Phép đo tính chất điện được thực hiện trên hệ đo bốn mũi dò để xác định điện trở suất của bề mặt mẫu màng. Để xác định điện trở suất và các tính chất điện của mẫu màng mỏng ta cần đo điện trở và chiều dày của màng sau khi chế tạo thành công. Trong phương pháp bốn mũi dò, người ta dùng bốn mũi dò có đầu nhọn và lò xo giữ cho các mũi dò luôn tiếp xúc với bề mặt mẫu. Các mũi dò được làm từ kim loại hoặc hợp kim cứng như W, Mo hoặc một loại hợp kim của W, C và Co, có đầu mũi rất nhọn. Hai mũi dò cho dòng
điện I chạy qua gọi là các mũi dò dòng và hai mũi dò dùng để đo hiệu điện thế U gọi là các mũi dò thế (hình 2.7).
Hình 2.7. Sơ đồ đo bốn mũi dò[8].
Bốn mũi dò thường được bố trí nằm trên một đường thẳng và cách đều nhau một khoảng bằng l dọc theo chiều dài hình học của mẫu. Hiệu điện thế giữa hai mũi dò thế bằng: U .I
2 l
Suy ra điện trở suất: 2 lU
I
Công thức này nhận được trong điều kiện lý tưởng, với giả thiết mẫu đo là nửa không gian vô hạn. Với các mẫu hữu hạn trong thực tế chúng ta phải đưa vào một thừa số hiệu chỉnh. Thừa số này phụ thuộc vào bề dày d của mẫu, khoảng cách l giữa hai mũi dò và khoảng cách L giữa hai mũi dò đến bờ mẫu như minh họa trên hình. Đối với các mẫu bán dẫn mỏng, bề dày d nhỏ hơn nhiều lần kích thước rộng và dài (hay đường kính D) của mẫu, điện trở suất ρ được xác định bởi công thức:
F d I U . ( Ω.cm)
Trong đó F là thừa số hiệu chỉnh phụ thuộc vào D
l và L l Khi D >> l thì F = π/ln2 = 4,54, nghĩa là: d I U d I U 54 , 4 2 ln (Ω.cm)