电学方法 -电阻法

作者：发布时间：2023-07-13 09:55:50点击：119

电阻法

由于电阻值与电阻体的形状有关，利用这一原理来测量膜厚的方法称电阻法。电阻法是测量金属薄膜厚度最简单的一种方法。由于金属导电膜的阻值随膜厚的增加而下降，所以用电阻法可对金属膜的淀积厚度进行监控以制备性能符合要求的金属薄膜。但是，随着薄膜厚度的减小，电阻增大的速率比预料的要大。产生这一现象的原因是由于薄膜界面上的散射和薄膜的结构与大块材料的结构不同，以及附着和被吸附的残余气体对电阻的影响造成的。

此外，超薄薄膜的电导率会发生变化，是因为这种薄膜是不连续的，以岛状结构形式存在，其特性与连续薄膜完全不一样。尽管如此，在相当宽的膜厚范围内，尤其在较高淀积速率和低的残余气体压强条件下，用电阻测量法确定膜厚仍然是适用的。

由于材料的电阻率(或者电导率) 通常是与整块材料的形状有关的一个确定值，如果认为薄膜的电阻率与块材相同，则可由下式确定膜厚，即

t =p/Rs

式中，Rs为正方形平板电阻器沿其边方向的电阻值，该 Rs值与正方形的尺寸无关，常称为方电阻或面电阻，简称方阻，单位为Ω /口。方阻是在实际上经常使用的一个参数。

因此，采用电桥法或欧姆表直接测试出阻值监控片上的淀积薄膜的方电阻值，便可根据式(t =p/Rs) 得出膜厚值。

用电桥法测量薄膜电阻值 (Rs）的原理如图2-32 所示。采用电阻法测量的薄膜电阻值 R膜范围介于几分之一欧至几百兆欧之间，当达到设计电阻值时，通过继电器控制电磁阀挡板，便可立即停止蒸发淀积。使用普通仪器，电阻测量准确度可达+1%~+0.1%。由于准确确定薄膜的p 值有困难，所以用电阻法测得的膜厚仍有一定误差，通常为>+5%左右。

由测量电阻值(R)来测量膜厚的电桥回路