随着电子科学技术的发展,对半导体材料各种性能参数的要求越来越高,其中,电阻率是半导体材料的主要性能参数之一。目前,四探针测试仪是测量半导体材料电阻率的一种重要仪器。传统四探针测试仪需要手动寻找测量点,测量周期较长、精度和效率较低,已无法适应时代发展,而市场上自动化程度较高的测试仪器价格一般比较昂贵。因此开发一台智能化且价格低廉的测试仪有着迫切的需要。本论文分析了国内外半导体材料测试仪的发展和现状,在传统ST-103A型手动四探针测试仪的基础上,结合PC机、单片机控制技术、视频采集技术等,研制出数字化智能四探针测试仪。该仪器可以对半导体材料电阻率进行自动测量,操作简便,工作效率高,且成本低廉,具有一定的研发价值和较好的市场应用前景。本文主要研究内容包括探针台机械改进,视频采集系统,下位机控制模块,上位机界面设计四大部分。其中,机械改进部分是在ST-103A型手动探针台基础上,设计了步进电机与丝杆导轨和滚珠导轨的机械连接件,用步进电机代替控制手轮,实现测试台的自动控制,且控制精度较高。视频采集系统采用CCD摄像头和SDK-2000视频卡实现了对测量过程的实时监视,能准确监测测量点和探针的位置。下位机控制模块以多I/O口且自带12位A/D内核的MSP430F449低功耗单片机为核心,设计了步进电机驱动模块、恒流源模块、四路选通开关模块、串口通信模块等,通过编写单片机代码实现对各功能模块的智能控制。上位机基于Visual C++编写中文操作界面,实现了测试界面显微图像的实时显示和存储、测试台的移动和测量控制、测量结果的处理等功能。上、下位机之间的联接通过串口通信协议实现。对测试仪的硬件和软件进行系统调试后,采用单晶Si(111)样品进行测量试验。结果表明,通过上位机对测试仪的自动控制,该测试仪能快速、准确地找到测量点,并可同时测量多点的电阻率值。测量数据能够被及时分析处理,并在上位机界面上直接显示,良好地实现了人机交互,且测量结果准确。