认识方块电阻_电力/水利_工程科技_专业资料

认识方块电阻成员：魏帅 柏壮壮 姜文勇?1.方块电阻的定义 2.方块电阻的测量??3.影响方块电阻大小的因素4.扩散过程中方块电阻的异常状况和解决方案?（一）、什么是方块电阻？方块电阻，简称方阻，又称膜电阻，指一个正方形的薄膜 导电材料边到边“之”间的电阻，方块电阻的大小与样品尺 寸无关，仅与导电膜的厚度有关。我们知道一个均匀导体的电阻R正比于导体的长度L，反比于导体的截面 积S。如果这个导体是一个宽为W、厚度为d的薄层，则 R=ρL/dW=（ρ/d）（L/W） 可以看出，这样一个薄层的电阻与（L/W）成正比，比例系数为（ρ/d）。 这 个 比 例 系 数 就 叫 做 方 块 电 阻 ， 用 R □ 表 示： R□=ρ/d R= R□（L/W） R□的单位为欧姆，通常用符号Ω/□表示。从上式可以看出，当L=W时有 R= R□，这时R□表示一个正方形薄层的电阻，它与正方形边长的大小无 关，这就是取名方块电阻的原因。（二）、方块电阻的测量1.四探针法测方阻 方块电阻一般采用双电测四探针来测量，测量装置如图3-4所 示。四根由钨丝制成的探针等间距地排成直线，彼此相距为 s(一般为几个mm)。测量时将针尖压在薄膜样品的表面上，外 面两根探针通电流I(一般选取0.5~2mA)，里面的两探针用来 测量电压V方块电阻，通常利用电位差计测量。

图3-4 双电测电四探针测试装置当被测样品的长度和宽度远远大于探针间距，薄膜方块电阻 具体表达式为： ?即薄膜的方块电阻和外侧探针通电流后在内探针处产生的电 位差大小有关。如果样品的线度相对探针间距大不多时，上 式中的系数 c 必须加以适当的修正，修正值与被测样品的形 状和大小有关。 C=4.53影响探头法测试方阻精度的因素（1）要求探头边缘到材料边缘的距离大大于探针间距，一般要求10倍以上。 （2）要求探针头之间的距离相等，否则就要产生等 比例测试误差。 （3）理论上讲探针头与导电薄膜接触的点越小越好。 但实际应用时，因针状电极容易破坏被测试的导电 薄膜材料，所以一般采用圆形探针头。实际测量中需要注意的问题（1）如果被测导电薄膜材料表面上不干净，存在 油污或材料暴露在空气中时间过长，形成氧化层， 会影响测试稳定性和测试精度。在测试中需要引 起注意。 ? （2）如探头的探针存在油污等也会引起测试不稳， 此时可以把探头在干净的白纸上滑动几下擦一擦 可以了。 ? （3）如果材料是蒸发铝膜等，蒸发的厚度又太薄 的话，形成的铝膜不能均匀的连成一片，而是形 成点状分布，此时方块电阻值会大大增加，与通 过称重法计算的厚度和方阻值不一样，因此，此 时就要考虑到加入修正系数。

?（4）上面介绍的测量方法适用于批量测试方块电阻，假如是做研究， 还需要遮光，最好用施美乐博的无接触扫描型测试，可精确 反应面内各区域的方阻情况。2.铜棒测方阻?可不可以用万用表电阻档直接测试图一所示的材 料呢？不可以的，因万用表的表笔只能测试点到 点之间的电阻，而这个点到点之间的电阻不表示 任何意义。如要测试方阻，首先我们需要在A边和 B边各压上一个电阻比导电膜电阻小得多的圆铜棒， 而且这个圆铜棒光洁度要高，以便和导电膜接触 良好。?这样我们就可以通过用万用表测试两铜棒之间 的电阻来 测出导电薄膜材料的方阻。如果方阻值比较小，如在几个 欧姆以下，因为存在接触电阻以及万用表本身性能等因素， 用万用表测试就会存在读数不稳和测不 准的情况。这时 就需要用专门的用四端测试的低电阻测试仪器，如毫欧计、 微欧仪等。测试方法如下：用四根光洁的圆铜棒压在导电 薄膜上，如图二所示。四根铜棒用 A、 B、C、 D表示，它们上面焊有导线接 到毫欧计上，我们使BC之间的距离L等于导电薄膜的 宽度 W ，至于 AB 、 CD 之间的距离没有要求，一般在 10--20mm就可以了，接通毫欧计以后，毫欧计显示 的阻值就是材料的方阻值。

这种测试方法的优点是：（1）用这种方法毫欧计可以测试到几百毫欧，几 十毫欧，甚至更小的方阻值。 ? （2）由于采用四端测试，铜棒和导电膜之间的接 触电阻，铜棒到仪器的引线电阻，即使比被测电 阻大也不会影响测试精度。 ? （3）测试精度高。由于毫欧计等仪器的精度很高， 方阻的测试精度主要由膜宽W和导电棒BC之间的距 离L的机械精度决定，由于尺寸比较大，这个机械 精度可以做得比较高。在实际操作时，为了提高 测试精度和为了测试长条状材料， W 和 L 不一定相 等，可以使 L比 W 大很多，此时方阻 Rs=Rx*W/L,Rx 为毫欧计读数。?（三）、影响方块电阻大小的因素1.温度：温度的高低，将决定硅片表面杂质浓度的高低和 PN 结的结深。 2.时间：通源时间、驱入时间。 3.小N2：流量的多少。 4.源瓶的温度：决定瓶内的蒸汽压，温度越高，挥发性能越 大。 5.氧气的流量：影响到三氯氧磷的反应程度和PSG的厚度，进 而影响到磷的扩散。6.其他因素：设备秘密性、硅片电阻率及表面洁净状况、源 瓶内三氯氧磷的多少。? 扩散过程中方块电阻的异常状况和解决方案

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