四探针应用｜电子材料和电子器件薄膜

四探针测量仪是一种常用的用于测量电子材料(如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等半导体材料的电阻率以及用于电子器件的薄膜(薄层)的电阻率值的测量工具。

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像它的名字一样，四探针电阻测量仪依靠四个探头中的两个探头用于传输电流，另外两个探头用于测量施加到材料(样品)上的电压。为了确定和审查材料的特性，需要测量特定区域和厚度的电阻率值。使用四探针进行材料测量时，还可以获得其他一些参数，例如半导体材料的掺杂类型(正极和负极)和材料的电子迁移率。

在实践中，使用的样品或材料通常是粉笔和木炭，这种实践的目的是确定样品上材料的电阻率和导电率，以块状和厚片状的形式表示。四探针法顾名思义就是四个点接触到样品表面，这四个点(探针)排成一条直线，探针以这样的方式排列，以便每个探针具有相同的距离。恒定电流通过两个最外侧的探头沿着样品流过。如果样品有电阻，电流沿样品流动时会发生电压下降。 通过两个内部探头测量电压变化。使四探针法可以精确地显示材料导电性能的电量，如输出电压和输出电流。

电阻率是一个特别重要的半导体参数，因为它可以直接与样品的杂质含量相关;四探针是通常用于测定体电阻率的仪器。

载流子的迁移率取决于温度、晶体缺陷密度和存在的所有杂质。霍尔效应测量可以确定给定样品中载流子的迁移率，从而实现更准确的掺杂剂浓度测量，但霍尔测量通常会破坏样品。

四探针包含四根细的共线放置的钨丝探针，这些探针用于接触被测样品。电流在外探针之间流动，电压V在两个内探针之间测量，理想情况下不产生任何电流。所以不会破坏样品。

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