在大规模的集成电路生产中,以硅为基础材料的芯片的尺寸逐步减小,集成的程度不断提高。为了保证集成电路性能的稳定,硅片需要具备良好的电特性。薄层硅片的微区电阻率可直接影响其电学性能,因此,有必要对硅片电阻率测量的方法进行研究以得到更加准确的电阻率值。常规的四探针测量方法需要在恒温的实验环境下进行,其存在探针易污损测量样片,测量的结果显示不够直观的缺点,而且测量精度高的仪器价格十分昂贵。针对目前存在的这些问题,本文主要从硅片电阻率的测量方法和测量系统两个方面进行研究。首先,本文分析了硅片电阻率测量正问题需要解决的问题,推导了有限元方法的求解步骤,建立模型并求得边界的电压计算值。然后,总结了单连通域边界元法的求解步骤,将两连通域边界元用于正问题求解,得到硅片的边界节点电压。进而构建有限元和边界元相结合的模型求解正问题,在保证精度的同时减少计算量。最后,总结非线性和病态的逆问题的求解方法,采用成像精度高、适用范围广的牛顿类迭代算法,同时将正则化方法加入硅片电阻率的逆问题求解中,采用单步迭代结果作为初值,完成正则化参数选取,进行具体模型的仿真分析。根据本文采用的硅片电阻率测量方法原理和功能需求,设计了测量装置及测量系统。测量装置中设计了可以自动切换8电极和16电极两种形式的电极盘,可以根据需要测量的硅片尺寸,自动排布电极形式;同时配以可以上下移动的凹槽测试台,配合电极完成测量。测量系统包括:为测量硅片提供恒定电流的恒流源模块、测量电极电压的电压检测模块、选通任意两个电极的通道选择模块、控制电极数量和位置的电机控制模块、可以直接输入并显示测量结果的触摸屏模块、调节测量系统温度的温度控制模块、与远程上位机通信的WIFI模块。为完成各模块的功能,对软件系统进行开发,编写了用于测量电压的下位机程序和用于图像重建的上位机MATLAB程序。依据测量系统,使用本文的方法完成硅片电阻率的测量,并生成直观的彩色重建图像,得到的重建结果可以准确的反映出硅片电阻率的分布情况,从而验证了本文方法的正确性和实用性。