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Signatone四點(diǎn)探針與電阻率測試設(shè)備

Signatone 公司生產(chǎn)制造的QuadPro 制程發(fā)展電阻率測量系統(tǒng)包含了手動(dòng)和自動(dòng)的測量系統(tǒng)。手動(dòng)系統(tǒng)包含一個(gè)滾珠軸承的四點(diǎn)探針機(jī)臺(tái)，為因應(yīng)使用的需要，手動(dòng)機(jī)臺(tái)往后可以升級增加自動(dòng)機(jī)臺(tái)的功能．自動(dòng)機(jī)臺(tái)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制馬達(dá)帶動(dòng)的，在測量100毫米、125 毫米、150 毫米、200 毫米、300 毫米的待測樣品時(shí)，可設(shè)定自動(dòng)測量9、25、49、或121 個(gè)測試點(diǎn)．系統(tǒng)使用四點(diǎn)探針，雙架構(gòu)測試方式，并整合了目前**的測量儀表可達(dá)到在1mΩ/□至2MΩ/□間小于1% 的誤差．系統(tǒng)的準(zhǔn)確度(Accuracy)與校準(zhǔn)(Calibration)可追朔至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)。

其它特點(diǎn)：

• 平均電阻率(Resitivity)、電阻率標(biāo)準(zhǔn)差(Standard Deviation)、平均片電阻(Sheet Resistance)、片電阻標(biāo)準(zhǔn)差

• 電阻溫度系數(shù)(TCR， Temperature Coefficient of Resistance)

• 使用自動(dòng)溫度控制器與溫控待測樣品載臺(tái)(選用)及儀表測量電阻溫度系數(shù)

• 測量結(jié)果可以用二維(2D)或三維(3D)方式圖形表示

• 采用雙架構(gòu)測試方式(Dual Configuration)以達(dá)到**的系統(tǒng)準(zhǔn)確性(Accuracy)與重復(fù)性(Repeatability)

• 待測樣品大小可由10 毫米到300 毫米

• 在每個(gè)待測樣品可上可自動(dòng)測量高達(dá)49個(gè)可追朔至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的測試點(diǎn)

QuadPro Automatic System (自動(dòng)系統(tǒng))

自動(dòng)的QuadPro 系統(tǒng)包括計(jì)算器、歩進(jìn)馬達(dá)控制單元、機(jī)臺(tái)本體、200 毫米或者300 毫米隔離的待測樣品載臺(tái)(Isolated Chuck)。

系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)讓使用者可針對測量需求選擇在每個(gè)待測樣品上測量1、5、9、25 或者49 個(gè)自動(dòng)測試點(diǎn)，并可自動(dòng)繪圖顯示測量結(jié)果。使用者并可設(shè)定測試點(diǎn)在待測樣品上的分布為方型或圓性。

為提升測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與統(tǒng)計(jì)的有效性，軟件可定義待測樣品邊緣的測量數(shù)據(jù)是否被采用。

在測量開始時(shí)，系統(tǒng)軟件自動(dòng)搜集阻值范圍，并據(jù)以作**的儀表設(shè)定。系統(tǒng)采用的雙架構(gòu)測試方式可消除因四點(diǎn)探針頭結(jié)構(gòu)誤差所產(chǎn)生的測量誤差，以提升系統(tǒng)測量的重復(fù)性和準(zhǔn)確度。

系統(tǒng)軟件會(huì)控制并紀(jì)錄每個(gè)測量點(diǎn)的位置與測量值，測量的結(jié)果如片電阻、電阻率和V /I(電壓/電流)可在同一個(gè)測量結(jié)果的表格中表示。

在完成全部測試點(diǎn)測量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)用等高線圖展示測量結(jié)果，此等高線圖可在二維圖與三維圖間輕易的切換觀看．

電阻率與片電阻的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差都會(huì)顯示在等高線圖上

QuadPro TCR Option (電阻溫度系數(shù)測量選用項(xiàng))

電阻溫度系數(shù)量測選用項(xiàng)整合了待測樣品溫度控制、儀表控制與溫度系數(shù)運(yùn)算的能力以完成電阻溫度系數(shù)量測的功能。

Signatone 提供了多種溫度范圍的溫控待測樣品載臺(tái)系統(tǒng)供使用者選用。使用者可依測量需要設(shè)定開始溫度、截止溫度與在每個(gè)溫度點(diǎn)停留多少時(shí)間后在開始量測。

溫度與量測得到的電阻值會(huì)存在同一個(gè)表格或圖表內(nèi)，以方便后續(xù)的分析使用。

一般*常被采用的溫控待測樣品載臺(tái)系統(tǒng)為室溫至350°C。但是除了350°C 溫控待測樣品載臺(tái)系統(tǒng)之外，Signatone 也提供低至-55°C 與高至600°C 的溫控待測樣品載臺(tái)系統(tǒng)。

一般QuadPro 的系統(tǒng)架構(gòu)包括一臺(tái)吉時(shí)利(Keithley)的2400 儀表(Source Measurement Meter)。吉時(shí)利2400 可測量的電阻范圍為1mΩ至2MΩ。若使用者要測量更高電阻的材料，QuadPro 的系統(tǒng)架構(gòu)將包括安捷倫(Agilent)的4156 參數(shù)分析儀，并采用隔離式的三軸系統(tǒng)架構(gòu)，如此架構(gòu)的QuodPro 系統(tǒng)的電阻測量范圍為100mΩ 至10GΩ。

為達(dá)到**的量測準(zhǔn)確度，QuadPro 采用了美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)F84-99 測試方法的雙架構(gòu)測試方式以補(bǔ)償因?yàn)樗狞c(diǎn)探針頭間距可能不精確或量測接近導(dǎo)電層邊緣而造成的量測誤差．Signatone 同時(shí)也提供準(zhǔn)確度可追朔至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)的校準(zhǔn)片，適當(dāng)?shù)氖褂眯?zhǔn)片和QuadPro 提供的校準(zhǔn)程序，可確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性優(yōu)于1%．

Four Point Probe Head (四點(diǎn)探針頭)

Signatone 提供了兩大系列的四點(diǎn)探針頭供使用者選用；SP4 系列和HT4

系列．SP4 系列四點(diǎn)探針頭是被大多數(shù)應(yīng)用所采用的四點(diǎn)探針頭，它是由直線排列的塑鋼探針?biāo)M成．SP4 系列四點(diǎn)探針頭提供了下列選項(xiàng)以適應(yīng)各種應(yīng)用：

• 探針間距：0.040、0.050、0.0625 英寸

• 探針針壓：45、85、180 克

• 探針材質(zhì)：碳化鎢(Tungsten Carbide)、鋨(Osmium)

• 探針半徑：0.0016、0.005、0.010 英寸

HT4 系列四點(diǎn)探針頭表面看起來與SP4 系列四點(diǎn)探針頭類似，但是HT4系列四點(diǎn)探針頭適用陶瓷做的，故適用于高溫與高電阻的測量，HT4 系列四點(diǎn)探針頭可工作至650oC，而且HT4 系列四點(diǎn)探針頭的耐高溫同軸接線設(shè)計(jì)使其可測量的電阻值高達(dá)10GΩ．

• 探針間距：0.050、0.0625 英寸

• 探針針壓：180 克

• 探針材質(zhì)：碳化鎢(Tungsten Carbide)、鋨(Osmium)

• 探針半徑：0.0016、0.005、0.010 英寸

QuadPro Test & Calibration (測試與校準(zhǔn))

Pro4-440N configuration (系統(tǒng)架構(gòu))電壓與電流(V/I)的量測結(jié)果會(huì)記錄在軟件內(nèi)．系統(tǒng)采用了美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)F84-99 測試方法的雙架構(gòu)測試方式以補(bǔ)償因?yàn)樗狞c(diǎn)探針頭間距可能不精確或量測接近導(dǎo)電層邊緣而造成的量測誤差．Signatone 同時(shí)也提供準(zhǔn)確度可追朔至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)的校準(zhǔn)片，適當(dāng)?shù)氖褂眯?zhǔn)片和QuadPro 提供的校準(zhǔn)程序，可確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性優(yōu)于1%．Pro4-440N 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)范圍是1mΩ/□至800KΩ/□．

Pro4 Manual Four-Point Probe with Computerized Measurement System

(Pro4 手動(dòng)四點(diǎn)探針臺(tái)與測量軟件)

Signatone 自1968 年就已經(jīng)開始提供業(yè)界四點(diǎn)探針電阻率量測系統(tǒng)，其中的Pro4 系列手動(dòng)四點(diǎn)探針臺(tái)提供了簡易且方便量測片電阻率(Sheet Resistivity)與體電阻率(Bulk Resistivity)的有效方法。使用者只要手動(dòng)下針并操作軟件上的量測按鍵，軟件會(huì)自動(dòng)控制吉時(shí)利儀表做**的電流設(shè)定并得到準(zhǔn)確的量測。

Pro4-440N configuration (系統(tǒng)架構(gòu))電壓與電流(V/I)的量測結(jié)果會(huì)記錄在軟件內(nèi)．系統(tǒng)采用了美國ASTM 標(biāo)準(zhǔn)F84-99 測試方法的雙架構(gòu)測試方式以補(bǔ)償因?yàn)樗狞c(diǎn)探針頭間距可能不精確或量測接近導(dǎo)電層邊緣而造成的量測誤差．Signatone 同時(shí)也提供準(zhǔn)確度可追朔至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)的校準(zhǔn)片，適當(dāng)?shù)氖褂眯?zhǔn)片和QuadPro 提供的校準(zhǔn)程序，可確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性優(yōu)于1%．Pro4-440N 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)范圍是1mΩ/□至800KΩ/□．

Pro4 Software (軟件)使用者只需輸入待測樣品的大小、形狀、待測樣品邊緣不包括部分的大小與測量點(diǎn)數(shù)，Pro4 軟件會(huì)控制系統(tǒng)的測量、測量資料的擷取、顯示、打印與資料的輸出(Export)，使用者可設(shè)定要顯示的參數(shù)(如電阻、片電阻或電壓/電流)，也可以定義良品/不良品(Pass/Fail)的條件．測量點(diǎn)會(huì)在軟件上以圖樣標(biāo)示出來，同時(shí)提醒使用者將探針移至待測點(diǎn)．測量結(jié)束，測量數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、**值與*小值會(huì)被標(biāo)示出來，同時(shí)可打印測量數(shù)據(jù)含良品/不良品的報(bào)表．

Pro4-4400 configuration (系統(tǒng)架構(gòu))

Pro4-4400 系統(tǒng)與Pro4-440N 相同，但是不含計(jì)算器．使用者需自備計(jì)算器，計(jì)算器需含窗口軟件與一個(gè)RS-232 接口．Pro4 用于測量芯片或其它材料的電阻率或片電阻． Pro4 使用雙架構(gòu)測試方式和自動(dòng)設(shè)定儀表以保證測量的準(zhǔn)確性．系統(tǒng)包括手動(dòng)四點(diǎn)探針臺(tái)、二個(gè)四點(diǎn)探針頭、吉時(shí)利儀表(Keithley 2400)與軟件．

Pro4-4000 configuration (系統(tǒng)架構(gòu))

Pro4-4000 不包括計(jì)算器與儀表，但是包含軟件．使用者需自備計(jì)算器與吉時(shí)利儀表(Keithley 2400)系統(tǒng)包括手動(dòng)四點(diǎn)探針臺(tái)、二個(gè)四點(diǎn)探針頭與軟件．

Manual Four-Point Probes (手動(dòng)四點(diǎn)探針臺(tái))

Signatone 生產(chǎn)各式電阻率測量設(shè)備，包括簡易型四點(diǎn)探針臺(tái)與四點(diǎn)探針頭．

S-302-4

右圖是四吋的四點(diǎn)探針臺(tái)，可測量大至四吋的芯片，含四吋鐵氟龍(Teflon)待測樣品載臺(tái)。四點(diǎn)探針臺(tái)也有6"、8”與12”的．

Four Point Probe Heads (四點(diǎn)探針頭)

除了四點(diǎn)探針臺(tái)之外，Signatone 也生產(chǎn)四點(diǎn)探針頭。

SP4 系列四點(diǎn)探針頭是設(shè)計(jì)給在室溫使用的。

HT4 系列四點(diǎn)探針頭是設(shè)計(jì)給在高溫使用的。

一般四點(diǎn)探針頭是由四支直線排列的探針組成，但是Signatone 也提供不同排列方式的訂制探針頭，例如四支針成矩形排列．