Sheet Resistance Measurement실험목적면저항의 개념을 잘 알고, 3가지 서로 다른 종류의 박막의 면저항을 측정해 보고 각각의 박막에 따라 면저항이 왜 다르게 나오는지 생각함과 동시에 전자기적 특성을 알고 재료공학도로써 각각의 박막에 따라 다른 면저항 값이 나오는 것을 보고 재료를 설계하고 만들 때 각각 상황에 맞는 최적의 재료를 선택할 수 있는 능력을 키운다.교수님설명요약면저항 이란 ?면저항은 얇은 박막의 저항을 측정하는 것인데 박막이라 하는 것은 두께가 0.1μm - 수μm의 두께를 가지는 막을 박막이라 한다.옴의 법칙에서 V = IR 이다. R =ρ(길이/단면적)이다. 이것을 다음과 같은 정의에 의해 다시 정리해 보자. 그렇다면 면저항을 알아 보기 위해서 다음을 정해 놓고 면저항의 정의를 알아보자. 먼저 얇은 박막의 두께를 T라 하고 폭은 W, 박막의 길이를 L이라 할 때 거기에 흐르는 전류를 I라 한다 하고 위의 저항(R)의 식에 대입해 보면 다음과 같게 된다.그것의 저항 R = ( ρ / T )( L / W )인데 여기서 ( ρ / T )를 면저항 Rs라고 한다. 여기서, ρ는 비저항인데 그러므로 면 저항은 얇은 박막의 두께에 대한 비저항을 가르키는 것이다.측정방법1Van der Pauw's method옆의 모양과 같은 얇은 박막의 4군데의 다른 접점을 표시해 놓는다. 거기에서 A-B는 전류를 흐르게 했을때 C-D로 흐르는 전압의 차를 측정해서 면저항을 측정하는 것이다. 여기서 A-B로 흐르는 전류를 IAB라 하고 C-D에서 측정되는 전압차를 VCD라 두고 위의 계산식을 정의해 보면이렇게 된다.측정방법24-Point Probe Method.전류가 흘러가는 모양을 전류선으로 그린다. 그리고 simulation을 해서 면저항 값을 구할수 있다.여기서 s는 probe사이 거리이고 t는 박막 두께.이다.식 유도 :probe사이의 거리는 재료의 두께보다 매우 크다.박막의 넓이는 probe사이의 거리보 다 무한히 크다고 가정.실 험 결 과박막 저항값실험값(전체저항)단위:실험값(면저항)단위:이론값(면저항)단위:Cu4.50720.4120.68실리콘wafer615.62.7772995.24Sn907.73.9141853.14ITO15100000Glass000논의 및 고찰이번실험은 재료의 전자기적 특성인 면저항 측정 실험을 하였다. 첫 번째 수업시간에는 직접 교수님께서 면저항의 정의와 Van Der Pauw's Method 와 4-Point Probe Method식의 두가지 측정방법에 대해 설명을 들었다.1학기때 재료공학개론 시간에 배웠던 이론이었는데 정확히 기억은 하지 못하였다, 그러나 교수님의 설명으로 잊어 버렸던 기억을 세삼스래 기억할수 있었던 복습 시간이었던 것 같다. 이번 실험은 4-Point probe Method방법으로 면저항을 측정 하였으며 Van Der Pauw's Method방식보다 면저항 측정시 더 많이 사용하는 방식이다. 4-Point probe Method란 간단히 양쪽 Probe에 전류를 흘려 안쪽 Probe 두 개에 전압을 측정하는 것이다. 이번 실험으로 재료의 두께와는 상관없이 면저항 측정을 할수 있다는 점도 알수 있게 되었다. 이번 실험엔 총 5개 재료의 저항을 측정 하였다. 이론적으로만 알던 전기저항값을 실제로 실험,측정하여 수치를 눈으로 확인할수 있었던 좋은 시간이 되었던 것 같다. 위에 결과값에서 보면 측정한 값이랑 이론값이 다소 차이가 나는 것을 발견할 수 있었는데 정확히 계산을 통해 구해낸 값이 아니라 기계가 자동적으로 측정된 값이라 약간의 오차가 생겼다는 점이 의아하다. 이 오차의 원인으로는 공기중에 휴대폰이나 여러 전자 물질들의 전기장적인 힘과 공기내부에 원소들에 의해 조금의 오차가 발생하지 않았을까 추측하는 바이다. 또한 기계적인 문제나 박막에 도핑하는 과정에 서 약간의 성분이나 결함으로 오차가 발생했으리라 추측한다.
