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박막 저항 측정 4포인트 프로브 실험 보고서

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최초 생성일 2024.10.11
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소개글

"박막 저항 측정 4포인트 프로브 실험 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Four Point Probe
1.1. Four Point Probe란 무엇인가?
1.2. Four Point Probe의 간단한 적용
1.3. Four Point Probe의 원리 및 이론
1.3.1. 기본적인 원리
1.3.2. 샘플 크기에 따른 보정

2. 박막의 sheet resistance(Rs) 측정
2.1. Aluminum 박막의 Rs 측정 실험
2.2. Titanium 박막의 Rs 측정 실험
2.3. Rs와 두께(t) 간의 관계 분석
2.4. 미지 시료의 두께 추정

본문내용

1. Four Point Probe
1.1. Four Point Probe란 무엇인가?

Four point probe는 안쪽 두점 사이의 전압과 바깥쪽 두점 사이의 전류를 측정하여 박막(thin layer) 및 쉬트(sheet)의 저항치를 측정하는 계측기이다. 측정원리는 전류가 흐르는 바깥 두점에서 발생한 전압을 안쪽 두점에서 검출하여 저항을 계산하는 방식이다. 이를 통해 표면 저항치(sheet resistance)와 체적 저항치(bulk resistivity)를 측정할 수 있다. 특히 네 개의 정렬된 탐침을 사용하여 샘플의 표면을 접촉하여 측정하므로, 파괴 없이 전기적 특성을 평가할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 이 기술은 반도체, 박막, 전자재료 산업 등에서 널리 활용되고 있다.


1.2. Four Point Probe의 간단한 적용

Four Point Probe의 간단한 적용은 표면저항(Surface Resistivity, ρs)을 측정하는데 활용된다. 표면저항은 안쪽 두 점 사이의 전압(V)과 바깥쪽 두 점 사이의 전류(I)를 측정하여 계산할 수 있다.

먼저, 표면저항은 다음과 같은 식으로 계산된다:
ρs = (2π/[ln(D1/D2)]) × R
여기서 D1은 내부 탐침의 바깥 지름, D2는 외부 탐침의 내부 지름, R은 측정된 저항값이다.

또한 표면저항은 다음과 같은 식으로도 표현할 수 있다:
ρs = (ρ/t) × (π/ln2) = 4.53 × (V/I)
여기서 ρ는 체적 저항률, t는 막의 두께이다.

따라서 Four Point Probe를 이용하면 간단하게 박막의 표면저항을 측정할 수 있다. 이때 막의 두께가 프로브 간격보다 큰 경우에는 보정이 필요 없지만, 그렇지 않은 경우에는 보정 계수를 적용해야 한다.""


1.3. Four Point Probe의 원리 및 이론
1.3.1. 기본적인 원리

저항 Rho는 특히 반도체 분야에서 샘플의 불순물 농도 때문에 중요한 파라메타이다. four point probe는 보통 벌크 저항을 측정하는데 사용한다. 캐리어의 운동성은 온도, 결정결함의 농도, 분순물의 농도에 의해 결정된다. 홀 이펙트(Ha...


참고 자료

태그

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