假設(shè)電流流經(jīng)一個二維方塊,定義等長寬的一個橫面微元,電流流經(jīng)方向上的偏壓與電流大。ㄝd流子N和所帶電荷大小Q的函數(shù))比值就是方塊電阻,方塊電阻對厚度積分可以得到電阻率,方塊電阻只與材質(zhì)有關(guān)。廣義上將其抽象為一個靜電場的半球,對電場半徑求得微元電阻的大小也叫方塊電阻。
方塊電阻有一個特性,即任意大小的正方形邊到邊的電阻都是一樣的,不管邊長是1m還是0.1m,它們的方阻都是一樣,這樣方阻僅與導(dǎo)電膜的厚度和電阻率有關(guān)。方塊電阻計算公式:R=ρL/S ,ρ為物質(zhì)的電阻率,單位為歐姆米(Ω. m),L為長度,單位為米(m),S為截面積,單位為平方米(m2),長寬相等時,R=ρ/h ,h為薄膜厚度。材料的方阻越大,器件的本征電阻越大,從而損耗越大。
用于離子注入或?qū)щ姳∧さ墓に嚤O(jiān)控,主要關(guān)心方塊電阻絕對值與均勻性,離子注入方塊電阻反映劑量,導(dǎo)電薄膜方塊電阻反映厚度,方塊電阻是電路設(shè)計人員和工藝操作人員的一個接口。電路設(shè)計人員可以根據(jù)工藝庫把實際的電阻值轉(zhuǎn)換成方塊電阻,而工藝操作人員可以根據(jù)方塊電阻確定實際的電阻值。對于薄膜:厚度越大,電阻越小.厚度越小,電阻越大。
1、探頭法測試原理圖
下圖是電流平行經(jīng)過ITO 膜層的情形,其中:d 為膜厚,I 為電流,L1 為在電流方向的膜層長度,L2 為在垂直于電流方上的膜層長度。
當電流流過如圖所示的方形導(dǎo)電膜層時,該層的電阻為
式中,ρ 為導(dǎo)電膜的電阻率,對于給定的膜層,ρ 和d 可以看成是定值。L1=L2時,即為正方形的膜層,其電阻值均為定值ρ/d。這就是方塊電阻的定義,即