一块硅材料的性能优劣，其电阻率是至关重要的指标。如何精准测量这块看似简单的“石头”的导电能力？答案就是被誉为半导体工业“黄金标准”的测量方法：四探针法。
一、两探针的困境
设想用两根探针接触硅片两端，通电流、测电压，再根据欧姆定律计算电阻率——这看似合理的方法在硅等半导体上却完全失灵！
原因在于探针（金属）与硅（半导体）的接触面存在一道无形的“高墙”：肖特基势垒。电流穿过这道墙时遭遇巨大阻力（接触电阻），其数值远大于硅材料本身的真实电阻。此时测量结果严重失真，真实硅电阻被“淹没”在接触电阻的巨大噪音中。
二、四探针巧妙运用的“电流-电压分离术”
四探针法以其智慧的设计绕开了接触电阻的陷阱：
结构设计： 四根细如发丝的金属探针，精密等距排成一条直线，轻轻压在平整的硅片表面。
电流回路： 给最外侧的两根探针（1和4）通入恒定的小电流（I）。
电压测量： 在中间两根探针（2和3）之间，测量它们产生的电压差（V）。
其精妙之处在于： 测量电压的探针（2和3）几乎没有电流流过。根据欧姆定律（电压 = 电流 × 电阻），没有电流意味着即使探针-硅接触点存在接触电阻，也不会在电压表上产生显著的压降！电压表读取的电压差V，几乎纯粹是由硅材料本身对电流I的响应产生的。
计算电阻率：穿透材料的“电导密码”
对于半无限大且均匀的材料，当探针间距为s时，电阻率ρ可通过公式计算：ρ = 2πs * (V / I)
该公式源于电磁场理论，描述了点电流源在半无限大均匀介质中产生的电势分布。实际应用中，若硅片厚度远小于探针间距，则需引入厚度修正因子。现代四探针测试仪已内置计算程序，输入厚度、探针间距等参数，即可直接显示精准电阻率。
三、四探针法的优势
非破坏性： 只需轻触表面，不损伤珍贵硅片。
高精度： 有效规避接触电阻误差，结果可靠。
高效率： 操作便捷，适合产线快速检测。
微区测量： 细探针可测微小区域电阻均匀性。
正因如此，四探针法在半导体工业中无处不在：
单晶硅锭/棒 电阻率分档
硅抛光片/外延片 质量监控
扩散/离子注入 后掺杂浓度与均匀性评估
太阳能电池 硅基底与发射极电阻测量
