4探針法による半導体の電気的測定の仕方を知っていたら教えていただきたいです。
教科書を見ても抵抗率の測定法については載っているのですがそれと同じような方法でいけるのでしょうか?
接触抵抗がなくなってより精度の高い測定ができるらしいのですが先生の話を聞いてもいまいちわかりません。
やはり探針の間隔とかは一定でないとまずいのでしょうか?
探針の間隔は抵抗率を調べるときのみ一定で電気的特性(C-V、I―V)の測定のときは電圧測定と電流測定が分かれていればいいのですか?
電気回路については初心者なので詳しく教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

補足です。



当然と言えば当然ですが、温度による影響があります。
また、半導体の場合、光が当たると若干起電力が発生するので、光を当てないようにする必要があります。
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4探針法とは、測定原理は4端子法と同じですが、読んで字のごとく、針を接触させて測定します。


通常Siなどの表面に形成した導電層の抵抗(電気伝導率)を測定するために使用します。
C-VやI-V測定とは、ねらいが異なります。

もし実際に測定される場合のために、簡単に注意点を記述します。

測定の対象となる半導体は、多くの場合Si等のウエハ(薄い板状)のもので、表面に針を接触させます。
サンプルによっては、針の先端形状や押し付ける圧力を上手く選んでやらないと、測定できない事が有ります。
また、針やサンプル表面が汚れたりすると、影響を受けます。

針の間隔が変わると補正をしなければ正しい測定は出来ません。
厳密に言えば、針を降ろすときに微妙に場所がずれたりしますが、これも影響します。

一般に4本の針は1mm程度の間隔で直線に配置されますが、どの2本の組み合わせで測定するかによって
測定結果が変わります。

さらに、針を接触させる場所による補正が必要です。
電流は2針の間を3次元的に広がり流れますが、測定サンプルの端を測定すると、流れが歪められるため、
正しい値が得られません。
一般に位置補正として計算で求めますが、上記の測定する針の組み合わせを変えた結果から補正する方法もあるようです。
(表面に形成した導電層の抵抗を測定する場合には、主に表面を2次元的に流れます。)
(流れは、丁度N極からS極に磁力線を引くような感じです。)

Siウエハ等の測定では、測定結果は 通常 Ω/cm2 となります。
ごく表面の伝導層に流れた電流を測定しているわけです。
この測定結果に、伝導層の厚みを掛けると、抵抗率(Ω/cm)が求まります。
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4探針法というのは電気抵抗測定時に接触抵抗の影響を排除する4端子法と同じものだと思います。

過去に質問があり、私が答えましたので、それをご覧下さい。ねじ止めを探針に置き換えて読んでもらえばまったく同じだと思います。
わかりにくいところがあれば、再質問にお答えします。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=51283
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