四探针法

四探针法是电势探针法的一种。电势探针法是通过测量样品两点的电势与流过样品的电流能够得出电阻的基本原理进行的，根据实际测试条件的不同，需要加入修正系数(边缘修正、厚度修正和温度修正等)来修正测量结果。丘山仪器四探针采用的就是四探针法，而且它配套了成熟稳定的修正系数软件。常见的电势探针法有两探针法、三电极保护法、扩展电阻法、四探针法。

两探针法。两探针法适用于测量体电阻率。一般通过标准电阻测出其两端的电压后，先得到流过样品中的电流I，然后利用该电流及样品长度方向某两个测试点的电压降U，及长度L，得到样品的电阻率ρ =πr²V/dl

三电极保护法。用光刻技术在样品面上制作重复的测量单元。电极1为测量电极，测出流经样品的电流I，电极2为各单元的公共保护电极。将各单元隔离，测定时接地。电极3提供电压V，所测单元的电阻率ρ =πr²V/dl

式中，r为电极的半径，d为样品厚度。空间分辨率为140μm。测点数可超过1500个，测量过程可以用自动的方法实现。这一方法要求电极与样品之间为欧姆接触，不形成肖特基势垒，而且接触电阻很小。

扩展电阻法。扩展电阻是利用金属探针与半导体材料点接触处，电流-电压曲线原点附近的特性来得到半导体材料的扩展电阻和电阻率。Rs=K(ρ)ρ / 4a 

式中，K(ρ)为与ρ有关的修正系数，ρ为材料的电阻率，a为探针的有效接触半径。由于扩展电阻法需要使用一组已知电阻率的标准片去建立校正曲线，因此，其测量的准确度为10%，虽然其纵向分辨率约为0.5μm，但是相对其它测试方法误差较大。

四探针法。用四探针法对任意形状的半无限大半导体材料进行测试，最早由L.Valdes提出，并给出了不同类型的边界条件(导电边界及绝缘边界)的解，其中包括探针相对于样品边界不同位置(平行或垂直)时，有限边界以及样品有限厚度的修正系数和曲线。丘山仪器四探针采用的正是这种方法。

四探针法按测量形状可分为直线四探针法和方形四探针法，按测量方式又可分为常规四探针法和双电组合四探针组合法。方形四探针法又可分为竖直四探针法和斜置四探针法。值得提出的是每种方法都对被测样品的厚度和大小有一定的要求，当不满足条件时，必须考虑边缘效应和厚度效应的影响问题，对测试结果进行修正。丘山仪器四探针所使用的探针为经久耐用的碳化钨。

四探针法是一种被广泛采用的标准方法，其主要优点在于设备简单，操作方便，精确度高，对样品的几何尺寸无严格要求。除了用四探针法测量材料电阻率以外，在器件生产中广泛使用四探针法来测量扩散层薄层电阻以判断扩散层质量是否符合设计要求。丘山仪器四探针对试品表面状态微小变化极为敏感，测量精度高，稳定性高，数据可视化高，操作简单，对于不完全了解四探针原理的初学者也十分友好。