如何测薄膜的方块电阻？- 大数跨境

Tom聊芯片智造

2024-02-22

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半导体制造中的薄膜都具有电阻,薄膜电阻对器件的性能有着直接的影响。我们通常不去测量薄膜的绝对电阻，而是用方块电阻来表征。

什么是方块电阻与体电阻率？

体电阻率，也称为体积电阻率，是一个材料固有的性质，表征了该材料对电流流动的阻碍程度。常用符号ρ 表示，单位为Ω。在初中物理中已接触过。

方块电阻，又名方阻，英文名称sheet resistance，指的是单位面积的薄膜的电阻值。常用符号Rs 或ρs来表示，单位为Ω/sq或Ω/□

二者的关系是：方阻=体电阻率/薄膜厚度，即Rs =ρ/t

为什么要测方块电阻？

测量薄膜的绝对电阻需要精确知道薄膜的几何尺寸（长度、宽度、厚度），变量很多，对于非常薄或不规则形状的薄膜，十分复杂。而方阻仅与薄膜的厚度有关，可以快速地被直接测试出来，无需复杂的尺寸计算。

哪些薄膜需要测方块电阻？

一般导电薄膜，半导体薄膜需要测方阻，而绝缘薄膜则不需要测。

在半导体掺杂中，也会测硅的方阻。

KLA方阻测量仪

测量方块电阻的方法？

业内一般采用四探针法。四探针法可测量方阻电阻范围从1E-3到1E+9Ω/sq之间的方阻。四探针法可以避免由于探头和样品之间的接触电阻而产生的测量误差。

测量方法：

1) 将四个线性排列的探头设置在试样表面。

2) 在两个外探针之间施加恒定电流。

3) 通过测量两个内部探针之间的电位差来确定电阻

R S : 方块电阻

ΔV：内部探针之间测得的电压变化

I : 外探针之间施加的电流

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