圖5. 四個(gè)SMUs連接到被測(cè)樣本的四個(gè)端子上

Clarius+測(cè)試庫包括范德堡法和霍爾遷移率測(cè)量的測(cè)試。在Select視圖中，可以使用屏幕右側(cè)Material材料過濾器，在Test Library測(cè)試庫中找到這些測(cè)試，如圖6所示。選擇測(cè)試，然后選擇Add添加，可以把這些測(cè)試添加到項(xiàng)目樹中。這些測(cè)試從vdpulib用戶程序庫中的用戶模塊創(chuàng)建。

圖6. 選擇范德堡法電阻率和霍爾系數(shù)測(cè)試

可以使用范德堡法表面和體積電阻率測(cè)試。測(cè)試庫有兩項(xiàng)電阻率測(cè)試：vdp-surface-resistivity和vdp-volume-resistivity。vdp-surface-resistivity測(cè)試測(cè)量和計(jì)算電阻率，單位為Ω/square。對(duì)vdp-volume-resistivity測(cè)試，用戶必須輸入樣本厚度，然后計(jì)算出電阻率，單位為Ω-cm。對(duì)這兩項(xiàng)測(cè)試，都強(qiáng)制應(yīng)用電流，進(jìn)行8項(xiàng)電壓測(cè)量。

還可以使用霍爾系數(shù)測(cè)試。使用四臺(tái)SMU儀器，強(qiáng)制應(yīng)用電流，使用正負(fù)磁場(chǎng)進(jìn)行8項(xiàng)電壓測(cè)量。磁場(chǎng)使用固定磁鐵生成，會(huì)提示用戶顛倒磁場(chǎng)?？梢栽跍y(cè)試庫中找到hall-coefficient測(cè)試，添加到項(xiàng)目樹中。

為成功地進(jìn)行電阻率測(cè)量，我們必需考慮潛在的錯(cuò)誤來源。主要為靜電干擾、泄漏電流、光線、溫度、載流子注入等。

1、靜電干擾

當(dāng)帶電物體放到不帶電物體附近時(shí)，會(huì)發(fā)生靜電干擾。通常情況下，干擾的影響并不顯著，因?yàn)殡姾稍诘碗娮钑r(shí)會(huì)迅速消散。但是，高電阻材料不允許電荷迅速衰退，所以可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不穩(wěn)定。由于DC或DC靜電場(chǎng)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的讀數(shù)。

2、泄漏電流

對(duì)高電阻樣本，泄漏電流可能會(huì)劣化測(cè)量，泄漏電流源于電纜、探頭和測(cè)試夾具的絕緣電阻，通過使用優(yōu)質(zhì)絕緣體、降低濕度、使用保護(hù)裝置等，可以最大限度地降低泄漏電流。

3、光線

光敏效應(yīng)產(chǎn)生的電流可能會(huì)劣化測(cè)量，特別是在高電阻樣本上。為防止這種效應(yīng)，應(yīng)把樣本放在暗艙中。

4、溫度

熱電電壓也可能會(huì)影響測(cè)量精度，源電流導(dǎo)致的樣本變熱也可能會(huì)產(chǎn)生熱電電壓，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的溫度波動(dòng)也可能會(huì)影響測(cè)量。由于半導(dǎo)體的溫度系數(shù)相對(duì)較大，所以可能需要使用校正因數(shù)，補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)室中的溫度變化。

5、載流子注入

此外，為防止少數(shù)/多數(shù)載流子注入影響電阻率測(cè)量，兩個(gè)電壓傳感端子之間的電壓差應(yīng)保持在100mV以下，理想情況下是25mV，因?yàn)闊犭妷簁t/q約為26mV。在不影響測(cè)量精度的情況下，測(cè)試電流應(yīng)盡可能低。

通過使用四個(gè)SMUs和內(nèi)置測(cè)試，可以利用4200A-SCS參數(shù)分析儀簡(jiǎn)便地在半導(dǎo)體材料上實(shí)現(xiàn)范德堡法測(cè)量。通過使用用戶提供的磁鐵，還可以確定霍爾遷移率。如果想測(cè)試低電阻材料（如導(dǎo)體），可以使用基于Keithley 3765霍爾效應(yīng)卡的系統(tǒng)，包括2182A納伏表。