Kelvin四线连接电阻测试技术及应用

2010-12-23 11:25:05来源: ChinaECNet

  1 引 言

  在半导体工艺中许多器件的重要参数和性能都与薄层电阻有关,为提高厚、薄膜集成电路和片式电阻的生产精度,需要使用设备仪器如探针台、激光调阻机对其进行测试或修调。一般所用的测量仪器或设备都包含连接、激励、测量和显示单元,有时还有后期数据处理单元。采用不同的测量方法和不同的连接方式引入的测量误差不同,得到的测量精度也不同。通常开关矩阵中继电器触点闭合电阻为1Ω左右,FET开关打开时的电阻为十几欧,引线电阻为几百毫欧。如何根据需要减少测量误差是测试技术的关键之一。

  2 电阻测试基本原理

  在电阻测试中我们常采用恒流测压方法、惠斯通电桥(单臂电桥)和双臂电桥方法。

  2.1 恒流测压方法

  图1中, r是引线电阻与接触电阻之和;I是程控恒流电流源; V是具有极高输入阻抗的电压表,它对恒流电流源不产生分流作用。施加已知的恒定电流I,流过被测电阻R t,然后测量出电阻两端的电压V,当R t>> r时,根据公式Rt=V/ I就可算出电阻值。

  2.2 惠斯通电桥方法

  图2中,V1,V 2是程控恒电压源;Rstd是标准电阻; Rt是被测电阻;I是电流表。当电桥平衡即流过电流表I的电流为零时,有V1 /V2=Rstd/R t,由此可计算出Rt=R std×V2/V1 。

  2.3 双臂电桥方法

  单臂电桥测量范围为10~106 Ω,单电桥测几欧姆的低电阻时,引线电阻和接触电阻已经不可忽略。而双臂电桥适用于10-6~102 Ω电阻的测量,它是改进的单臂电桥,如图3。将电桥中的中低电阻 Rt和R改成四端接法,并在桥路中增加两个高阻电阻R3和R4,则大大降低了引线电阻和接触电阻的影响。详细介绍参见文献[1]。

  本文主要介绍恒流测压法。当被测电阻阻值远远大于测试引线电阻和测试探针与测试点的接触电阻时,采用图1所示的两线测试的基本方法是可行的,并且也可以获得相当高的测试精度。

[1] [2] [3]

关键字:测量误差  FET  恒流测压  惠斯通电桥  开尔文连接

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2010/1223/article_1656.html
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