چگونه مقاومت ورق یک لایه نازک را اندازه گیری کنیم؟

لایه های نازک مورد استفاده در ساخت نیمه هادی ها همگی دارای مقاومت هستند و مقاومت فیلم تأثیر مستقیمی بر عملکرد دستگاه دارد. ما معمولاً مقاومت مطلق فیلم را اندازه گیری نمی کنیم، بلکه از مقاومت ورق برای مشخص کردن آن استفاده می کنیم.

مقاومت ورق و مقاومت حجمی چیست؟

مقاومت حجمی که به عنوان مقاومت حجمی نیز شناخته می شود، یک ویژگی ذاتی یک ماده است که مشخص می کند چقدر ماده مانع از جریان الکتریکی می شود. نمادی که معمولاً استفاده می شود ρ نشان می دهد، واحد Ω است.

مقاومت ورق، همچنین به عنوان مقاومت ورق شناخته می شود، نام انگلیسی مقاومت ورق است که به مقدار مقاومت فیلم در واحد سطح اشاره دارد. نمادهای رایج Rs یا ρs برای بیان، واحد Ω/sq یا Ω/□ است.

رابطه بین این دو عبارت است از: مقاومت ورق = مقاومت حجمی / ضخامت لایه، یعنی Rs =ρ/t

چرا مقاومت ورق را اندازه گیری کنیم؟

اندازه گیری مقاومت مطلق یک فیلم مستلزم آگاهی دقیق از ابعاد هندسی فیلم (طول، عرض، ضخامت) است که متغیرهای زیادی دارد و برای فیلم های بسیار نازک یا نامنظم بسیار پیچیده است. مقاومت ورق فقط به ضخامت فیلم مربوط می شود و می تواند سریع و مستقیم بدون محاسبات اندازه پیچیده آزمایش شود.

کدام فیلم ها نیاز به اندازه گیری مقاومت ورق دارند؟

به طور کلی، فیلم های رسانا و فیلم های نیمه هادی باید برای مقاومت مربع اندازه گیری شوند، در حالی که فیلم های عایق نیازی به اندازه گیری ندارند.
در دوپینگ نیمه هادی، مقاومت ورق سیلیکون نیز اندازه گیری می شود.

چگونه مقاومت مربعی را اندازه گیری کنیم؟

روش چهار پروب به طور کلی در صنعت استفاده می شود. روش چهار پروب می تواند مقاومت مربعی در محدوده 1E-3 تا 1E+9Ω/sq را اندازه گیری کند. روش چهار پروب می تواند از خطاهای اندازه گیری به دلیل مقاومت تماس بین پروب و نمونه جلوگیری کند.

روش های اندازه گیری:
1) چهار کاوشگر به صورت خطی را روی سطح نمونه قرار دهید.
2) یک جریان ثابت بین دو پروب خارجی اعمال کنید.
3) مقاومت را با اندازه گیری اختلاف پتانسیل بین دو پروب داخلی تعیین کنید

RS: مقاومت ورق
ΔV: تغییر در ولتاژ اندازه گیری شده بین پروب های داخلی
I: جریان اعمال شده بین پروب های بیرونی