本规程适用于接触式，测量范围在10-3Ω?㎝—10 3Ω?㎝的四探针电阻率测试仪的首次检定，后续检定的和使用中检验。对某些多功能的四探针电阻率测试仪或只能测量方块电阻四探针测试仪也同样适用。方块电阻的测量范围在10-2Ω/□—10 2Ω/□。本规程不适用于二探针、三探针、六探针及方型四探针电阻率测试仪的检定。 JJG 508-2004 四探针电阻率测试仪检定规程 JJG508-2004 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本规程适用于接触式，测量范围在10-3Ω?㎝—10 3Ω?㎝的四探针电阻率测试仪的首次检定，后续检定的和使用中检验。对某些多功能的四探针电阻率测试仪或只能测量方块电阻四探针测试仪也同样适用。方块电阻的测量范围在10-2Ω/□—10 2Ω/□。 本规程不适用于二探针、三探针、六探针及方型四探针电阻率测试仪的检定。

中华人民共和国国家计量检定规程JJG508-2004
四探针电阻率测试仪
ResistivityMeasuringlnstrumentswithFour-ProbeArrayMethoo2004-09-21发布
2005-03-21实施
国家质量监督检验检疫总局发布JG508—2004
四探针电阻率测试仪检定规程
Verification Regulation ofResistivityMeasuringInstrumentswith
Four-ProbeArrayMethod
JG508—2004
代替JG508—1987
本规程经国家质量监督检验检疫总局于2004年09月21日批准，并自2005年03月21日起施行。
归　口　单　位：全国无线电计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：广州半导体材料研究所本规程委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：
鲁效明
参加起草人：
谢鸿波
JJG508—2004
(中国计量科学研究院）
(广州半导体材料研究所)
2概述
3计量性能要求
JJG508—2004
3.1对电阻率测试仪技术指标的要求3.2绝缘电阻的测量和绝缘强度的试验4通用技术要求．
电阻率测试仪的外观
4.2电阻率测试仪工作正常性的检查5计量器具控制
检定条件
检定项目
检定方法
检定结果的处理
检定周期
附录A：
探针压痕检定记录及计算方法
附录 B
附录 C
附录 D
用电阻率标准样片整体方法检定电阻率测试仪的记录格式用标准样片检定电阻率测试仪各修正系数表分部件检定四探针电阻率测试仪检定结果的处理附录 E
四探针电阻率测试仪检定证书及检定结果通知书内页格式1)
（5）
（5）
（9）
1范围
JG508—2004
四探针电阻率测试仪检定规程
本规程适用于接触式，测量范围在10-3Q·cm~103Q'cm的四探针电阻率测试仪的首次检定，后续检定和使用中检验。对某些多功能的四探针电阻率测试仪或只能测量方块电阻四探针测试仪也同样适用。方块电阻的测量范围在10-2Q/口~10*Q/口。本规程不适用于二探针、三探针、六探针及方型四探针电阻率测试仪的检定。2概述
四探针电阻率测试仪（以下简称电阻率测试仪），是用来测量半导体材料及工艺硅片的电阻率，或扩散层及外延层，以及绝缘衬底镀膜层方块电阻的测量仪器。它主要由电气部分和探头等部分组成。自动式测试仪还包括计算机及接口等部分，电气部分一般包括可调稳流源、A/D转换器、数字显示器、换向开关等仪器和部件。探头部分一般包括探头夹具、探头和样品台，其原理图及方框图如图1和图2所示。标准直流电源
图1标准样片检定电阻率测试仪的原理图O
直流数字电压表
K1—换向开关；Rs—标准电阻；D—探针接线；K2—无热电势开关；Rx—被检标准样片o
微型计算机部分。
。直流稳流源
及数字电压表。
探针头及
。样品台部分
图2标准样片检定电阻率测试仪的方框图3计量性能要求
3.1对电阻率测试仪技术指标的要求3.1.1各种型号的电阻率测试仪的技术指标应符合出厂技术说明书的要求。I级、Ⅱ级电阻率测试仪的技术指标应符合SJ/T10314一92和SJ/T10315一92的部颁标准。1
仪器的测量范围
（见表1）
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表1电阻率测试仪的测量范围
电阻率测试仪等级
电阻率／（Q·cm）
方块电阻/（Q/口）
电阻/Q
仪器的准确度（见表2）
10-4_104
10-3105
10-3105
表2电阻率测试仪的准确度
电阻率测试仪等级
0.01Qcm~500Qcm(%)
小于0.001Q?cm~0.012cm（%
大于500Q?cm~10000·cm（%)
注：准确度以示值基本误差表示3.1.4探针头技术指标（见表3）I级
表3探针头的各项技术指标
探针头的级别
探针头间距系列/mm
探针头间距相对偏差／（%）Www.bzxZ.net
探针游移率／（%）
测样片时
探针力
测薄层时厚度大于或等于3μm时测薄层时厚度小于3μm时
小于或等于1
小于或等于0.3
10-3~2×103
10-2～2×104
10-2~2×104
小于或等于2
小于或等于0.5
3.1.5对某些技术条件不完全符合本规程的电阻率测试仪可以参照本规程进行校准。3.2绝缘电阻的测量和绝缘强度的试验3.2.1首次检定的电阻率测试仪应作绝缘电阻的测量。在仪器的探针之间或探针与仪器外壳之间可用遥表或其它方法测量其绝缘电阻，测量时工作电压为（100~500)V，绝缘电阻值不得低于500MQ。
3.2.2首次检定的电阻率测试仪，可进行绝缘强度即耐压试验，要求电流输入端与机壳间应能承受1500V（有效值）交流电压，历时1min，无击穿与飞弧现象。对此项试验由送检单位提出申请后方可进行，如未做耐压试验，则应在检定证书上注明。2
4通用技术要求
4.1电阻率测试仪的外观
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4.1.1电阻率测试仪外壳或铭牌上应有以下主要标志和符号：a.产品名称、型号、制造厂名称或商标、出厂编号、M标志。b.仪器外露部件（包括外壳）有无缺陷、松动或损坏。C.准确度等级。
4.2电阻率测试仪工作正常性的检查a.手动或倾斜仪器时是否可以听到内部有松动零件的撞击声。b.各调节盘定位与接触是否良好。C.数字显示是否正常。
d.探头是否晃动，四根针是否在同一平面上和直线上，有无出厂编号、型号、生产厂家及相关技术指标。
e.当外观和工作正常性检查时，发现上述项目中的某一项或多项已构成影响该仪器的计量性能时，则应在修复后再进行检定。5计量器具控制
计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中的检验。5.1检定条件
5.1.1环境条件
电阻率测试仪的检定应在恒温专用清洁室内进行，检定具体要求见表4，检定前，被检电阻率测试仪应在恒温室内放置4h以上。表4电阻率测试仪的环境要求
被检仪器级别
I级和Ⅱ级
室温/℃
相对湿度/%
室内条件
专用清洁室
其它外界干扰
无较强的电场干扰，无强光直接照射在检定过程中，发现有静电感应或泄漏电流等现象，则应采取相应的屏蔽或接地措施消除
5.1.2检定电阻率测试仪应具备下列设备：检定用的标准器具：三套电阻率标准样片、分部件检定方法中的模拟电路电阻器。标准辅助设备，有一台工具显微镜、若干抛光片或抛光蒸铝片、一台测力仪和一只温度计。
标准器具和标准辅助设备及环境条件所引起的扩展不确定度应不大于被检电阻率测试仪最大允许误差的1/3，包含因子k取2。5.1.2.1三套共12个标准样片的电阻率，电阻率标称值为0.005，0.01，0.1，1，5，10，25，75，180，250，500，1000Qcm。对其样片本身的要求见表5。5.1.2.2用于检定电阻率测试仪的标准样片，表面应没有任何脏物，长期使用应按3
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，使用说明“规定方法清洗，以保持样片表面的清洁。表5对标准样片本身的要求
标准样片标称值
/(Q ·cm)
0.005~1000
标准样片厚度
W /mm与直径 D/mm
D≥16
5.1.2.3对模拟电路电阻器的要求温度
①引用标准样片实际值后扩展不确定度一般应有
小于被检仪器准确度的1/3
②标准样片应经省部级以上计量部门检定1）用模拟电路法检定电阻率测试仪电气部分的U/I比时，对模拟电路电阻器的电阻r和R有如下要求（见表6）。
模拟电路法的电阻计算公式如下：UavR_Uav
式中：r一模拟电路的标准电阻；Uay一电流正反向测量r上电压降的平均值；Rs一标准电阻值;
Usv—标准电阻上电压降平均值;Iav一正反向电流的平均值。
表6对模拟电阻器的要求
电阻率
/(2 ·cm)
0.0025~0.005
0.02~0.05
25~250
电阻r
对r电阻扩展不确定度的要求
对R电阻的要求
R=(300±30)r
R电阻的偏差要求
≤±20%
2）检定工级电阻率测试仪的模拟电路电阻器，r电阻10次测量的标准偏差要小于或等于r平均值的0.3%。10次测量的r平均值与r实际值相比较扩展不确定度小于或等于0.3%。检定Ⅱ级电阻率测试仪的模拟电路，r电阻10次测量的标准偏差要小于或等于r平均值的0.5%。10次测量的r平均值与r实际值相比较扩展不确定度小于或等于 0.5%。
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5.1.2.4一台放大倍数不低于400倍的工具显微镜（或不低于100倍的投影仪），若干片抛光硅片或抛光蒸铝硅片。
5.1.2.5一台测力仪，测力仪的技术指标为：a.测力范围不小于：（0~9.8）N；b.测力仪准确度优于：±5%。
5.1.2.60.1℃分度值的温度计一只，温度范围≥10℃～40℃。5.2检定项目
电阻率测试仪的检定项目见表7。表7检定项目
检定类别
检定项目
外观检查
绝缘电阻
绝缘强度
探针头检定
示值基本误差检定
首次检定
注：“+“表示应检项目，“_\表示可不检项目5.3检定方法
5.3.1外观检查
按4.1.1给出的细则去作检查，
后续检定
5.3.2对定型试验的电阻率测试仪作绝缘电阻和绝缘强度的试验。按3.2.1作绝缘电阻测量，按3.2.2作绝缘强度试验5.3.3探针头检定
5.3.3.1测量探针力
用测力仪测出每根针的力和四根针的合力5.3.3.2观察探针压痕形状，测量压痕直径间距和探针游移率。使用中检验
1）用一个抛光面的硅片（或抛光蒸铝片），在被检仪器探针力为合格值时压10组压痕（注意10组压痕的排列顺序，不可弄乱），然后用显微镜或投影仪观察每个压痕的形状、读出 y轴上ya和 y 的读数（即每组压痕中在 y轴最大值与最小值）并算出 yA与yB的差值。然后测量压痕直径及相邻两个压痕之间的距离，合格的探针压痕是指均匀接触而无滑动的压痕。
2）探针压痕的直径和间距按下式计算，四根针压痕示意图见图3。S.
C+DA+B
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G+H_E+F
式中：A、B，C、D，E、F，G、H分别表示探针压痕在显微镜上的读数，并取其10次平均值作为最后的计算值，则压痕参数实际求法如下：Φ1= IA-B
Φ2= IC-D /
Φ3= IE-F
Φ4= IG-I
图3四根针压痕示意图
探针压痕，探针间距和探针游移率的记录格式及其计算方法见附录A。5.3.4电阻率测试仪示值基本误差的检定(5)
5.3.4.1电阻率测试仪示值基本误差的检定有两种检定方法：两种方法为用标准样片的整体检定法和用模拟电路的分部件检定法。可用其中任何一种方法进行检定。5.3.4.2用硅单晶电阻率标准样片对电阻率测试仪进行整体检定注：一般分为方块电阻检定和电阻率的检定，对于只能测量方块电阻的测试仪就对该仪器进行方块电阻检定。对于既能测方块电阻又能测电阻率的电阻率测试仪，可对电阻率进行检定。如果用户提出只对方块电阻进行检定也可以只检方块电阻。1）电阻率测试仪电阻率的检定
将被检仪器的电流值调到标准样片允许通过使用的电流值以内，对12个标准样片进行测量，每个样片在正反电流的情况下各测10次，每正反向测量一次将样片转动20°~30°，共计测得20个数据。通常以电压表读数在10mV左右。对小电阻率的标准样片，例如0.01Qcm和0.005Q·cm的标准样片，仪器的电压读数位数可适当减小，但最少不得少于3位读数。
整体方法检定电阻率测试仪的记录格式见附录B。2）被检电阻率测试仪电阻率值需要按下式进行计算：6
式中：
JG508—2004
.WFspF(W/S)F(S/D)F.
V一仪器电压的读数，mV。
I一一测量时仪器给出的电流值，mA。W一被测样片的厚度值以cm为单位F(W/S)一厚度修正系数，数值可查附录C修正系数表。F(S/D）一直径修正系数，数值可查附录C修正系数表。Ft一温度修正系数。
见JG48一2004《硅单晶电阻率标准样片检定规程》附录A。Fsp探针头修正系数。
见本规程附录D探针修正计算公式。3）电阻率测试仪方块电阻的检定(9)
将被检仪器的电流值调到4.532mA或是4.532×10\mA（n为正负整数视选取仪器量程而定）。用被检仪器测量12个硅单晶电阻率标准样片，每个样片在正反电流的情况下各测10次，每正反测量一次将样片转动20°~30°，共计测得20个数据4）标准样片的方块电阻按下式计算R口标：
式中：p一标准样片电阻率值 Q·cmW一标准样片厚度值，以cm为单位5）按下式计算电阻率测试仪被检示值的相对误差a.电阻率示值的相对误差
8,=α二×100%
式中：p仪一由被检仪器测量后按（9）式算出的电阻率值或被检仪器电阻率值的直接读数；
p标一标准样片电阻率的实际值。b.方块电阻示值的相对误差
_R口仪—R口×100%
R口标
式中：R口仪一由被检仪器测出的方块电阻值。R口标一由（10）式计算出标准样片的方块电阻值。5.3.4.3全自动或半自动的数字显示电阻率测试仪的检定(12)
1）电阻率测试仪的其它功能，按仪器说明书的指标要求进行检查。判断是否合格。2）按仪器说明书的要求，在电阻率测试仪测量范围内，选择相对应的标准样片作为被测对象对标准样片中心点（0.25mm以内）的电阻率进行正反向各10次测量，并按(11）式计算电阻率的相对误差。5.3.4.4电阻率测试仪的分部件检定
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