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中崎銷售工程師告知怎樣測試產(chǎn)品表面電阻率
1 概述
作為物質(zhì)(材料)的電導(dǎo)率(電導(dǎo)率的難易程度)的量度,通常使用(電)電阻。 每單位體積(1cm×1cm×1cm)的電阻值是體積電阻率(單位Ω?cm)。 該值是物質(zhì)特有的**值,通過恒流I(A)穿過橫截面積W×t并測量相隔距離L的電極之間的電位差V(V)獲得,如[圖3.1體積電阻率(ρv,Ω?cm)的定義]所示。如何測量表面電阻率
圖3.1 體積電阻率的定義(ρv,Ω?cm)


2 四端子法和雙端子法
但是,在實(shí)際確定樣品的體積電阻率時,使用四端法,如[圖3.2.1四端法和兩端法的電極結(jié)構(gòu)]所示。 該方法用于通過消除施加恒定電流(電流電極和樣品表面之間)時由于界面現(xiàn)象引起的稱為接觸電阻的壓降來確定樣品的真實(shí)體積電阻率。 換句話說,在四端子方法中,通過將電流應(yīng)用端子和電壓測量端子分開,消除了接觸電阻的影響,并且可以進(jìn)行高精度測量。如何測量表面電阻率
此時,電壓表的輸入阻抗必須保持高,以免電流流入電壓測量端子。 實(shí)際上,分別使用四端法和兩端法測量同一樣品(銅基導(dǎo)電涂層膜)電阻的結(jié)果顯示在[圖3.2.2使用四端法和兩端法的電阻值比較]。 該狀態(tài)由等效電路表示[圖3.2.3四端子法和兩端法之間的等效電路]。 在兩端方法中,可以看出由于接觸電阻的影響,電阻很高。 這種接觸電阻很難定量測量,因為它取決于樣品的表面狀況。

圖3.2.1 四端法和兩端法的電極結(jié)構(gòu)

圖3.2.2 四端子法和兩端法電阻值比較

圖3.2.3 四端法和兩端法的等效電路
3 四探頭法和四端法
在四探頭法中,將四個針狀電極[圖3.3.2四探頭]放在一條直線上,如[圖3.3.1用四探頭法測量]所示,在外部兩個探頭(A和D)之間傳遞恒定電流,并測量兩個內(nèi)部探頭(B和C)之間產(chǎn)生的電位差以獲得電阻。如何測量表面電阻率
接下來,通過將獲得的電阻(R,單位:Ω)乘以樣品的厚度t(cm)和校正因子RCF(電阻率校正因子)來計算體積電阻率。 這樣,測量系統(tǒng)在四探針法和四端法之間是通用的,只有與樣品接觸的電極部分不同。如何測量表面電阻率
只需將這種四探針探頭(四探針電極)壓在樣品上即可進(jìn)行測量,與傳統(tǒng)的四端子方法相比,無需在樣品上形成電極,工作效率大大提高。 [表3.3 四探頭法和四端法的比較] 使用四探頭法的電場圖像見[圖3.3.3四探頭的電場]。

圖3.3.1 四探頭法測量

圖3.3.2 四探頭探頭
表3.3 四點(diǎn)法與四端法比較
部分 | 四個探頭 | 四端法 |
處理樣品 | 沒什么特別的 | 加工成棒材 |
電極安裝 | 只需將探頭按在上面即可 | 用漿料等制造電極 |
測量裝置 | 洛雷斯塔系列 | 數(shù)字萬用表 |
轉(zhuǎn)換為電阻率 | 一鍵式支持圓形和矩形電阻率 | 只能是桿形,測量后需要計算。 |
是的 | 評估電阻率分布和薄膜厚度 | ――― |
總體評分 | 簡單準(zhǔn)確的測量 | 需要時間來準(zhǔn)備 |

圖3.3.3 四探頭探頭的電場
4 電阻率校正系數(shù)
電阻率校正系數(shù)RCF(電阻率校正系數(shù))根據(jù)樣品的形狀和尺寸以及要測量的位置而變化。如何測量表面電阻率
在四探頭方法中,由于樣品大小和測量位置是任意的,因此樣品內(nèi)部的電場能量擴(kuò)散會根據(jù)樣品大小和測量位置而變化。 當(dāng)樣品體積較小或測量位置在樣品邊緣時,電場能量堆變高,電阻值增大。 (參見[圖3.4.1 樣品場能量分布]) 這是因為電場能量不能離開樣品。 電阻率校正因子用于獲得正確的體積電阻率和表面電阻率,以預(yù)測電場能量峰值的這種變化。
在這里,我將簡要說明如何找到電阻率校正因子。 樣品中任何一點(diǎn)的電位φ(r)通過在預(yù)定條件下求解泊松方程([方程3.4.1])來確定。

[等式3.4.1]
校正系數(shù)RCF可以從該解中確定,由[公式3.4.2]表示。
[Loresta-GP]內(nèi)置校正因子計算軟件,只需輸入樣品形狀(矩形或圓形),尺寸和測量位置即可獲得校正因子。

圖3.4.1 樣品場能分布






[等式3.4.2]
(xA, yA): 電流探頭 A 的 x,y 坐標(biāo) (cm) (xB, yB): 電壓探頭 B 的 x,y 坐標(biāo) (cm) (xC, yC): 電壓探頭 C 的 x,y 坐標(biāo) (cm) (xD, yD): 電流探頭 D 的 x,y 坐標(biāo) (cm)


5 體積電阻率和表面電阻率
使用該電阻率校正因子,體積電阻率和表面電阻率由[公式3.5.1][公式3.5.2]獲得。
體積電阻率

[等式3.5.1]
表面電阻率

[等式3.5.2]
(這里,t是樣品的厚度(cm))
體積電阻率(單位:Ω?cm)是單位體積的電阻,盡管表達(dá)式因場而異,例如材料領(lǐng)域的體積電阻率,電子領(lǐng)域的比電阻率和物理學(xué)領(lǐng)域的電阻率,但它是物質(zhì)特有的物理量(在科學(xué)年表中描述),并用作許多材料電導(dǎo)率的**量度。
另一方面,表面電阻率(單位:Ω/□,Ω/平方,讀作歐姆珀平方)是單位面積的電阻,也稱為薄層電阻或簡稱表面電阻,用于涂膜和薄膜領(lǐng)域。 特別需要注意的是,根據(jù)[公式3.5.2],表面電阻可能會與轉(zhuǎn)換前的電阻混淆。
這種四探頭方法長期以來一直用于測量硅晶圓,無限大(無限?。┑臉悠沸枰?.532的值。 我們獲得了任意尺寸和測量位置的矩形和圓形樣品的校正因子,并對其進(jìn)行了實(shí)驗驗證。
1994年12月,這種四探頭方法成為JIS標(biāo)準(zhǔn)(JIS K 7194)。 [Lorester-GP] 轉(zhuǎn)換并顯示矩形和圓形樣品的體積電阻率、表面電阻率和電導(dǎo)率以及上述電阻率校正系數(shù)。
6 JIS K 7194
[JIS K 7194]
規(guī)定樣品的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 80×50 mm t = 20 mm 或更小。
使用探頭間距為 5 mm 的探頭(標(biāo)準(zhǔn)連接的 ASP 探頭)以相等的間隔排列成直線進(jìn)行 1、5 或 9 個點(diǎn)的測量。 測量位置按[圖3.6 JIS K 7194測量位置]所示指定,五點(diǎn)測量被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)測量。
校正因子數(shù)據(jù)內(nèi)置于 [Loresta-GP] 中。
(1) 在 1 點(diǎn)測量的情況下 (1) 僅 (2) 在 5 點(diǎn)測量的情況下,(1)、(2)、(3)、(4) 和 (5) (3) 的 5 點(diǎn) 在 9 點(diǎn)測量的情況下:通過在 (2) 的
5 點(diǎn)上添加 (6)、(7)、(8) 和 (9) 來獲得 9 分

圖3.6 JIS K 7194測量位置(單位mm)
湖南中崎主要合作客戶有:關(guān)西涂料(ALESCO)、歐菲科技(O-film)、泰晶科技(TKD)、中芯國際(SMIC), 京東方(BOE)、華星光電(CSOT)、天馬(TIANMA)、柔宇(ROYOLE)、豐田(TOYOTA)、SUZUKI(鈴木)、比亞迪(BYD)、大疆(DJI)、艾華集團(tuán)(AISHI)、駿馬精密(ZAMA)、三一重工(SANY)、中聯(lián)重科(ZOOMLION)、山河智能SUNWARD、科力遠(yuǎn)CORUN、太平洋半谷PH、廣汽三菱MITSUBISHI MOTORS、住友橡膠SUMITOMO、藍(lán)思科技LENS、中車CRRC、三諾SINOCARE等,憑借專業(yè)銷售代理的經(jīng)驗,成熟的產(chǎn)品,贏得了廣大客戶的信任。
湖南中崎科技有限公司會恪守“誠信、品質(zhì)、快速、貼心”的服務(wù)宗旨,不斷提升專業(yè)的技術(shù)服務(wù)水平,與客戶及供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。通過減少中間環(huán)節(jié),并提供便利的配送服務(wù),將實(shí)惠和安心送到每一個客戶的手中。