Кіріспе

Жұқа пленканың электр кедергісі. Төртбұрышты кедергі – бұл екі қарама-қарсы қабырғаларына контактілер орнатылған, шаршы пішіндес жұқа материалдың кедергісі. Бұл көбінесе біркелкі қалыңдыққа ие жұқа пленкалардың электр кедергісін өлшеу үшін қолданылады. Ол жартылай өткізгіштерді қоспалау, металл жабыну, кедергілік пастаны басып шығару және шыны жабыну арқылы жасалған материалдарды сипаттау үшін жиі қолданылады. Осы процестердің мысалдары: қоспаланған жартылай өткізгіш аймақтар (мысалы, кремний немесе поликремний) және қалың пленкалы гибридтік микросхемалардың негіздеріне экранды басып шығарылған резисторлар. Кедергіге немесе қарсылыққа қарағанда төртбұрышты кедергінің артықшылығы – оны төрт терминалды өлшеу (төрт нүктелі зондты өлшеу деп те аталады) арқылы тікелей немесе контактісіз, екі айналмалы токқа негізделген сынау құрылғысы арқылы жанама түрде өлшеуге болады. Төртбұрышты кедергі пленканың мөлшері өзгерген кезде өзгере қоймайды, сондықтан оны өлшемдері әртүрлі құрылғылардың электрлік қасиеттерін салыстыру үшін пайдалануға болады.

Бірліктер

Қабаттық кедергі – біркелкі қалыңдығы бар қабаттың арнайы бір түрі. Көбінесе, кедергілік (көлемдік кедергілік, нақты электр кедергілігі немесе көлемдік кедергілік деп те аталады) Ω·м бірліктерімен өлшенеді, толық жазылуы Ω·м²/м (Ω·аудан/ұзындық) бірліктерімен беріледі. Қабаттың қалыңдығына (м) бөлгенде, бірліктері Ω·м·(м/м)/м = Ω болады. "(м/м)" термині қысқартылады, бірақ омада жауап беретін ерекше "квадрат" жағдайын көрсетеді. Балама, жиі қолданылатын бірлік – "ом-квадрат" (белгісі "") немесе "квадратқа шаққандағы ом" (белгісі "Ω/кв" немесе ""), ол өлшемдік тұрғыдан омға тең, бірақ қабаттық кедергілік үшін ғана қолданылады. Бұл артықшылық, себебі 1 Ом қабаттық кедергілік контекстен тыс алып, 1 Ом көлемдік кедергілік деп қате түсінілуі мүмкін, ал 1 Ом/кв қабаттық кедергілік осылай қате түсінілмейді. "Квадратқа шаққандағы ом" аталымының себебі – 10 Ом/кв қабаттық кедергілікке ие квадрат пішіндес қабаттың нақты кедергісі, оның мөлшеріне қарамастан 10 Ом болады. (Квадрат үшін, , сондықтан .) Бұл бірлікті шамамен "омдар · қатынас" деп қарастыруға болады. Мысал: 3 бірлік ұзындығы және 1 бірлік ені (қатынасы = 3) бар, қабаттық кедергілігі 21 Ом/кв материалдан жасалған қабат 63 Ом (өйткені ол 1 бірлік × 1 бірлік өлшемдес үш квадраттан тұрады) көрсетеді, егер 1 бірлік жиектері әр жиекке толық жанасқан омметрге қосылса.

Өлшем

Төрт нүктелі зонд контактілік кедергіні болдырмау үшін қолданылады, ол көбінесе парақ кедергісімен шамалас болады. Әдетте, екі зондқа тұрақты ток беріледі, ал қалған екі зондтағы потенциал жоғары кедергілі вольтметрмен өлшенеді. Төрт нүктелі тізімнің пішініне қарай геометриялық коэффициент қолданылуы тиіс. Екі кең таралған тізім – шаршы және тізбектей орналасқан. Толығырақ ақпарат алу үшін Ван дер Пау әдісіне жүгініңіз. Өлшеуді жоғары өткізгіштігі бар шиналық таяқшаларды шаршы (немесе тіктөртбұрышты) үлгінің қарама-қарсы жиектеріне қосу арқылы да жасауға болады. Шаршы ауданға шаққандағы кедергі Ω/кв бірлігімен өлшенеді. Тіктөртбұрыш үшін тиісті геометриялық коэффициент қосылады. Шиналық таяқшалар омикалық контакті жасауы керек. Индуктивтік өлшеу де қолданылады. Бұл әдіс айқын ағындардың тудырған қорғаныш әсерін өлшеуге арналған. Бұл техниканың бір түрінде сынақ үлгісі ретіндегі өткізгіш парақ екі катушканың арасына орналастырылады. Бұл контактісіз парақ кедергісін өлшеу әдісі қапталған жұқа пленкаларды немесе беті тегіс емес пленкаларды сипаттауға да мүмкіндік береді. Екі нүктелі зондты қолданудың өте қарапайым әдісі – зондтар жақын орналасқандағы және алыс орналасқандағы кедергіні өлшеу. Бұл екі кедергі арасындағы айырмашылық парақ кедергісінің шамасына жуық болады.

Типтік қолданулар

Кедергі беттік өлшемдері өткізгіш немесе жартылай өткізгіш қаптамалар мен материалдардың біртектілігін сипаттау үшін, мысалы, сапаны бақылау мақсатында өте кең таралған. Типтік қолданыстары – металл, ТСО, өткізгіш наноматериалдар немесе сәулеттік шыны, кремний пластиналары, жалпақ панельді дисплейлер, полимерлік пленкалар, OLED, керамика сияқты жабындардың өндіріс процесін бақылау. Қатты немесе дөңгелек бетті материалдарды бір нүктеде өлшеу үшін көбінесе төрт нүктелі зонд қолданылады. Жұқа немесе қапталған қаптамалар, өндіріс процесіндегі өлшемдер және жоғары ажыратымдылық карта жасау үшін контактісіз едір ток жүйелері қолданылады.