[发明专利]一种精确测定薄膜材料膜厚方向电阻率的方法及其装置

权利要求书

1.一种精确测定薄膜材料膜厚方向电阻率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在绝缘衬底上自下而上依次沉积第一条形导电金属薄膜、第一绝缘层、待测薄膜、第二绝缘层及第二条形导电金属薄膜，形成待测样品，其中第一绝缘层与第二绝缘层在相同位置分别留有大小位置完全相同的导电孔，使上下两层的第一条形导电金属薄膜、第二条形导电金属薄膜与中间夹层的待测薄膜通过上下两导电孔接触导通；

2)在第一条形导电金属薄膜的一侧与第二条形导电金属薄膜的另一侧之间串联可调直流电源及电流表、形成电流通路，同时在第一条形导电金属薄膜的另一侧与第二条形导电金属薄膜的一侧之间连接电压表；

3)采用电流通路与电压测试端分离的方法，对步骤2)中形成的电流通路通入一定电流，电压表采集第一条形导电金属薄膜、第二条形导电金属薄膜层上下两表面在对应于两导电孔处之间的电压值，再根据电流表示数获得测量的导电孔两端的电阻值，再结合待测薄膜与第一条形导电金属薄膜、第二条形导电金属薄膜层的接触电阻，计算得到待测薄膜膜厚方向的净电阻值，进而求得待测薄膜膜厚方向的电阻率。

2.如权利要求1所述的精确测定薄膜材料膜厚方向电阻率的方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括如下步骤：

a)根据传输线模型TLM法测得待测薄膜与第一条形导电金属薄膜的接触电阻R₁、待测薄膜与第二条形导电金属薄膜层的接触电阻R₂；

b)采用正反两向给待测薄膜通以等值的直流电，对同一输出电流时测量导电孔K₁、K₂两端的电阻值为：

r=12(UI+U′I′)]]>

式中，U、I分别为正向输出电流时电流表和电压表的示数，U’、I’分别为反向输出电流时电流表和电压表的示数；

c)调节直流源的输出电流值，得到一系列对应不同电流值时，导电孔两端的电阻值：

r1=12(U1I1+U1′I1′),r2=12(U2I2+U2′I2′)...rn=12(UnIn+Un′In′)]]>

取其平均值作为测量得到的导电孔两端的电阻值

d)最后，通过步骤c)获取的导电孔两端的电阻值R’，结合步骤a)得到的待测薄膜与第一条形导电金属薄膜、第二条形导电金属薄膜层的接触电阻R₁和R₂，计算得到待测薄膜膜厚方向的净电阻值为：R＝R’-R₁-R₂，进而得到待测薄膜膜厚方向的电阻率为：

ρ=RSd]]>

式中，S为导电孔的面积，d为待测薄膜膜厚。