	2ΚΩ	20ΚΩ
0．01	2ΚΩ	20ΚΩ	200ΚΩ

        表（5-2）测量电阻率所要求的电流值

电阻率范围（Ω·Cm	电流档(mA)
<0.01	100
0.001---0.6	10
0.4—6.0	1
40--100	0.1
›800	0.01

 

 根据国家标准仪器性能,从保证测试精度考虑,在电阻率测试时,推荐用户采用以下电流电压量程较适合,见表(5-3)所示

电压(mV)         电阻率(Ω·Cm) 电流	20	200	2000
100mA	10-4—10-5
10mA	10-2---10-1
1mA	1-20	10--50
0.1mA		50-200	102
0.01mA			103

 

测试与使用说明：

1． 工作方式开关的使用

（1） 仪器自校：为了校验电气箱中数字电压表和直流源的精度，仪器内部装有精度为0.02%的标准电阻.

若需自校时,可将工作方式开关置于自校位置,按下电流开关,数字显示自校值 “199X”(该值由使用说明书给出).自校值误解差为±4字,如果数值超差,可以调节恒流源板上的微调电位器,使数字恢复到  “199X”值.

(2) “I调节”使用:当工作方式开关置于 “I调节”位置,按下电流开关,调节

“电流调节”电位器,即可改变恒流源电流由  0 –1000(满度)连续可调,并且各量程电流均可按比例跟踪.一旦调节好后,不必每次测量都调节, “I调节”除了能改变恒流源电流外,还可以用来作为相应的修正系数的输入.可以使各种复杂的计算化简,成为直读测量值(在薄片电阻时要运用厚度修正系数,探针间距修正系数和温度修正系数作为系数输入,以下有说明)

(3) “1”位置使用:在应用探针间距为1.59mm探头时,测量电阻率或电阻时使用

(4) “6.28”位置的使用: 在应用探针间距为1mm探头时,测量电阻率或电阻时使用

(5) “4.53”位置的使用：提供测量方块电阻时，将“工作方式开关置于此位置时，可以直读测量值（ “I调节”在“1000”时）。

2．棒状块状进行由表（5-3）选择电压电流量程。

“I调节”使I=C ，C 为探针几何修正系数，将工作方式开关置于“6.28”位置.按下电流开关,显示值为测量电阻率值.

3.薄片电阻率测量:按测量步骤进行,根据表(5-3)选择适当的电压和电流量程,按(3-4式进行..

例: 薄片厚度为 “1mm,探针间距为1.59 mm,直径D=100 mm,FSP(探针修正系数)为1.002,估计硅片为中阻范围,测量薄片的电阻率.

操作:(1)可按测量步骤进行,将工作方式开关置于 “I调节”调节电流显示为1.002(已进行探针间距修正)再将工作方式开关置于 “1”位置,电压量程开关置于 20mV,电流量程开关置于1mA,按入电流开关测量得ρ1==12.3Ω·Cm,根据(3-4)式ρ=ρ1·G(W/S),查附表I=W/S=1/1.59mm 0.628·α(W/S)=0.448

所以,计算ρ=12.3*0.448=5.51Ω·Cm

(2)可按工作步骤进行,将工作方式置于 “I调节”,将FSP*G(W/S)值分别查出,并计算出积F=G(W/S)*FSP=0.448*1.002=0.449.将电流调节为I=0.449,数字显示值直接为薄片电阻率值.

例2,以上例子中,若采用探针间距为1mm的探头时,其他操作步骤均同上,不同的是测量时将工作方式开关由原来”1”位置移向”6.28”处,查G(W.S)系数时,W/S中,S值将1mm代入.

4.方块电阻测量:按测量步骤进行,电流电压量程按统表(5-1)选择,电流调节在 “1000”值后,将工作方式开关置于 “4.53”处,使四探针与样品接触,调好零位.按入电流开关.读出数值为实际的方块电阻值(与采用的探针间距无关)

5.电阻(V/I)的测量,用四端子测量夹子换下四探针头.根据测量步骤进行.由

                         电  流   夹     子   

                     图（5-1）金属电阻测量示意图      

表(5-1)选择合适的电压电流量程,电流调节到 “1000”值,读出数值为实际测量的电阻值.

6.仪器在中断测试时应将测量开关置 “短路”位置，电流开关复原。

7．手动测试架的操作

（1）测量薄片或块状材料时，将样装于转盘上（见图4-1）

（2）测量棒状材料时样品转盘及横向移动板柝下，另装上备件带V型槽的卧侧板

（3）根据测试压力要求，施加合适的压力。

（4）探头端突出圆柱部分与探头连接块套接，并拧紧固定之。

（5）调节转盘，使探针处于转盘中心。

（6）试片放在样品转盘中心，取下探针保护帽，操作手柄往下移动，探针侧随着下降，与试片接触，控制手柄位置，使探针与试片保持接触，进行电气测量。

（7）旋动手轮，探头上升，离开试片。

（8）旋动样品转盘使之偏离中心位置，观察钢尺头，偏离尺寸每隔1200转动转盘就可以对样片进行多点测量。

（9）棒状材料测量，先按（2）准备；

（10）按（6）、（7）步骤操作，进行测量。

     注意  1.在以上操作过程中,要防止探针被试样碰断.

           2.探针接触试样时,试样不能移动.避免损伤或折断探针;

           3.操作手柄下移时不要太快,避免因冲击损伤试样或探针;

           4.完成测量,要求探针帽套上，随时注意保护探头。

8．电动自动测试架操作（另有说明）

 

 

 

 

 

关，由数字显示和小数点单位显示直接读出测量值。如果数字显示熄灭，仅  下

“1”，表示测量数值已超过该量程电压值，可将电压量程开关拨到更高档。读数后，再将极性开关拨至另一方，可以读出负极性的测量值，将两次测量值取平均即为样品在该处的电阻率值。

测量电阻、方块电阻时，可以按（5-1）所示的电压和电流量程进行选择。

 

电压（mV）           电阻值 电流（mA）	20	200	2000
100	200mΩ	2Ω	20Ω
10	2Ω	20Ω	200Ω
1	20Ω	200Ω	2ΚΩ
0．1	20Ω	2ΚΩ	20ΚΩ
0．01	2ΚΩ	20ΚΩ	200ΚΩ

        表（5-2）测量电阻率所要求的电流值

电阻率范围（Ω·Cm	电流档(mA)
<0.01	100
0.001---0.6	10
0.4—6.0	1
40--100	0.1
›800	0.01

 

 根据国家标准仪器性能,从保证测试精度考虑,在电阻率测试时,推荐用户采用以下电流电压量程较适合,见表(5-3)所示

电压(mV)         电阻率(Ω·Cm) 电流	20	200	2000
100mA	10-4—10-5
10mA	10-2---10-1
1mA	1-20	10--50
0.1mA		50-200	102
0.01mA			103

 

测试与使用说明：

2． 工作方式开关的使用

（2） 仪器自校：为了校验电气箱中数字电压表和直流源的精度，仪器内部装有精度为0.02%的标准电阻.

若需自校时,可将工作方式开关置于自校位置,按下电流开关,数字显示自校值 “199X”(该值由使用说明书给出).自校值误解差为±4字,如果数值超差,可以调节恒流源板上的微调电位器,使数字恢复到  “199X”值.

(2) “I调节”使用:当工作方式开关置于 “I调节”位置,按下电流开关,调节

“电流调节”电位器,即可改变恒流源电流由  0 –1000(满度)连续可调,并且各量程电流均可按比例跟踪.一旦调节好后,不必每次测量都调节, “I调节”除了能改变恒流源电流外,还可以用来作为相应的修正系数的输入.可以使各种复杂的计算化简,成为直读测量值(在薄片电阻时要运用厚度修正系数,探针间距修正系数和温度修正系数作为系数输入,以下有说明)

(3) “1”位置使用:在应用探针间距为1.59mm探头时,测量电阻率或电阻时使用

(4) “6.28”位置的使用: 在应用探针间距为1mm探头时,测量电阻率或电阻时使用

(5) “4.53”位置的使用：提供测量方块电阻时，将“工作方式开关置于此位置时，可以直读测量值（ “I调节”在“1000”时）。

2．棒状块状进行由表（5-3）选择电压电流量程。

“I调节”使I=C ，C 为探针几何修正系数，将工作方式开关置于“6.28”位置.按下电流开关,显示值为测量电阻率值.

3.薄片电阻率测量:按测量步骤进行,根据表(5-3)选择适当的电压和电流量程,按(3-4式进行..

例: 薄片厚度为 “1mm,探针间距为1.59 mm,直径D=100 mm,FSP(探针修正系数)为1.002,估计硅片为中阻范围,测量薄片的电阻率.

操作:(1)可按测量步骤进行,将工作方式开关置于 “I调节”调节电流显示为1.002(已进行探针间距修正)再将工作方式开关置于 “1”位置,电压量程开关置于 20mV,电流量程开关置于1mA,按入电流开关测量得ρ1==12.3Ω·Cm,根据(3-4)式ρ=ρ1·G(W/S),查附表I=W/S=1/1.59mm 0.628·α(W/S)=0.448

所以,计算ρ=12.3*0.448=5.51Ω·Cm

(2)可按工作步骤进行,将工作方式置于 “I调节”,将FSP*G(W/S)值分别查出,并计算出积F=G(W/S)*FSP=0.448*1.002=0.449.将电流调节为I=0.449,数字显示值直接为薄片电阻率值.

例2,以上例子中,若采用探针间距为1mm的探头时,其他操作步骤均同上,不同的是测量时将工作方式开关由原来”1”位置移向”6.28”处,查G(W.S)系数时,W/S中,S值将1mm代入.

4.方块电阻测量:按测量步骤进行,电流电压量程按统表(5-1)选择,电流调节在 “1000”值后,将工作方式开关置于 “4.53”处,使四探针与样品接触,调好零位.按入电流开关.读出数值为实际的方块电阻值(与采用的探针间距无关)

5.电阻(V/I)的测量,用四端子测量夹子换下四探针头.根据测量步骤进行.由

                         电  流   夹     子   

                     图（5-1）金属电阻测量示意图      

表(5-1)选择合适的电压电流量程,电流调节到 “1000”值,读出数值为实际测量的电阻值.

6.仪器在中断测试时应将测量开关置 “短路”位置，电流开关复原。

7．手动测试架的操作

（1）测量薄片或块状材料时，将样装于转盘上（见图4-1）

（2）测量棒状材料时样品转盘及横向移动板柝下，另装上备件带V型槽的卧侧板

（3）根据测试压力要求，施加合适的压力。

（4）探头端突出圆柱部分与探头连接块套接，并拧紧固定之。

（5）调节转盘，使探针处于转盘中心。

（6）试片放在样品转盘中心，取下探针保护帽，操作手柄往下移动，探针侧随着下降，与试片接触，控制手柄位置，使探针与试片保持接触，进行电气测量。

（7）旋动手轮，探头上升，离开试片。

（8）旋动样品转盘使之偏离中心位置，观察钢尺头，偏离尺寸每隔1200转动转盘就可以对样片进行多点测量。

（9）棒状材料测量，先按（2）准备；

（10）按（6）、（7）步骤操作，进行测量。

     注意  1.在以上操作过程中,要防止探针被试样碰断.

           2.探针接触试样时,试样不能移动.避免损伤或折断探针;

           3.操作手柄下移时不要太快,避免因冲击损伤试样或探针;

           4.完成测量,要求探针帽套上，随时注意保护探头。

8．电动自动测试架操作（另有说明）

 

      六．复校与维修

A复校：为了保证仪器测试精度，必须定期（通常为90天或半年）对它进行复校与维修的调整。当仪器经过剧烈震动运输和湿度冲击后，或者经过维修后，也应进行复校和维护性的调整。

（一） 电气箱部分：复校步骤如下  1.  仪器按操作步骤，进行通电和自校                      

1． 如果发现自校误差较大，而且重合性不好（自校时超过±4字），说明可能某一量程的电压档产生了误差，可按下面步骤进行复校；

                 图(6-1)电压量程2V、200mV、20mV校准法

（1） 首先校验电压量程：常用直流标准仪器法进行校准2V、200mV、20mV档，如图（6-1）所示。

图中电位差计可采用UJ-9 、UJ-25型作为直流标准电压源，由它的未知电压端EX输出标准电压信号，送到半导体电阻率测试仪的电压端，按2V、200mV, 20mV,次序进行校验.如仪器显显示值与标准值大于规定值,可将上外壳取下,如

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五．复校和维修    （一）复校

     为了保证仪器测试精度，必须定期（通常为90天或半年）对它进行

复校与维修的调整，当仪器经过剧烈震动运输和湿度冲击后，或者经过维修后，也应进行复校和维护性的调整。

   电气箱部分：复校步骤如下   仪器按操作步骤，进行通电和自校。如发现自校时误差较大，而且重合性不好（自校时不超过±4字），说明可能某一量程的电压或电流档产生了误差，可按下面步骤进行复校。

用标准电阻校验  将四端子校验线的电压、电流夹与精度为0.01级的标准电阻连接,校验各档选取的标准电阻见表(5-1),如果误差大于0.3%,则还需进行下列校验.

表(5-1)校验用标准电阻   表（3-1）电阻、电流、电压量程选择

电压量程	20 mV	20 mV	20 mV	200 mV	200 mV	2 V	2 V
电流量程	100mA	10mA	1mA	1mA	100μA	100μA	10μA
标准电阻	0.1Ω	1Ω	10Ω	100Ω	1 KΩ	10 KΩ	100KΩ

(2)电压量程校验   常用直流标准仪器法进行。如图（5-1）所示。

                 图（5-1）电压量程20 mV、200 mV、2 V校准法

图中电位差计可采用UJ-9 、UJ-25型作为直流标准电压源，由它的未知电压端EX输出标准电压信号，送到半导体电阻率测试仪的电压端，按2V、200mV, 20mV,次序进行校验.如仪器显显示值与标准值大于规定值,可将上外壳取下,如图(5-2)所示.可以相应调节电路板上电位器显示值与标准电压值误差:0.1%,这样电压量程校验完毕.

11              12

                                                        2

             图5-2  仪器电气箱内部结构示意图             13

图中

1.电源板;2.恒流源电源板;3.恒流源板;4.自校值调节电位器;5.单位小数点译码板;

6.2 V 量程调节电位器 7.放大器板 8.200mV量程调节电位器9.20 mV量程调节电位器10.数字显示板11.220V电源输入插头插座 12.保险丝 13.机壳

 

(2)仪器恒流源电流量程的校验的电路接线图(5-3)

 

 

 

 

 

 

 

                图(5-3)电流量程校验图

图中 RN精度为0.01%的标准电阻箱可从10Ω--10KΩ范围内可调.操作仪器电流调节,使仪器显示为 “1000”,这时各量程电流应为满量程值输出,电流通过标准电阻RN产生电压降为VN==IRN,由五位数字电压表输出,这样可分别对各量程恒流电流进行校验.如果发现在10μA量程相差时可以调节附在电流量程开关上的电位器使其达到规定值.

(2)自校值校验:仪器工作方式开关置于 “自校”位置,按入电流开关,仪器应显示规定的自校值.如超过±4字时,可以调节恒流源板上的调节电位器(图5-2中的4)使之达到原定值.

（二）维修  此仪器属于高灵敏的精密半导体测量仪器。用户不得擅自拆修。仪器在出厂一年内电气部分有自然故障，由生产单位负责修理，超过一年，修理费用由用户承担。仪器的维修可根据工作原理进行。故障情况和原因是多种多样的。现只能简述如下：

1.测量选择开关置于“短路”，显示稳定，零位调节有效（这时“工作方式”天关应拨离“I调节”和自校位置。这两档是无法调零的），则电压部分其本正常。探头接入，并接触样品，再将工作选择开关置于“测量”显示值乱跳，不稳定，则可能是电位探头端导线断开或者电位探针与样品未接触好，应检查探头部分和探头的电缆插头、接线。

2.测量开关置于 “短路”,显示数值乱跳,可能是工作方式开关开路,输入导线开路或反馈导线脱开.如不是上述故障,可进一步检查放大器和数字表电路是否发生故障.

3. “工作开关”置于 “自校”或 “I调节”位置.按下电流开关,数字显示乱跳,呈现过载闪烁,可能是操作者未按照表(5-4)中所规定的电流、电压量程操作造成。如果无数字显示，则检查恒流源板是否有故障。

4.若样品与探针接触良好，测量选择开关置于“测量”，数字显示稳定，调零后，按下电流开关，数字显示无变化，则检查电流探针及其它导线]插头是否断开，并检查恒流源电路是否有故障。

5．电源开关开启时，数码管不亮，检查仪器后面板上保险丝座是否烧断或接触不良，DC-DC变换器是否有轻微叫声。如无叫声，可检查电源板12V输出是否正常。DC-DC电路是否正常，输出±5V是否正常。

6．探头输入插座：     

见图（5-4）

图5-4 输入插座

附件：1.仪器使用说明书一份  

2.电流、电压测试线各一根     电流 

3．仪器电源线一根            端子               电压端子

4.电压测试校验线一根。

 

附录；四探针测试架操作说明

1． 测量好薄片厚度。

2． 对照下面提供的薄片电阻率厚度修正系数表格，由厚度决定修正系数F。例如硅片厚度0.23mm,查表得出0.1659。将仪器功能开关调节到“I调节位置”，旋动“电流调节”电位器（先将电流开关按入），使数字显示“166”（四舍五入），然后再将电流开关弹出。

3． 按照表（5-2）选择好电流量程，例如电阻率范围在0.4--60ΩCm时,电流量程选择在1mA.电阻率在60∠ρ>800ΩCm时电流量程可选择在100μA等. 

电压         电阻值 电流	20	200	2000
100	200mΩ	2Ω	20Ω
10	2Ω	20Ω	200Ω
1	20Ω	200Ω	2KΩ
0．1	200Ω	2KΩ	20KΩ
0．01	2KΩ	20KΩ	200KΩ

    表（5-1）测是电阻时电压电流量程选择

电阻率范围（Ω˙Cm ）	电流档（mA ）
<0.01	100
0.08—0.6	10
0.4--60	1
40--1200	0.1
>800	0.01

     4.选择好电压量程.见表(5-3).它决定电阻率显示的数字位数和测量精度. 

    

根据国家及ASTM标准，仪器性质从保证测试精度考虑，在电阻率测试时，推荐用户采用以下电流电压程较合适。见表（5-3）所示

电压（mV）           电阻率（Ω˙Cm） 电流（mA）	20	200	2000
100	10-4 --- 10-3
10	10-2---10-1	10-1
1	1--20	10--50
0．1		50--200	102 --103
0．01			103

 

          表（5-3）测量电阻率及薄层电阻时推荐的电流电压量程选择

 

 

5.将”功能开关”拨到 “6.28”处.测量选择开关拨到测量位置.

     6.操作测试架,使探头与硅片接触,观察仪器数字显示,应为 “000”如果不为  “000”,可以调节 “调零电位器”.使之达到或者加大

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

测试台正面示意图          测试台反面示意图

1．加压手柄   2.试样高度数字显示尺  3.加压系统及压力传感器 4.粉末试样容器 5.容器定位座 6.压力数字显示屏 7.压力调零 8.电源开关 9.测试台10.220V电源插座11.保险丝座 12. 压力传感器插头12.电流电位测试取样插头

1.测试准备    仪器放入测试温度为23±20C、湿度∠65%环境内一小时。将仪器和测试台的220V电源插上电源。仪器电源开关置于断开状态，将测试台的取样插头与仪器插座联接好。清理测试电极、粉末试样容器、放置该容器的定位座及料斗。启动仪器电源开关及测试台的电源开关，各自的显示亮，仪器工作。

在未加力前（测试的“上电极未接触试样），调节测试台上的压力调零旋钮。使压力显示为“0000”仪器自校及测试台高度校准。

自校：将“工作方式”开关的自校档按下，按入电流开关，仪器显示为“19××”值，该值在说明书末页上给出，允许误解差为±6字。

测试台上，将试样容器放在定位座中，并在容器中放入高度基准块（为10mm）。旋动加压手柄，调整上电极，接触下电极，加至额定的压力，再将高度尺上的按零按钮按下，使数字显示为“0000”，则高度基准已调好。（此时实际高度为10.00mm）。

确定电位电极测试方法：若采用电位电极固定法，可将电位电线接到固定电极V1，、V2，上，若采用电位电极变动法，可将电位电极上两根线接到V1、V2电极上，如图（4-4）上

四端子测试线夹子说明：

分别接电压电流。

V1，、V2，接黑色夹子为电压夹

（固定法）

V1、，V2接黑色夹子为电压夹

 

 

                图（4-4）测试电极容器图

2．测试    将高度基准从试样容器中取出，将一定量（加压后高度大于16 mm  + 3 mm ）的粉末试样倒进（或通过加料漏斗）试样容器中。旋动加压手轮，当上测试电极接触到粉末试样时，压力开始增加。压力显示屏有相应的压力显示，直至压力平稳加到某一规定压力为止（83.5kg,相当于压强4MPa）。        

观察试样高度：在施加规定压力后,观察高度数值显示值,试样高度==高度显示值+10mm,要求每次试样加压后高度误差∠ 2 % ，否则重新取样。

 若采用电位电极变化测试法，应将加压后测出的试样高度在附表中查出K值，并将仪器的“工作方式”开关按入“I调节”档。按入电流开关，调节电流调节电位器，使数字显示值与查出的K值相一致。然后退出电流开关按钮。

 若采用电位电极固定法测量，测量杯子电压间V1，V2，间距离L==16mm，电压V2，与下电极距离3mm，所以加压后试样粉末高度应>19mm，也就是比 3(底度,即电压V2与下电极距离)+ 6(游标尺高度) + 10（基准高度）= 19mm大，而固定法V1，V2，间距离L=16mm查表得K=1304，在加压后按下电流开关，旋动电流调节电位器，使数字显示为“1304”，则K值已调节好，退出电流开关。         若采用电位电极变化法测量时，例如，这时高度显示值为5.5mm, 我们知道试样高度L==5.5+10=15.5mm,查表得K=1346,则按上述操作步骤将电流调节到数字显示为“1346”即可。

电阻率测量:根据试样电阻率范围，按表(3-1)所示选择好电压量程和电流量程。单位自行转换为Ω˙cm，如果单位要换算到kΩ·mm2/m，可将显示值×10。

“测量选择”开关置于“测量”档,调节电压调零旋钮使数字显示为 “0000”,然后按入电流开关,数字显示出电阻率值。如果数字表仅有第一位“1”显示。其它数字熄灭，说明已过载。可以将电压量程按入更高一档量程；再按极性开关，将测量电流方向反向，得到反方向电流时的电阻率值。如果要再进行精确测量，应当读取正、反向电流二次测量的电阻率，取平均值。

（四）一般电阻器的测量：将粉末测试台的电极测试头撤去，专用的四端子测试夹（附件）。按图（4-5）所示位置夹好四个夹子，将测量选择天关置“I调节”调节电流调节旋钮，使I==10000（即100mA）“工作方式”开关置于“I”选择适当的电压量程后测量之。

     

                            V

          红色    黑  色               黑  色    红色

 

                             电阻

图（4-5）一般电阻测试图

（五）固态试样操作见四探针测试台的说明。

五．复校和维修    （一）复校

     为了保证仪器测试精度，必须定期（通常为90天或半年）对它进行

复校与维修的调整，当仪器经过剧烈震动运输和湿度冲击后，或者经过维修后，也应进行复校和维护性的调整。

   电气箱部分：复校步骤如下   仪器按操作步骤，进行通电和自校。如发现自校时误差较大，而且重合性不好（自校时不超过±4字），说明可能某一量程的电压或电流档产生了误差，可按下面步骤进行复校。

用标准电阻校验  将四端子校验线的电压、电流夹与精度为0.01级的标准电阻连接,校验各档选取的标准电阻见表(5-1),如果误差大于0.3%,则还需进行下列校验.

表(5-1)校验用标准电阻   表（3-1）电阻、电流、电压量程选择

电压量程	20 mV	20 mV	20 mV	200 mV	200 mV	2 V	2 V
电流量程	100mA	10mA	1mA	1mA	100μA	100μA	10μA
标准电阻	0.1Ω	1Ω	10Ω	100Ω	1 KΩ	10 KΩ	100KΩ

(2)电压量程校验   常用直流标准仪器法进行。如图（5-1）所示。

                 图（5-1）电压量程20 mV、200 mV、2 V校准法

图中电位差计可采用UJ-9 、UJ-25型作为直流标准电压源，由它的未知电压端EX输出标准电压信号，送到半导体电阻率测试仪的电压端，按2V、200mV, 20mV,次序进行校验.如仪器显显示值与标准值大于规定值,可将上外壳取下,如图(5-2)所示.可以相应调节电路板上电位器显示值与标准电压值误差:0.1%,这样电压量程校验完毕.

11              12

                                                        2

             图5-2  仪器电气箱内部结构示意图             13

图中

1.电源板;2.恒流源电源板;3.恒流源板;4.自校值调节电位器;5.单位小数点译码板;

6.2 V 量程调节电位器 7.放大器板 8.200mV量程调节电位器9.20 mV量程调节电位器10.数字显示板11.220V电源输入插头插座 12.保险丝 13.机壳

 

(2)仪器恒流源电流量程的校验的电路接线图(5-3)

 

 

 

 

 

 

 

                图(5-3)电流量程校验图

图中 RN精度为0.01%的标准电阻箱可从10Ω--10KΩ范围内可调.操作仪器电流调节,使仪器显示为 “1000”,这时各量程电流应为满量程值输出,电流通过标准电阻RN产生电压降为VN==IRN,由五位数字电压表输出,这样可分别对各量程恒流电流进行校验.如果发现在10μA量程相差时可以调节附在电流量程开关上的电位器使其达到规定值.

(2)自校值校验:仪器工作方式开关置于 “自校”位置,按入电流开关,仪器应显示规定的自校值.如超过±4字时,可以调节恒流源板上的调节电位器(图5-2中的4)使之达到原定值.

（二）维修  此仪器属于高灵敏的精密半导体测量仪器。用户不得擅自拆修。仪器在出厂一年内电气部分有自然故障，由生产单位负责修理，超过一年，修理费用由用户承担。仪器的维修可根据工作原理进行。故障情况和原因是多种多样的。现只能简述如下：

1.测量选择开关置于“短路”，显示稳定，零位调节有效（这时“工作方式”天关应拨离“I调节”和自校位置。这两档是无法调零的），则电压部分其本正常。探头接入，并接触样品，再将工作选择开关置于“测量”显示值乱跳，不稳定，则可能是电位探头端导线断开或者电位探针与样品未接触好，应检查探头部分和探头的电缆插头、接线。

2.测量开关置于 “短路”,显示数值乱跳,可能是工作方式开关开路,输入导线开路或反馈导线脱开.如不是上述故障,可进一步检查放大器和数字表电路是否发生故障.

3. “工作开关”置于 “自校”或 “I调节”位置.按下电流开关,数字显示乱跳,呈现过载闪烁,可能是操作者未按照表(5-4)中所规定的电流、电压量程操作造成。如果无数字显示，则检查恒流源板是否有故障。

4.若样品与探针接触良好，测量选择开关置于“测量”，数字显示稳定，调零后，按下电流开关，数字显示无变化，则检查电流探针及其它导线]插头是否断开，并检查恒流源电路是否有故障。

5．电源开关开启时，数码管不亮，检查仪器后面板上保险丝座是否烧断或接触不良，DC-DC变换器是否有轻微叫声。如无叫声，可检查电源板12V输出是否正常。DC-DC电路是否正常，输出±5V是否正常。

6．探头输入插座：     

见图（5-4）

图5-4 输入插座

附件：1.仪器使用说明书一份  

2.电流、电压测试线各一根     电流 

3．仪器电源线一根            端子               电压端子

4.电压测试校验线一根。

附录；四探针测试架操作说明

4． 测量好薄片厚度。

5． 对照下面提供的薄片电阻率厚度修正系数表格，由厚度决定修正系数F。例如硅片厚度0.23mm,查表得出0.1659。将仪器功能开关调节到“I调节位置”，旋动“电流调节”电位器（先将电流开关按入），使数字显示“166”（四舍五入），然后再将电流开关弹出。

6． 按照表（5-2）选择好电流量程，例如电阻率范围在0.4--60ΩCm时,电流量程选择在1mA.电阻率在60∠ρ>800ΩCm时电流量程可选择在100μA等. 

电压         电阻值 电流	20	200	2000
100	200mΩ	2Ω	20Ω
10	2Ω	20Ω	200Ω
1	20Ω	200Ω	2KΩ
0．1	200Ω	2KΩ	20KΩ
0．01	2KΩ	20KΩ	200KΩ

    表（5-1）测是电阻时电压电流量程选择

电阻率范围（Ω˙Cm ）	电流档（mA ）
<0.01	100
0.08—0.6	10
0.4--60	1
40--1200	0.1
>800	0.01

     4.选择好电压量程.见表(5-3).它决定电阻率显示的数字位数和测量精度. 

    

根据国家及ASTM标准，仪器性质从保证测试精度考虑，在电阻率测试时，推荐用户采用以下电流电压程较合适。见表（5-3）所示

电压（mV）           电阻率（Ω˙Cm） 电流（mA）	20	200	2000
100	10-4 --- 10-3
10	10-2---10-1	10-1
1	1--20	10--50
0．1		50--200	102 --103
0．01			103

 

          表（5-3）测量电阻率及薄层电阻时推荐的电流电压量程选择

 

 

5.将”功能开关”拨到 “6.28”处.测量选择开关拨到测量位置.

     6.操作测试架,使探头与硅片接触,观察仪器数字显示,应为 “000”如果不为  “000”,可以调节 “调零电位器”.使之达到或者加大