Для определения характеристик тонкоплёночных элементов применяют величину, измеряемую в Омах на единицу площади. Значение зависит от толщины покрытия и свойств материала. Например, медная плёнка 1 мкм демонстрирует показатель 0,017 Ом·м.
Формула вычисления: R□ = ρ / d, где ρ – удельная проводимость (Ом·м), d – толщина слоя (м). Для алюминиевого напыления 500 нм при ρ = 2,65×10⁻⁸ Ом·м результат составит 0,053 Ом.
Практическое применение: при проектировании печатных плат учитывают данный параметр для дорожек разной ширины. Медная фольга 35 мкм стандартно имеет 0,5 мОм, что позволяет точно прогнозировать потери мощности.
Параметр на единицу площади: суть и методика определения
Для определения величины на единицу площади материала применяют формулу: R□ = ρ / d, где ρ – удельное значение, d – толщина слоя. Например, при ρ = 1 Ом·м и d = 1 мкм результат составит 1 Ом/□.
Примеры расчётов
Медная плёнка толщиной 500 нм с ρ = 1.68×10-8 Ом·м даёт значение: 1.68×10-8 / 5×10-7 = 0.0336 Ом/□.
Практическое применение
В микроэлектронике для тонких покрытий используют четырехзондовый метод измерений. Данные заносят в таблицу, сравнивая с нормативами для конкретных материалов (алюминий, никель, графит).
Погрешность вычислений не должна превышать 5%. При отклонениях проверяют однородность слоя и точность измерительного оборудования.
Значение и применение параметра «Ом на клетку»
Величина, измеряемая в Ом/□, характеризует способность материала препятствовать прохождению тока через его поверхность. Используется для анализа тонкоплёночных структур, таких как проводящие покрытия, сенсорные экраны или солнечные элементы.
Ключевые области применения:
- Производство прозрачных электродов (ITO, графен);
- Контроль качества металлизированных слоёв в микроэлектронике;
- Оптимизация резистивных плёнок в датчиках давления.
Пример: Для ITO-покрытий типичное значение составляет 10–100 Ом/□. Чем ниже показатель, тем выше проводимость материала при одинаковой толщине.
Методика измерения: четырёхточечный зонд или специализированные тестеры фиксируют разность потенциалов на участке заданной геометрии. Формула: R□ = (π/ln2) × (V/I), где V – напряжение, I – ток.
Методика определения удельного показателя для различных веществ
Для медных проводников при 20°C значение составляет 1,68×10⁻⁸ Ом·м. Умножьте этот параметр на длину образца в метрах, затем разделите на площадь поперечного сечения в квадратных метрах.
Алюминиевые сплавы имеют коэффициент 2,82×10⁻⁸ Ом·м. При работе с тонкими пленками пересчитайте толщину слоя в нанометрах, используя формулу: (удельный параметр × 10⁹) / толщина.
Для графитовых покрытий диапазон варьируется от 3×10⁻⁵ до 8×10⁻⁵ Ом·м. Измерьте образец микрометром, затем примените закон Ома для участка цепи с известным напряжением и силой тока.
Нихромовые нагреватели (80% Ni, 20% Cr) демонстрируют 1,1×10⁻⁶ Ом·м. При проектировании спирали учитывайте температурный коэффициент +0,4% на каждый градус выше 20°C.
Полупроводниковые материалы требуют учета легирования. Кремний с добавкой фосфора 10¹⁶ см⁻³ имеет 0,1 Ом·см. Используйте четырехзондовый метод для точных замеров.
