[report]4-point probe 박막측정
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작성일 19-03-24 20:37
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특히 Rsp 가 Rs 보다 매우 크기 때문에 구하고자 하는 값을 정확하게 추출하기가 매우 어려운 문제점(問題點)이 있다아 이를 보완한 방법이 4-point probe이다.
②. Four Point Probe 의 원리 및 theory(이론)
2-point probe 방법은 사용하기 쉬운 반면 측정(測定) 값의 해석하기 어렵다는 단점이 있다아 그림 2.1에서처럼 두 개의 단자를 이용한 경우 양단간에 전압 V를 가하면 전류 I가 흐르게 된다 전체 저항 값을 알아야만 정확한 면저항을 구할 수 있으나 2-point probe는 Rc, 즉 기판과 probe간의 접촉저항을 정확하게 계산할 수 없기 때문에 Rc, Rsp, Rs 를 정확하게 구분할 수 없다. 이 방법의 가장 큰 특징은 그림 2.2과 같이 4개의 probe tip이 일정 간격으로 떨어져서 일렬로 정렬되어 있다는 것이다.
하지만 thin film의 경우 thickness와 boun
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다.
(2) Four Point Probe 의 간단한 적용
Surface Resistivity (ρs) = {2π/ [ln (D1/D2)]}R
(D1: 내부 탐침의 바깥 지름
D2: 외부 탐침의 내부 지름)
○ρ=2sV/1 (ohm-meters) for t ≫ s
○ρ=(π/ln2)V/I (ohm-meters) for s ≫ t
shallow layers (s ≫ t) 의 경우에는 Rs를 사용,
RS= (π/ln2)V/I= 4.53(V/I) (ohm-meters) - 公式(공식) 1
thin waferslids 의 경우와 small-diameter wafer의 경우에는,
correction factoerm F 사용
ρ = F maesured
프로브 포인트의 간격이 일정하면, 전도성 필름의 두께는 간격의 40%이며, 필름 edge는 측정(測定) 포인트 간격의 4배이고 mean(평균) 저항치, 표면 저항치는 公式(공식) 1로 주어진다.
그림 2.1 2-point probe system. Rp : probe 자체저항, Rc : 기판과 probe사이의 접촉저항 Rsp: The spreading resistance, Rs : 반도체 저항
4-point probe는 반도체의 비저항, 특히 절연체 위에 형성된 금속 박막의 비저항을 측정(測定) 하는데 있어서 가장 널리 사용되는 방법으로 특별한 calibration 절차가 필요 없는 측정(測定) 이 매우 간단하고 정확한 방법이다.
[report]4-point probe 박막측정
▷4-point probe 박막측정(測定) 實驗(실험)◁
□ 목적
1. 4-point probe에 대해 알아보자.
2. 면 저항 및 저항률의 개념(槪念)을 이해하고 장비를 이용해 박막의 두께를 측정(測定) , 이를 통해 uniformity를 계산하자.
□ 實驗(실험)의 배경theory(이론)
①. 4-Point Probe 에 대하여
(1) 4-Point Probe 란 무엇인가
- 4-Point Probe는 안쪽 두 점 사이의 전압과 바깥쪽 두 점 사이의 전류를 측정(測定) 하여 박 막(thin layer) 및 시트(sheet)의 저항치를 측정(測定) 하는 계측기이다. 필름 두께 와(in cm) 저항치는 RS에 대하여 다음과 같이 나타낸다
Rs = (resistivity) / (thickness)
그래서 필름의 두께를 알면 저항치를 계산할 수 있고, 저항치를 알면 필름의 두께를 계 산할 수 있다아
Ohms per square: 표면저항 …(省略) 측정(測定) 단위. theory(이론)면적의 마주한 두 전극 사이의 저항치와 같 다.
Surface resistivity: ohms per square로 나타내는 표면전류(amp/meter)에 대한 DV 전 압(volt/meter)의 비율이다. 비저항이 ρ라고 하면, 전류가 흐르는 지점을 기준으로 일정거리 r만큼 떨어진 곳의 전압 V는 식 (2.1)과 같이 표현된다
bulk의 경우 correction factor가 필요없으므로 식 (2.1)을 이용해 probe 2,3사이의 전압차를 계산해 비저항을 구하면 식 (2.2)와같이 나타난다.
