ГОСТ 24392-80

ГОСТ 24392—80

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КРЕМНИЙ И ГЕРМАНИЙ
МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХЗОНДОВЫМ МЕТОДОМ

Издание официальное

53 10—99

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва

УДК 669.782/.783-172:621.317.33:006.354 Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КРЕМНИЙ И ГЕРМАНИЙ

МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ
Измерение удельного электрического сопротивления гост
четырехзонловым методом 24392—80

Monocrystalline silicon and germanium,
Measurement of the electrical resistivity by the four-probe method

OKCTY 1770

Дата введения 01.01.81

Настоящий стандарт устанавливает четырехзоидовый метод измерения удельного электричес-
кого сопротивления на плоской поверхности слитков монокристаллических кремния и германия
электронного или дырочного типа электропроводности в диапазоне значений удельного электри-
ческого сопротивления от 1-10-4 Ом.см до 1-104 Ом-см.

Метод основан на измерении разности потенциалов между двумя зондами четырехзондовой
‘измерительной головки, установленной на поверхности контролируемого образца, при пропускании
электрического тока определенной величины через два других точечных зонда, расположенных на
той же поверхности, и вычислении удельного электрического сопротивления.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Структурная схема измерительной установки приведена на чертеже.

13]
Bicros we

1 — четырехзондовая измерительная головка: 2— источник постоянного тока;
3— прибор для измерения электрического напряжении: 4 — образец

Измерительная установка должна быть аттестована на погрешность измерения удельного
электрического сопротивления, не превышающую 5 %.

1.1. Измерительная четырехзондовая головка с четырьмя линейно расположенными зондами
‘из карбида вольфрама должна соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1

Таблица 1

Номинальное значение
межлондового расстолния 1,
сы

Линейный размер рабочей
Сила прижима зондз Е. Н лошадки зонда, мкм.
ne б

Допустимое отклонение
межзондового расстолни;

0,159
0,130 #1 0,50—2,00 60
0.075
Издание официальное Перепечатка воспрещена

*
© Издательство стандартов, 1980
© ИПК Издательство стандартов, 2001

С. 2 ГОСТ 24392—80

1.2. Источник постоянного тока, обеспечивающий создание в измерительной цепи элект-
рического тока изменяемой полярности, должен соответствовать требованиям. приведенным в
табл. 2.

Таблица 2
Верхний предел измеряемого в Верхний предел измеряемого Входное электрическое
улельного электрического 5 ИХ pasa электрического наприжения [componente измерительно +
‘сопротивления р, Osvew SON TBHeEKORD тока A vB то прибора R,,. Ом, не менее
110-7 1,0-10-1 2,1-10-* 1.107
110-2 1,0:10-! 2.1-10-3 L108
10-1 1010-1 2,1-10-3 1108
110° 8,2:10-? 1.0107! 1-10°
1-10" 8,2103 1.0101 1-10"
1-102 8,2-10-4 1,0:10-! 1.10%
1.108 8,2-10-5 1,0:10-! 2-108
L108 8,2.10-° 10107! 1-10?

1.2.1. Допустимая нестабильность электрического тока за время измерений должна быть не
более 0,5 %.

1.2.2. Погрешность измерения силы электрического тока — не более 0,5 %.

1.3. Прибор для измерения электрического напряжения с погрешностью не более | % должен
соответствовать требованиям, приведенным в табл. 2.

1-4. Сопротивление изоляции измерительной схемы должно быть не менее входного сопро-
тивления измерительного прибора.

1.5. Вспомогательные устройства и материалы

Термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С.

Материалы абразивные по ГОСТ 3647.

Инструменты алмазные с применением алмазных порошков по ГОСТ 9206.

Порошки алмазные.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

Бумага промокательная.

Бязь отбеленная по ГОСТ 29298.

Материал обтирочный — упаковочный, ткань арт. 6313 или 6304.

Вода питьевая по ГОСТ 2874*.

Спирт этиловый по ГОСТ 18300.

Допускается использование инструментов и материалов, не уступающих вышеуказанным по
своим характеристикам и качеству.

2. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Измерения проводят на плоских поверхностях, имеющих параметр шероховатости А, по
ГОСТ 2789 ие более 2,5 мкм. Измерение удельного электрического сопротивления кремния р-типа.
электропроводности с р более 10 Ом-см проводят на плоских поверхностях с параметром шерохо-
ватости К, в диапазоне (20= R_=40) мкм.

2.1.1. Для обеспечения требуемой шероховатости поверхности образцы шлифуют абразивными
материалами либо инструментами алмазными с применением алмазных порошков.

2.1.2. После шлифовки образцы промывают проточной питьевой или очищенной технической
водой, сушат фильтровальной (промокательной) бумагой или другими материалами и обезжиривают
спиртом.

2.2. При проведении измерений расстояние между краем (границей плоскости) и ближайшим
к нему зондом должно быть не менее 4-4, где fy — номинальное значение межзондового расстояния.

2.3. При измерении удельного электрического сопротивления по образующей слитка ширина
измерительной дорожки должна быть He менее 6-4).

2.4. Измерения выполняют при фиксированной температуре (23+2) °С. Контролируемые об-
разцы доводят до температуры, при которой проводят измерения. Допускается проведение измере-

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232—98.

ГОСТ 24392—80 С. 3

ний при фиксированной с погрешностью +0,5 °С температуре в диапазоне (23+5) "С, выполняя
температурную коррекцию результатов измерений в соответствии с приложением.

2.5. Измерение удельного электрического сопротивления германия с р более 45 Омсм и
кремния ср более 200 Омсм выполняют при затемнении ‘образна. Для остальных диапазонов
удельного электрического сопротивления допускается освещенность образцов рассеянным светом
не более 500 лк.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. На поверхность образца, установленного в держатель. плавно опускают зонды измеритель-
ной головки перпендикулярно поверхности.

Через образец пропускают электрический TOK /и измеряют значение разности потенциалов
между внутренними потенциальными зондами при двух полярностях электрического тока. За
результат измерения разности потенциалов U принимают среднее арифметическое полученных
значений, Значение электрического тока устанавливают в соответствии с требованиями табл. 2.

3.3. Вычисляют значение удельного электрического сопротивления р, Ом-см, по формуле (1)
ра 4 "Я, (ty
где U— значение разности потенциалов, В;
1— значение электрического тока, при котором проводили измерения, А;
Law — эффективное значение межзондового расстояния, вычисляемое по формуле (2)

(1 1 г }-1 Q)
bw (7 TE BETH) -
где /, 4, 4 = расстояния между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и четвертым зондами
соответственно.
При использовании четырехзондовой головки, у которой отклонение межзондового расстояния
от номинального значения (, He превышает +1 %, в формулу (2) подставляют значение / = 4.
3.4. Допускается проведение измерений и обработка результатов с использованием средств
автоматизации по алгоритму, изложенному в настоящем стандарте.
Разд. 1—3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И НОРМЫ
НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ

4.1. Результатом измерения удельного электрического сопротивления является величина,
вычисленная по формуле (1).

4.2. Случайная составляющая погрешности измерения удельного электрического сопротивле-
ния, характеризующая сходимость результатов измерений, не превышает +2 % при доверительной
вероятности Р = 0,95.

4.3. Суммарная погрешность измерения He превышает +5 % при контроле образцов с
р=103 Омсм и не превышает +8 % при контроле образцов с удельным электрическим сопротивле-
нием более 10° Ом.см при доверительной вероятности Р = 0,95.

4.4. Результат измерения удельного электрического сопротивления предетавляют трехзначным
числом, если первой цифрой являются 1, 2, 3, и двузначным, если первая цифра более 3.

Разд. 4. (Введен дополнительно, Изм. № 2).