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本文將探討四探針測(cè)試技術(shù)測(cè)量薄層電阻中遇到的共性問題，主要包括測(cè)試探針、測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)及其環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響和測(cè)量有限尺寸樣品時(shí)的邊緣修正問題。[dt_gap height="8" /]
1.測(cè)試探針
直線四探針的測(cè)準(zhǔn)條件分析均適用于整個(gè)四探針測(cè)試技 術(shù)。探針是四探針測(cè)試技術(shù)中的關(guān)鍵元件，它的設(shè)計(jì)主要在于保持精確的間距（對(duì)于直線四探針和方形四探針都是一樣的），承受適當(dāng)?shù)呢?fù)載，并將接觸電阻減到最 小。通常許多具有高楊氏模量的金屬是十分適用的�？蓱�(yīng)用碳化硅，它的硬度高，但同時(shí)它的接觸電阻也很高，還可選用鎢針，可通過電解成型容易得到細(xì)的針尖。
另 外，為了使表面損傷減至最小，可以做成液態(tài)金屬探針，已經(jīng)應(yīng)用在金屬尖上保持一水銀柱和水銀球。也可使用液態(tài)鎵，但測(cè)量溫度要稍高于室溫，因鎵的熔點(diǎn)是 29.8℃。應(yīng)注意測(cè)試探針和半導(dǎo)體相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能性不僅限于高溫范圍。留在半導(dǎo)體表面的偶然污垢，會(huì)引起表面腐蝕；高溫度和高電壓同時(shí)存在時(shí)， 會(huì)使探針材料電解遷移至半導(dǎo)體表面。
為 了使測(cè)試探針在保持較細(xì)的針尖下有一定的剛性，從前已經(jīng)設(shè)計(jì)出了許多導(dǎo)向和加載裝置。通常它們或者用彈簧加載， 或在杠桿一端具有衡重。測(cè)試探針的負(fù)荷量取決于被測(cè)量的材料和測(cè)試探針尖端的直徑。尖端半徑為5um時(shí)，鍺將需要25~100g重，硅需要100 ~200g重。一般導(dǎo)向支撐盡可能接近測(cè)試探針尖端。設(shè)計(jì)中考慮每一測(cè)試探針單獨(dú)移動(dòng)并可調(diào)整是非常必要的，本文的儀器就將測(cè)試探針做成了三向可調(diào)的測(cè)試 探針，但也有將某些測(cè)試探針是成對(duì)固定裝配的（多為直線四探針）。當(dāng)需要高溫操作時(shí)，導(dǎo)向裝置和支架可用陶瓷制成。[dt_gap height="8" /]
2.測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)及環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響
2.1測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)
設(shè)備的校準(zhǔn)很重要，可采用兩種方法。一是保存被測(cè)量材料的樣品，定期檢測(cè)它的數(shù)值，但應(yīng)注意要在同一溫度下進(jìn)行，使用固定的夾具，樣品要具有均勻性，或始終在同一點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量。二是使用一個(gè)已知數(shù)值的電阻器。這個(gè)電阻器連續(xù)在探針之間，或代替測(cè)試探針，以檢測(cè)電壓表和安培表的校準(zhǔn)電路。
電阻率的測(cè)量隨幾何形狀而變，對(duì)邊界條件十分敏感。由于這種敏感，計(jì)算出了許多校正因子。
2.2環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響
表面光照可引入虛假的光電壓，從而影響測(cè)試的結(jié)果，因此應(yīng)該盡量避免。由于半導(dǎo)體有相當(dāng)大的電阻率溫度系數(shù)，又沒有對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行補(bǔ)償，或者在芯片測(cè)試時(shí) 無意中加熱了試樣， 就可能導(dǎo)致百分之幾的誤差。在低阻材料中，后者最易發(fā)生， 因?yàn)橐玫捷^大的被測(cè)電壓，需要用較大的電流。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)NBS推薦，應(yīng)把測(cè)試樣品放在裝有溫度計(jì)的大銅塊上進(jìn)行測(cè)試。對(duì)10Ω•cm和電阻率更高的試 樣，5℃的溫差會(huì)產(chǎn)生4%的電阻率讀數(shù)的差異。[dt_gap height="5" /]
為避免熱電效應(yīng)，不產(chǎn)生溫差電壓，盡量使用較小的測(cè)試電流以使此效應(yīng)減小。
為了測(cè)量的快速，并且測(cè)量中不抬起測(cè)試探針，還可以使用滾珠探針（像圓珠筆那樣），就可以連續(xù)地讀出電阻率的數(shù)值。
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