关于单晶电阻率判定标准的建议

关于直拉硅单晶电阻率判定标准的建议

一、氧施主的理论分析

氧是硅中的最主要杂质之一，在硅熔点处，最大溶解度为2.75×1018cm-3。氧直拉硅单晶的氧主要来源于石英埚，氧杂质在低温热处理时，会产生施主效应，使得P型硅晶体的电阻率变大，N型硅晶体的电阻率变小。施主效应严重时，能使P型硅晶体转化为N型，这就是氧的施主效应。氧的施主效应可以分为两种情况，有不同的性质，一种是在350～500℃左右温度范围生成的，称为热施主。

一般认为，450℃是硅中热施主形成的最有效温度，在此温度下退火，100小时左右可达到施主浓度最大值(1×1016cm-3左右)，随后热施主浓度随时间的延长而下降。可以通过红外光谱直接测量到热施主的存在，还可以利用电子核磁共振谱的信号研究热施主。除了退火温度，硅中的初始氧浓度对热施主的形成速率和浓度有最大影响，初始氧浓度越高，热施主浓度越高，其形成速率也越快。

一般地，直拉硅单晶样片经过650℃温度退火30分钟急冷降温后，在低温热处理生成的热施主会完全消失，可是当它在这个温度段较长时间热退火时，会有新的和氧有关的施主现象出现，这就是新施主，因此掌握退火时间是比较关键的。

单晶的表皮氧含量往往由于扩散和冷却作用氧施主的形成极少，因此P型太阳能级单晶可以根据表皮电阻率来定义真实电阻率，而要得到真实的中心电阻率必须进行退火来实现。

二、单晶电阻率反翘的分析

1、在硅单晶中一般主要存在硼和磷两种杂质，当硼杂质浓度大于磷杂质浓度时导电类型表现为P型，反之为N型，在有杂质补偿的情况下，电阻率主要由有效杂质浓度（N硼-N磷）或（N磷-N硼）决定。我们生产的单晶产品为P型掺硼单晶1-3Ω-cm，在电阻率一定范围内有效杂质浓度（N硼-N磷）也一定，由于现在太阳能电池片已研究出硅片中硼杂质过高会导致光致衰减过大，影响转换效率，因此要尽量减小磷杂质浓度，由于硅单晶中磷杂质难以检验，现

就看单晶电阻率是否反翘来控制它。P型单晶由于硼在硅中的分凝系数是0.8，硼杂质随着单晶的生长会越来越多，对应的电阻率也会逐步降低，正常P型单晶头部电阻率是尾部电阻率的1.5倍左右。但如果硅料中含有磷杂质，由于磷在硅中的分凝系数是0.35，磷杂质也随着单晶的生长会越来越多且增长速度大于硼杂质，造成有效杂质浓度（N硼-N磷）减少甚至（N磷>N硼）转为N型,这样就会出现P型电阻率沿着单晶生长方向从高到低又反翘到高，严重的就转为N型。此种情况才是真正的电阻率反翘。

2、而现在的情况是一支整棒均是P型，头尾电阻率分布都符合正常P 型单晶头部电阻率是尾部电阻率的1.3-1.5倍左右的关系，但在分成几段后会有一段出现电阻率反翘现象，这不是真正的电阻率反翘，其原因有：⑴电阻率测试误差，测试精度就二位，如2.1和2.2分辨不出；⑵氧施主的影响导致测试数据不准，正规电阻率测试需要样片退火消除氧施主后测试；⑶由于国产设备精度差，无法提高晶体转速导致晶棒径向电阻率均匀性差，晶棒端面各测试点电阻率不一样；⑷我们有22寸系统，拉制的晶棒长度为18寸的2倍，头尾电阻率比也是1.3-1.5倍，但分段还是按300mm来分，这样每一小段头尾电阻率差异就小，在二位测试精度下就分不出来。

三、建议

综上所述，我部门建议单晶电阻率是否超标要根据表皮电阻率来判断，反翘与否应根据表皮电阻率的变化来判断，即一炉完整的单晶表皮电阻率从头到尾电阻率由低到高分布（头部电阻率约为尾部的1.3-1.5倍）并且没有转型现象属合格单晶，由于单晶过长，测试误差，拉速和热场波动等原因造成的中间某一小段的单晶表皮电阻率有倒置现象是正常的，中心电阻率由于氧施主的作用不具备参考价值

表面电阻率

测量表面电阻率 1.范围 本方法用以测定导电热塑性材料的表面电阻率。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻（单位：欧姆/平方米）。因此，表面电阻率的值不受电极配置的影响。 因为没有相关的国际标准对测量导电材料的表面电阻率进行过描述，所以在本方法中测试条件将参照IEC 167（国际电工标准：固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法）和AFNOR C26-215（法国标准：绝缘材料的试验方法.固体电绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率的试验方法）。 样品： ★ 4mm厚的压缩成型板（CTM E042A） ★ 100um厚的吹塑薄膜（CTM E042B） ★ 400mm厚的挤压成型带材（CTM E042D） ★ 4×50×80mm3的注射成型板（CTM E042E） 2.原理 导电材料的绝缘电阻通过测量其电阻获得。该电阻通过计算电流方向上的电位梯度（伏特）与电流强度（安培）之比获得（欧姆定律）。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻。 按照IEC 167(1964-01)标准的描述，在测试中用两条导电涂料线做电极从而测量电阻值。

图表 1 注射成型板样品 3.仪器 ★银粉漆 ★小漆刷 ★欧姆表（电阻范围：0~106欧姆） ★皮可安培计（电阻范围：106~1014欧姆） ★有两条平行缝隙（长100mm、宽1mm、间距10mm）的adhesive mask ★电极连接系统（恒压） 4.样品制备 ★不同的样品分别按如下方法制备： ★压缩成型板：CTM E050B ★吹塑薄膜：CTM E046 ★挤出成型带材：CTM E045 ★注射成型板：CTM E050A 5.样品预加工

影响电阻或电阻率测试的主要因素

影响电阻或电阻率测试的 主要因素 一、环境温湿度 一般材料的电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言，表面电阻（率）对环境湿度比较敏感，而体电阻（率）则对温度较为敏感。湿度增加，表面泄漏增大，体电导电流也会增加。温度升高，载流子的运动速率加快，介质材料的吸收电流和电导电流会相应增加，据有关资料报道，一般介质在70C时的电阻值仅有20C时的10％。因此，测量材料的电阻时，必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。 二、测试电压（电场强度） 介质材料的电阻（率）值一般不能在很宽的电压范围内保持不变，即欧姆定律对此并不适用。常温条件下，在较低的电压范围内，电导电流随外加电压的增加而线性增加，材料的电阻值保持不变。超过一定电压后，由于离子化运动加剧，电导电流的增加远比测试电压增加的快，材料呈现的电阻值迅速降低。由此可见，外加测试电压越高，材料的电阻值越低，以致在不同电压下测试得到的材料电阻值可能有较大的差别。 值得注意的是，导致材料电阻值变化的决定因素是测试时的电场强度，而不是测试电压。对相同的测试电压，若测试电极之间的距离不同，对材料电阻率的测试结果也将不同，正负电极之间的距离越小，测试值也越小。 三、测试时间 用一定的直流电压对被测材料加压时，被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的，而是有一衰减过程。在加压的同时，流过较大的充电电流，接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流，最后达到比较平稳的电导电流。被测电阻值越高，达

到平衡的时间则越长。因此，测量时为了正确读取被测电阻值，应在稳定后读取数值或取加压1分钟后的读数值。 另外，高绝缘材料的电阻值还与其带电的历史有关。为准确评价材料的静电性能，在对材料进行电阻（率）测试时，应首先对其进行消电处理，并静置一定的时间，静置时间可取5分钟，然后，再按测量程序测试。一般而言，对一种材料的测试，至少应随机抽取3～5个试样进行测试，以其平均值作为测试结果。 四、测试设备的泄漏 在测试中，线路中绝缘电阻不高的连线，往往会不适当地与被测试样、取样电阻等并联，对测量结果可能带来较大的影响。为此： 为减小测量误差，应采用保护技术，在漏电流大的线路上安装保护导体，以基本消除杂散电流对测试结果的影响； 高电压线由于表面电离，对地有一定泄漏，所以尽量采用高绝缘、大线径的高压导线作为高压输出线并尽量缩短连线，减少尖端，杜绝电晕放电； 采用聚乙烯、聚四氟乙烯等绝缘材料制作测试台和支撑体，以避免由于该类原因导致测试值偏低。 五、外界干扰 高绝缘材料加上直流电压后，通过试样的电流是很微小的，极易受到外界干扰的影响，造成较大的测试误差。热电势、接触电势一般很小，可以忽略；电解电势主要是潮湿试样与不同金属接触产生的，大约只有20mV，况且在静电测试中均要求相对湿度较低，在干燥环境中测试时，可以消除电解电势。因此，外界干扰主要是杂散电流的耦合或静电感应产生的电势。在测试电流小于10-10A或测量电阻超过1011欧姆时；被测试样、测试电极和测试系统均应采取严格的屏蔽措施，消除外界干扰带来的影响。

绝缘电阻的正确测量方法及标准

绝缘电阻的正确测量方法 一、测试内容施工现场主要测试电气设备、设施和动力、照明线路的绝缘电阻。 二、测试仪器 测试设备或线路的绝缘电阻必须使用兆欧表（摇表），不能用万用表来测试。兆欧表是一种具有高电压而且使用方便的测试大电阻的指示仪表。它的刻度尺的单位是兆欧，用ΜΩ表示。在实际工作中，需根据被测对象来选择不同电压等级和阻值测量范围的仪表。而兆欧表测量范围的选用原则是：测量范围不能过多超出被测绝缘电阻值，避免产生较大误差。施工现场上一般是测量500V以下的电气设备或线路的绝缘电阻。因此大多选用500V，阻值测量范围0----250ΜΩ的兆欧表。兆欧表有三个接线柱：即L（线路）、E（接地）、G（屏蔽），这三个接线柱按测量对象不同来选用。 三、测试方法 1、照明、动力线路绝缘电阻测试方法线路绝缘电阻在测试中可以得到相对相、相对地六组数据。首先切断电源，分次接好线路，按顺时针方向转动兆欧表的发电机摇把，使发电机转子发出的电压供测量使用。摇把的转速应由慢至快，待调速器发生滑动时，要保证转速均匀稳定，不要时快时慢，以免测量不准确。一般兆欧表转速达每分钟120转左右时，发电机就达到额定输出电压。当发电机转速稳定后，表盘上的指针也稳定下来，这时指针读数即为所测得的绝缘电阻值。测量电缆的绝缘电阻时，为了消除线芯绝缘层表面漏电所引起的测量误差，其接线方法除了使用“L”和“E”接线柱外，还需用屏蔽接线柱“G”。将“G”接线柱接至电缆绝

缘纸上。 2、电气设备、设施绝缘电阻测试方法首先断开电源，对三相异步电动机定子绕组测三相绕组对外壳（即相对地）及三相绕组之间的绝缘电阻。摇测三相异步电动机转子绕组测相对相。测相对地时“E”测试线接电动机外壳，“L”测试线接三相绕组。即三相绕组对外壳一次摇成；若不合格时则拆开单相分别摇测；测相对相时，应将相间联片取下。 四、绝缘电阻值测试标准 绝缘阻值判断 (1)、所测绝缘电阻应等于或大于一般容许的数值，各种电器的具体规定不一样，最低限值： 低压设备0.5MΩ， 3-10KV 300MΩ、 20-35KV为400MΩ、 63-220KV为800MΩ、 500KV为3000MΩ。 1、现场新装的低压线路和大修后的用电设备绝缘电阻应不小于0.5ΜΩ。 2、运行中的线路，要求可降至不小于每伏1000Ω=0.001MΩ，每千伏1 MΩ。 3、三相鼠笼异步电动机绝缘电阻不得小于0.5ΜΩ。 4、三相绕线式异步电动机的定子绝缘电阻值热态应大于0.5ΜΩ、冷态应大于2ΜΩ，转子绝缘电阻值热态应大于0.15ΜΩ、冷态应大于0.8ΜΩ。

国家标准《硅、锗单晶电阻率测定方法》编制说明

硅、锗单晶电阻率测定方法修订 讨论稿编制说明 一、任务来源及计划要求 根据中色标所字[2006]26号文，关于下达2006-2008年第二批半导体材料国家标准修订计划的通知精神，对中华人民共和国国家标准GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》和GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直排四探针法》进行修订，将这两个标准合并编制为《硅、锗单晶电阻率测定方法》。 二、编制过程（包括编制原则、工作分工、征求意见单位、各阶段工作过程等） 本标准以国家标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995为基础，参照国外先进标准SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106 ，对原标准进行了补充和修订。 该标准的修订工作组主要由信息产业部专用材料质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第四十六研究所承担。 2006年12月成立了标准修订工作组，在国内广泛调研的基础上，于2007年8月完成了标准征求意见稿，并对中国有色金属工业标准计量质量研究所、宁波立立电子股份有限公司、杭州海纳半导体有限公司、有研半导体材料股份有限公司、万向硅峰电子股份有限公司、南京国盛电子有限公司等26家单位函审征求意见。 三、调研和分析工作情况 查阅了国外SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106等相关标准。本标准以国家标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995为基础，参照国外先进标准SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106 ，对原标准进行了补充和修订。 为指导硅、锗材料生产应用单位使用好该标准，对该方法的干扰因素进行了分析，在编制标准中增加了干扰因素。 对原测试标准中所列举的欧姆接触材料进行实验发现使用不便，经多家单位使用验证导电橡胶做两探针法端面接触材料方便有效。 四、主要修订点 4.1 本标准将GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》和GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直排四探针法》两个标准，合并编制为《硅、锗单晶电阻率测定方法》。 4.2 本标准去掉了原标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995中的若干记录测试数据的表格，简化了标准。

电阻率和表面电阻率

高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率 2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以 及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。共四个基本参数。 种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求， 必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。 表1 各种材料的电阻率范围 材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m) 超导体导体≤10-810-8～10-5半导体绝缘体10-5～107 107～1018 除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的 微量杂质的存在。当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。表2为高分子材料的电学性能及其研 究的意义。 表2 高分子材料的电学性能及测量的意义 电学性能电导性能 ①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ） ②电气强度（击穿强度Eb） 介电性能 ③极化（介电常数εr） ④介电损耗（损耗因数tanδ） 测量的意义实际意义 ①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。 ②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。 ③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。 ④塑料高频干燥、薄膜高频焊接、大型制件的高频热处理要求材料 介电损耗大。 ⑤纺织和化工为消除静电带来的灾害要求材料具适当导电性。理论意义研究聚合物结构和分子运动。 1 目的要求 了解超高阻微电流计的使用方法和实验原理。 测出高聚物样品的体积电阻率及表面电阻率，分析这些数据与聚合物分子结构的内在联系。 2 原理 名词术语 1) 绝缘电阻：施加在与试样相接触的二电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。它取决于体积电阻和表面电阻。

国家标准-硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法-编制说明-送审稿

国家标准《硅单晶电阻率的测定直排四探针法和直流两探针法》 编制说明（送审稿） 一、工作简况 1、立项的目的和意义 硅单晶是典型的元素半导体材料，具有优良的热性能与机械性能，易于长成大尺寸高纯度晶体，是目前最重要、用途最广的半导体材料。在当今全球半导体市场中，超过95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是在硅单晶片上制作的，在未来30年内，它仍是半导体工业最基本和最重要的功能材料。 一般而言，硅单晶的电学性能对器件性能有决定性的作用，其中电阻率是最直接、最重要的参数，直接反映出了晶体的纯度和导电能力。例如，晶体管的击穿电压就直接与硅单晶的电阻率有关。在器件设计时，根据器件的种类、特性以及制作工艺等条件，对硅单晶的电阻率的均匀和可靠都有一定的要求，因此，硅单晶电阻率的测试就显得至关重要。目前测试硅单晶电阻率时，一般利用探针法，尤其是直流四探针法。该方法原理简单，数据处理简便，是目前应用最广泛的一种测试电阻率的技术。 由于硅单晶电阻率与温度有关，通常四探针电阻率测量的参考温度为23℃±1℃，如检测温度有异于该温度，往往需要进行温度系数的修正。原来GB/T 1551-2009标准中直接规定测试温度为23℃±1℃，对环境的要求过于严格，造成很多企业和实验室无法满足，因此需要对标准测试温度进行修订，超出参考范围可以用温度系数修正公式修正。另外，原标准四探针和两探针法的干扰因素没有考虑全面，修订后的新标准对干扰因素进行了补充和修正。原标准的电阻率范围没有对n型硅单晶和p型硅单晶做出区分，由于n型硅单晶电阻率比p型硅单晶电阻率范围大，所以应该对n型和p型硅单晶的电阻率测试范围区分界定。综上，需要对GB/T 1551-2009标准进行修订，以便更好满足硅单晶电阻率的测试要求。该标准的修订将有利于得到硅单晶电阻率准确的测量结果，满足产品销售的要求，为硅产业的发展提供技术保障。 2.任务来源 根据《国家标准化管理委员会关于下达2018年第三批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2018] 60号）的要求，由中国电子科技集团公司第四十六研究所（中国电子科技集团公司第四十六研究所是信息产业专用材料质量监督检验中心法人单位）负责修订《硅单晶电阻率的测定直排四探针法和直流两探针法》，计划编号为20181809-T-469，要求完成时间2020年。 计划项目由全国有色金属标准化技术委员会提出，后经标委会协调后于国家标准化

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、粗细、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。如：玻璃，碳。 电阻分类 按阻值特性 固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) . 不能调节的,我们称之为定值电阻或固定电阻,而可以调节的,我们称 之为可调电阻.常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器. 按制造材料 碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等. 薄膜电阻 用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下：碳膜电阻器 碳膜电阻 碳膜电阻（碳薄膜电阻），常用符号RT作为标志；为最早期也最普遍使用的电阻器，利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂一层碳膜，再将碳膜外层加工切割成螺旋纹状，依照螺旋纹的多寡来定其电阻值，螺旋纹愈多时表示电阻值愈大。最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成。其阻值误差虽然较金属皮膜电阻高，但由于价钱便宜。碳膜电阻器仍广泛应用在各类产品上，是目前电子，电器，设备，资讯产品之最基本零组件。 金属膜电阻器 金属膜电阻(metal film resistor)，常用符号RJ作为标志；其同样利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂，只是将炭膜换成金属膜（如镍铬），并在金属膜车上螺旋纹做出不同阻值，并且于瓷棒两端镀上贵金属。虽然

它较碳膜电阻器贵，但低杂音，稳定，受温度影响小，精确度高成了它的优 金属膜电阻 势。因此被广泛应用于高级音响器材，电脑，仪表，国防及太空设备等方面。 金属氧化膜电阻器 某些仪器或装置需要长期在高温的环境下操作，使用一般的电阻会未能保持其安定性。在这种情况下可使用金属氧化膜电阻（金属氧化物薄膜电阻器），它是利用高温燃烧技术于高热传导的瓷棒上面烧附一层金属氧化薄膜（用锡和锡的化合物喷制成溶液，经喷雾送入 500~500℃的恒温炉，涂覆在旋转的陶瓷基体上而形成的。材料也可以氧化锌等），并在金属氧化薄膜车上螺旋纹做出不同阻值，然后于外层喷涂不燃性涂料。其性能与金属膜电阻器类似，但电阻值范围窄。它能够在高温下仍保持其安定性，其典型的特点是金属氧化膜与陶瓷基体结合的更牢，电阻皮膜负载之电力亦较高。耐酸碱能力强，抗盐雾，因而适用于在恶劣的环境下工作。它还兼备低杂音，稳定，高频特性好的优点。常用符号RY 作为标志。 合成膜电阻 金属氧化膜电阻 将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得，因此也叫漆膜电阻。 由于其导电层呈现颗粒状结构，所以其噪声大，精度低，主要用他制造高压，高阻，小型电阻器。

表面电阻测试标准

Model 803B Model 850 Measures surface and volume resistance/resistivity of planar surfaces in accordance with ESDA, ASTM, NFPA, military and other standards. Features: 1 Probes meet: ESDA STM 11.11, 11.12, 4.1 ASTM D257, F150 NFPA 99 Military & IEC requirements 1 Concentric ring design (803B) 1 Direct x10 conversion to surface resistivity (Model 803B) 1 Specified 5 lb (2.2kg) weight 1 Conductive rubber electrodes 1 Ground & insulated test beds (Model 803B) 1 Optional calibration fixtures (Model 803B) 1 Optional Press (Model 847) Applications: Test standards used to characterize the surface and/or volume resistance/resistivity of material typically define specific electrode configurations. ASTM D257 specifies either parallel bar or concentric ring electrodes while the ESD Association (ESDA) standards define a specific concentric ring electrode configuration. To measure point-to-point and resistance-to-ground (RTG) of ESD protective work surfaces, floors and seating ESDA, NFPA, and ASTM test methods specify a 5 lb (2.2kg) probe with a 2.5” (64mm) diameter conductive rubber electrode. ETS resistance/resistivity probes are designed to meet these requirements. Where applicable, surface resistance measurements are easily converted to surface resistivity by multiplying the measured resistance by 10. Custom probes are available for virtually any application.

关于单晶电阻率判定标准的建议

关于直拉硅单晶电阻率判定标准的建议 一、氧施主的理论分析 氧是硅中的最主要杂质之一，在硅熔点处，最大溶解度为2.75×1018cm-3。氧直拉硅单晶的氧主要来源于石英埚，氧杂质在低温热处理时，会产生施主效应，使得P型硅晶体的电阻率变大，N型硅晶体的电阻率变小。施主效应严重时，能使P型硅晶体转化为N型，这就是氧的施主效应。氧的施主效应可以分为两种情况，有不同的性质，一种是在350～500℃左右温度范围生成的，称为热施主。 一般认为，450℃是硅中热施主形成的最有效温度，在此温度下退火，100小时左右可达到施主浓度最大值(1×1016cm-3左右)，随后热施主浓度随时间的延长而下降。可以通过红外光谱直接测量到热施主的存在，还可以利用电子核磁共振谱的信号研究热施主。除了退火温度，硅中的初始氧浓度对热施主的形成速率和浓度有最大影响，初始氧浓度越高，热施主浓度越高，其形成速率也越快。 一般地，直拉硅单晶样片经过650℃温度退火30分钟急冷降温后，在低温热处理生成的热施主会完全消失，可是当它在这个温度段较长时间热退火时，会有新的和氧有关的施主现象出现，这就是新施主，因此掌握退火时间是比较关键的。 单晶的表皮氧含量往往由于扩散和冷却作用氧施主的形成极少，因此P型太阳能级单晶可以根据表皮电阻率来定义真实电阻率，而要得到真实的中心电阻率必须进行退火来实现。 二、单晶电阻率反翘的分析 1、在硅单晶中一般主要存在硼和磷两种杂质，当硼杂质浓度大于磷杂质浓度时导电类型表现为P型，反之为N型，在有杂质补偿的情况下，电阻率主要由有效杂质浓度（N硼-N磷）或（N磷-N硼）决定。我们生产的单晶产品为P型掺硼单晶1-3Ω-cm，在电阻率一定范围内有效杂质浓度（N硼-N磷）也一定，由于现在太阳能电池片已研究出硅片中硼杂质过高会导致光致衰减过大，影响转换效率，因此要尽量减小磷杂质浓度，由于硅单晶中磷杂质难以检验，现

半导体电阻随温度变化关系的研究

实验 半导体热敏电阻特性的研究 实验目的 1．研究热敏电阻的温度特性。 2．进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。 实验仪器 箱式惠斯通电桥，控温仪，热敏电阻，直流电稳压电源等。 实验原理 半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件，它能测量出温度的微小变化，并且体积小，工作稳定，结构简单。因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。 半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性，而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。温度越高，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率也就越小。因此热敏电阻随着温度的升高，它的电阻将按指数规律迅速减小。 实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为 T b T ae R = （4－6－1） 其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b 仅与材料的性质有关。常数a 、b 可通过实验方法测得。例如，在温度T 1时测得其电阻为R T 1 11T b T ae R = （4－6－2） 在温度T 2时测得其阻值为R T 2 22T b T ae R = （4－6－3） 将以上两式相除，消去a 得 )1 1 (2 1 2 1T T b T T e R R -= 再取对数，有 )11(ln ln 2 121T T R R b T T --= （4－6－4） 把由此得出的b 代入（4－6－2）或（4－6－3）式中，又可算出常数a ，由这种方法确定的常数a 和b 误差较大，为减少误差，常利用多个T 和R T 的组合测量值，通过作图的方法（或用回归法最好）来确定常数a 、b ，为此取（4－6－1）式两边的对数。变换

防静电检测规范

防静电检测规范

目录 5、程序 测试方法： 5.1.1测试环境： 环境温度23±5℃，相对湿度40%～70%。 5.1.2测试仪器使用方法 5.1.2.1静电场测试仪（TREK520） 静电场测试仪是感应式的，该仪器表面有2个按键：“POWER”、“RANGE/ZERO”、“HOLD”,按“POWER” 键开机/关机。该仪器有两个量程：0~2KV、0~20KV,可通过按“RANGE/ZERO”键进行切换。当显示3位小数时，量程范围为0~2KV；当显示2位小数时，量程范围为0～20KV。 每次测试时都应进行读数清零工作，方法为：将sensor对准一个已知的电压为0V的导体上，按“RANGE/ZERO”键至少3秒钟。

为保证测试值的准确性，测试时人体必须戴静电环或穿防静电鞋。测试前，先将待测物放置在绝缘的物体上（如干燥的硬纸板），手持干燥并干净的棉布以每 分钟120次的速度，施加适当的压力（2～4千克力），单向摩擦待测物表面20 次，然后用仪器测量电压（senor距离被测物表面的距离为2.54CM及两个红灯 重合在一起），将显示的读数乘以1000即得实际的电压值，例如读数为“.018”， 则实际电压为18V。 5.1.2.2 表面电阻测试仪（ACL-385） ACL-385为简易表面电阻测试仪，该仪器两个测试电极间距根据标准不变，测试时将被测物放于绝缘的平面上，表面电阻测试仪平置在材料表面上，手指施加适当压力（2～ 4KG）于测试按钮上，使测试电极与材料表面接触良好，指示灯发亮档即为读 数。如果被测材料为软性材料，可施加4～6kg的压力进行测试。 5.1.2.3 接地电阻测试仪（EMI-20780） EMI-20780 可以测试点对点电阻(RTT), 接地电阻(RTG)、体积电阻,和表面电阻率, 配套两点测试电极可测量微小物体表面电阻.测试范围为: 1x 103? - 1012?；测试电压为: 10V或100V+/-5%；测试精度为: +/-10%;测试时间为15秒；

体积表面电阻率测定仪

一、橡胶体积表面电阻率测定仪主要标准： GB/T 1410-2006 《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》 ASTM D257-99 《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》 GB/T 2439-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定》 GB/T 10581-2006 《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》 GB/T 1692-2008 《硫化橡胶绝缘电阻率的测定》 GB/T 12703.4-2010 《纺织品静电性能的评定第4部分：电阻率》 GB/T 10064-2006《测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法》 二、橡胶体积表面电阻率测定仪概述： 本仪器既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国Intel公司的大规模集成电路,使仪器体积小、重量轻准确度高。数字液晶直接显示电阻值和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围最宽，准确度最高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16A。机内测试电压10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便. 适用于橡胶、塑料、薄膜、地毯、织物及粉体、液体、及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测定。 三、橡胶体积表面电阻率测定仪技术指标： 1.电阻测量范围：0.01×10 4Ω ～1×10 18Ω。 2.电流测量范围为: 2×10-4A～1×10-16A 3. 双表头显示: 3.1/2位LED显示 4. 内置测试电压：10V、50V、100V、250、500、1000V 5. 基本准确度：1% 6 使用环境: 温度：0℃～40℃，相对湿度<80% 7 机内测试电压: 10/50/100/250/500/1000V 任意切换 8.供电形式: AC 220V，50HZ，功耗约5W 9. 仪器尺寸: 285mm× 245mm× 120 mm 10.质量: 约2.5KG 四、橡胶体积表面电阻率测定仪工作原理： 根据欧姆定律，被测电阻Rx等于施加电压V除以通过的电流I。传统的高阻计的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过取样电阻的电流I来得到电阻值。从欧姆定律可以看出，由于电流I是与电阻成反比，而不是成正比，所以电阻的显示值是非线性的，即电阻无穷大时，电流为零，即表头的零位处是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低整个刻度是非线性的。又由于测量不同的电阻时，其电压V也会有些变化，所以普通的高阻计是精度差、分辨率低。 BEST121型数字高阻计是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I，通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算，然后把所得到的结果经过A/D转换后以数字显示出电阻值，即便是电阻两端的电压V和流过电阻的电流I是同时变化，其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流I的变化而变，所以，即使测量电压、被测量电阻、电源电压等发生变化对其结果影响不大，其测量精度很高(专利)，从理论上讲其误差可以做到零，而实际误差可以做到千分之几或万分之几。 五、橡胶体积表面电阻率测定仪典型应用： 1.测量防静电鞋、导电鞋的电阻值 2、测量防静电材料的电阻及电阻率 3、测量计算机房用活动地板的系统电阻值 4、测量绝缘材料电阻(率)

硅晶片电阻率测量技术的研究

（总第272期Oct .圆018收稿日期:2018-09-26硅晶片电阻率测量技术的研究 秦伟亮，常耀辉，戚红英，窦连水 (中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220) 摘要:分析了硅晶片电阻率测试的重要性并介绍了国内外常用的电阻率测试方法,并对使用最广泛的工艺检测手段-四探针技术的原理、测准条件及发展状况进行了详细的介绍。 关键词:硅单晶片;电阻率;四探针测试法 中图分类号:TN307文献标识码:A 文章编号:1004-4507(2018)05-0045-05 Research on Resistivity Measurement Technology of Silicon Wafers QIN Weiliang ，CHANG Yaohui ，QI Hongying ，DOU Lianshui (The 46th Research institute of CETC ， Tianjin 300220，China)Abstract:This paper analyzes the importance of silicon wafer resistivity measurement and introduces the commonly used resistivity measuring methods at home and abroad.And the most widely used process measuring method-four-point-probe technology is studied in detail including its principle ，accurate measurement conditions and development status. Key words:Monocrystal silicon wafers;Resistivity ；Four-point-probe array measuring method 随着科技的快速发展，电路的集成化程度也 越来越高，电路的功能也越来越强大，对制作集成 电路的各种半导体芯片质量的要求也越来越高， 这就对晶体的完美性、机械及电特性也提出了更 为严格的要求。电子器件的很多参数与电阻率及 其分布的均匀性有密切的关系，因此器件电阻率 的测试成为芯片加工中的重要工序。电阻率作为 硅晶片的重要电学特性参数之一，对其均匀性的 控制和准确的测量已成为将来能否制造出性能更 优器件的关键因素。 1硅晶片电阻率的测量及其测试方法作为基础元件的集成电路由超大规模向甚大规模发展的阶段，离不开对衬底硅晶片薄层电阻率的准确测量。其准确测量及其均匀性与器件若干重要电学参数有直接关系，如二极管的反向饱和电流、晶体管的饱和压降、MOS 电容器耗尽层弛豫时间Tc 、晶体管的放大倍数β等。如今，国内外开发出来的主要测试方法分为接触式测量与非接触式测量两大类。目前，经过归

绝缘电阻的认识及测试标准

绝缘电阻地正确测量方法 现代生活日新月异,人们一刻也离不开电.在用电过程中就存在着用电安全问题,在电器设备中,例如电机、电缆、家用电器等.它们地正常运行之一就是其绝缘材料地绝缘程度即绝缘电阻地数值.当受热和受潮时,绝缘材料便老化.其绝缘电阻便降低.从而造成电器设备漏电或短路事故地发生.为了避免事故发生, 就要求经常测量各种电器设备地绝缘电阻.判断其绝缘程度是否满足设备需要.普通电阻地测量通常有低电压下测量和高电压下测量两种方式.而绝缘电阻由于一般数值较高（一般为兆欧级）.在低电压下地测量值不能反映在高电压条件下工作地真正绝缘电阻值.兆欧表也叫绝缘电阻表.它是测量绝缘电阻最常用地仪表.它在测量绝缘电阻时本身就有高电压电源,这就是它与测电阻仪表地不同之处.兆欧表用于测量绝缘电阻即方便又可靠.但是如果使用不当,它将给测量带来不必要地误差,我们必须正确使用兆欧表绝缘电阻进行测量. 兆欧表在工作时,自身产生高电压,而测量对象又是电气设备,所以必须正确使用,否则就会造成人身或设备事故.使用前,首先要做好以下各种准备： （）测量前必须将被测设备电源切断,并对地短路放电,决不允许设备带电进行测量,以保证人身和设备地安全. （）对可能感应出高压电地设备,必须消除这种可能性后,才能进行测量. （）被测物表面要清洁,减少接触电阻,确保测量结果地正确性. （）测量前要检查兆欧表是否处于正常工作状态,主要检查其“”和“∞”两点.即摇动手柄,使电机达到额定转速,兆欧表在短路时应指在“”位置,开路时应指在“∞”位置.资料个人收集整理，勿做商业用途 （）兆欧表使用时应放在平稳、牢固地地方,且远离大地外电流导体和外磁场. 做好上述准备工作后就可以进行测量了,在测量时,还要注意兆欧表地正确接线,否则将引起不必要地误差甚至错误. 兆欧表地接线柱共有三个：资料个人收集整理，勿做商业用途 一个为“”即线端,一个“”即为地端,再一个“”即屏蔽端（也叫保护环）,一般被测绝缘电阻都接在“”“”端之间,但当被测绝缘体表面漏电严重时,必须将被测物地屏蔽环或不须测量地部分与“”端相连接.这样漏电流就经由屏蔽端“”直接流回发电机地负端形成回路,而不在流过兆欧表地测量机构（动圈）.这样就从根本上消除了表面漏电流地影响,特别应该注意地是测量电缆线芯和外表之间地绝缘电阻时,一定要接好屏蔽端钮“”,因为当空气湿度大或电缆绝缘表面又不干净时,其表面地漏电流将很大,为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成地影响,一般在电缆外表加一个金属屏蔽环,与兆欧表地“”端相连. 当用兆欧表摇测电器设备地绝缘电阻时,一定要注意“”和“”端不能接反,正确地接法是：“”线端钮接被测设备导体,“”地端钮接地地设备外壳,“”屏蔽端接被测设备地绝缘部分.如果将“”和“”接反了,流过绝缘体内及表面地漏电流经外壳汇集到地,由地经“”流进测量线圈,使“” 失去屏蔽作用而给测量带来很大误差.另外,因为“”端内部引线同外壳地绝缘程度比“”端与外壳地绝缘程度要低,当兆欧表放在地上使用时,采用正确接线方式时,“”端对仪表外壳和外壳对地地绝缘电阻,相当于短路,不会造成误差,而当“”与“”接反时,“”对地地绝缘电阻同被测绝缘电阻并联,而使测量结果偏小,给测量带来较大误差.

实验一：四探针法测半导体电阻率

实验一：四探针法测量半导体电阻率 1、实验目的 （1）熟悉四探针法测量半导体或金属材料电阻率的原理（2）掌握四探针法测量半导体或金属材料电阻率的方法 2、实验仪器 XXXX 型数字式四探针测试仪；XXXX 型便携式四探针测试仪；硅单晶； 3、实验原理 半导体材料是现代高新技术中的重要材料之一，已在微电子器件和光电子器件中得到了广泛应用。半导体材料的电阻率是半导体材料的的一个重要特性，是研究开发与实际生产应用中经常需要测量的物理参数之一，对半导体或金属材料电阻率的测量具有重要的实际意义。 直流四探针法主要用于半导体材料或金属材料等低电阻率的测量。所用的仪器示意图以及与样品的接线图如图1所示。由图1(a)可见，测试过程中四根金 属探针与样品表面接触，外侧1和4两根为通电流探针，内侧 2和3两根是测 电压探针。由恒流源经 1和4两根探针输入小电流使样品内部产生压降，同时 用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其它两根探针（探针2和探 针3）之间的电压V 23。 图1 四探针法电阻率测量原理示意图 若一块电阻率为的均匀半导体样品，其几何尺寸相对探针间距来说可以 看作半无限大。当探针引入的点电流源的电流为I ，由于均匀导体内恒定电场的 等位面为球面，则在半径为 r 处等位面的面积为2 2r ，电流密度为 2 /2j I r （1） 根据电流密度与电导率的关系 j E 可得 2 2 22j I I E r r （2） 距离点电荷r 处的电势为 2I V r （3）

半导体内各点的电势应为四个探针在该点所形成电势的矢量和。通过数学推导，四探针法测量电阻率的公式可表示为 1 232312 24 13 34 11112( ) V V C r r r r I I （4） 式中，1 12 24 13 34 11112( )C r r r r 为探针系数，与探针间距有关，单位为cm 。 若四探针在同一直线上，如图1(a)所示，当其探针间距均为S 时，则被测样 品的电阻率为 1 232311112( )222V V S S S S S I I （5） 此即常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。 有时为了缩小测量区域，以观察不同区域电阻率的变化，即电阻率的不均匀性，四根探针不一定都排成一直线，而可排成正方形或矩形，如图1(b)所示， 此时只需改变电阻率计算公式中的探针系数 C 即可。 四探针法的优点是探针与半导体样品之间不要求制备接触电极，极大地方便了对样品电阻率的测量。四探针法可测量样品沿径向分布的断面电阻率，从而可以观察电阻率的不均匀性。由于这种方法允许快速、方便、无损地测试任意形状样品的电阻率，适合于实际生产中的大批量样品测试。但由于该方法受到探针间距的限制，很难区别间距小于 0.5mm 两点间电阻率的变化。 根据样品在不同电流（I ）下的电压值（V 23），还可以计算出所测样品的电阻率。 4、实验内容 1、预热：打开SB118恒流源和PZ158A 电压表的电源开关（或四探针电阻率测试仪的电源开关），使仪器预热 30分钟。 2、放置待测样品：首先拧动四探针支架上的铜螺柱，松开四探针与小平台的接触，将样品置于小平台上，然后再拧动四探针支架上的铜螺柱，使四探针的所有针尖同样品构成良好的接触即可。 3、联机：将四探针的四个接线端子，分别接入相应的正确的位置，即接线板上最外面的端子，对应于四探针的最外面的两根探针， 应接入SB118恒流 源的电流输出孔上，二接线板上内侧的两个端子，对应于四探针的内侧的两根探针，应接在PZ158A 电压表的输入孔上，如图 1(a)所示。

表面电阻率测试标准

表面电阻率测试标准 1 Purpose: 目 的： 1.1To define the requirements and procedures of surface resistivity test. 本文旨在定义表面电阻测量的要求和步骤。 2 Scope: 范 围： 2.1The test method described in the document cover direct-current procedures for the determination of DC surface resistance and surface resistivity of electrical materials. 本方法用来测量电气材料的直流表面电阻，表面电阻率。 2.2This document shall be applicable to solid materials and products used and/or produced by PEAK, except of metal materials.. 本规范适用于必佳公司内生产及使用的,除金属材料外，其它固体材料及产 品的表面电阻和/或表面电阻率的测试。 3 Instrument ： 测试仪器 3.1MCP-HT260 Resistivity meter MCP-HT260型电阻率测试仪 3.2Model PSI-870 Surface Resistance/Resistivity Indicator PSI-870 型 表面电阻/表面电阻率测试仪 3.3PRF-912 miniature concentric ring fixture PRF-912型微型同心环型电极 3.4SRM-110 Surface Resistivity Meter SRM-110 型表面电阻率测试仪。 4 External Reference documents: 外部参考文件： 4.1ASTM D257-93 ：Standard test methods for DC resistance or conductance of insulating materials 绝缘材料的直流电阻或电导实验方法 4.2ASTM D4496: Test method for DC resistance or conductance of moderately conductive materials 中等导电材料的直流电阻或电导实验方法。 5 Definitions 定 义 5.1 Moderately conductive-Describe a solid material having a volume resistivity between 1 and 10,000,000 ohm-cm. 中等导电性：指固体材料的体积电阻率在10-10,000,000ohm-cm

硅单晶电阻率标准样品均匀性的研究

Material Sciences 材料科学, 2019, 9(11), 971-975 Published Online November 2019 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/2b9619629.html,/journal/ms https://https://www.wendangku.net/doc/2b9619629.html,/10.12677/ms.2019.911120 Study on the Homogeneity of the Resistivity Samples of Silicon Single Crystal Zhuo Liu, Yanan Wang, Yunxia Liu, Sizhuo Suo, Xunda Shi, Bing Su, Zhiting Zhao GRINM Semiconductor Materials Co. Ltd., Beijing Received: Oct. 16th, 2019; accepted: Oct. 30th, 2019; published: Nov. 6th, 2019 Abstract The thesis describes the principle how single silicon crystal grows, and why the resistivity samples of single silicon crystal is different from chemical analysis samples, which can not completely ho-mogeneity, discusses the factors which affect the homogeneity of the resistivity samples of single sil-icon crystal in preparation processes, for example, the different RRV causes by the different donors or acceptors, by the different crystal orientation, by the different CZ, FZ and inclusion processes. It also analyzes the testing principle, studies on how the testing environment, sample surface state which can disturb the calibration of the resistivity samples of single silicon crystal, discusses how to avoid these factors as far as possible, finally gets the fine resistivity samples of single silicon crystal. Keywords Standard Sample, Silicon Wafer, Homogenization 硅单晶电阻率标准样品均匀性的研究 刘卓，王雅楠，刘云霞，索思卓，史训达，苏冰，赵志婷 有研半导体材料有限公司，北京 收稿日期：2019年10月16日；录用日期：2019年10月30日；发布日期：2019年11月6日 摘要 简述硅单晶生长的原理，阐述硅单晶电阻率样品不同于化学分析样品，不可能完全均匀的原因；探讨在制备的过程中，影响硅单晶样品电阻率均匀性的因素，诸如，不同的掺杂晶体带来的电阻率均匀性差异、