ICS 77.040.99 H 17 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 26074—2010 锗单晶电阻率直流四探针测量方法 Germanium monocrystalMeasurement of resistivity-DC linear four-point probe 2011-01-10发布 2011-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 26074—2010 前言 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会（SAC/TC203/SC2）归口。 本标准由南京中锗科技股份有限公司负责起草。 本标准参加起草单位：北京国晶辉红外光学科技有限公司、云南临沧鑫圆锗业股份有限公司。 本标准主要起草人：张莉萍、焦欣文、王学武、普世坤。 GB/T 26074—2010 锗单晶电阻率直流四探针测量方法 1范围 本标准规定了用直流四探针法测量锗单晶电阻率的方法。 本标准适用于测量试样厚度和从试样边缘与任一探针端点的最近距离二者均大于探针间距的4倍 锗单晶的电阻率以及测量直径大于探针间距的10倍、厚度小于探针间距4倍锗单晶圆片（简称圆片）的 电阻率。测量范围为1X10-32.cm~1X10Q·cm。 2方法原理 测量原理见图1。排列成一直线的四探针垂直压在半无穷大的试样平坦表面上。外探针1、4间通 电流IA），内探针2、3间电压U（V）。在满足一定条件下，四探针附近试样电阻率o，可用公式（1)及公 式(2)计算： ..(1) -+12-+1 ..(2) 式中： 1——探针系数； li——探针1、2间的距离，单位为厘米（cm）； l2—探针2.3间的距离，单位为厘米（cm）； l3—探针3、4间的距离，单位为厘米（cm）。 恒流源 电压表 标滩中阻 图1 四探针法示意图 GB/T26074—2010 3设备和仪器 3.1电磁屏蔽间 为了消除邻近高频发生器在测量电路中可能引入的寄生电流，电阻率测量必须在电磁屏蔽间内 进行。 3.2恒温恒湿设备 保证电阻率测试间内的温度能稳定在仲裁温度23℃0.5℃内，相对湿度<70%。 3.3温度计 测量锗单晶表面温度，精度士0.1℃内。 3.4四探针电阻率测试仪 3.4.1恒流电源 能提供10-1A～10-5A的直流电流，测量时其值已知且稳定在士0.5%以内， 3.4.2数字电压表 能测量10-5V~1V的电压，误差小于士0.5%。仪表的输入阻抗应大于试样体电阻加试样与探针 间的接触电阻的三个数量级以上。 3.4.3探针装置 探针头用工具钢、碳化钨等材料制成。直径0.5mm或0.8mm左右。探针针尖压痕的线度必须小 <0.3%（△/为探针 间距的最大机械游移量，1为探针间距）。探针间的绝缘电阻大于10°M2。 3.4.4探针架 要求提供5N～16N（总力），且能保证探针与试样接触的位置重复在探针间距的土0.5%以内。 4测量步骤 4.1测量环境 试样置于温度23℃士0.5℃，相对湿度小于或等于70%的测试间里。 4.2试样制备 试样待测面用W28的金刚砂研磨上下表面，保证无机械损伤，无站污物。 4.3根据单晶直径的不同，可采用下列两种测量部位： 4.3.1当单晶<100mm时，单晶端面电阻率的测量部位如图2所示。 54C 图2单晶端面电阻率的测量位置（1～6） 2 GB/T26074—2010 4.3.2当单晶100mm时，单晶端面电阻率的测量部位如图3所示。 2 图3单晶端面电阻率测量位置（1~10) 4.4测量 待试样达到规定温度（23士0.5℃）时，把探针垂直压在试样表面平坦的单一型号区域上，调节电流 到规定值。电流大小应满足弱场条件：小于1A/cm。试样电流按表1选取。取正、反电流方向的电压 平均值，根据样品的长度用不同的公式计算，见表1。 表1不同电阻率试样电流选择表 电阻率范围/（a·cm） <0.01 0.01~1 1~30 30~100 电流/mA <100 <10 <1 <0.1 推荐的圆片电流值/mA 100 2. 5 0.25 0.025 5 测量结果的计算 5.1试样的厚度大于4倍探针间距单晶断面电阻率按公式（1）计算。 5.2单晶径向电阻率变化的计算： 5.2.1当单晶<100mm时，单晶径向电阻率不均匀变化E，按公式（3）计算。 E=[(pa- pe) /pJ X100% ·( 3 ) 式中： 距边缘6mm处测量的电阻率平均值，单位为欧厘米（Q·cm）； Da 中心点测得两次电阻率平均值，单位为欧厘米（α·cm）。 5.2.2当单晶Φ≥100mm时，单晶径向电阻率最大百分变化E，按公式（4）计算。 E=[(pM-pm)/pmJX100% (4) 式中： 测量的最大电阻率，单位为欧厘米（Q2·cm）； PM Pm——测量的最小电阻率，单位为欧厘米（α·cm）。 5.3如果试样为圆片，计算几何修正因子F。 5.3.1计算试样厚度W与平均探针间距S的比值，用线性内插法从表2中查出修正因子F（W/S）。 3