四探针应用｜靶基距对 AZO 薄膜电学特性的影响

丘山仪器四探针电阻测试仪在薄膜材料上是一种常用且方便的电阻率测试仪，薄膜材料的电阻率与众多因素有关，通过研究了解电阻率与其他因素的关系，可以反过来透过电阻率来反应薄膜材料的其他特性，这样只需测量出薄膜材料电阻率这一个数据，就可以侧面得到薄膜材料的众多其他特性。丘山仪器四探针电阻测试仪，操作简便，性能稳定，且内置的 Smart FPP软件可以帮助用户进行方阻、电阻率、电导率等方面的数据修正与分析，有助于用户及时发现判断生产线上的薄膜是否出现质量问题。

图 a  技术咨询176-5252-0563

固定溅射参数为：基底温度 200℃，工作气压 0.3Pa，溅射时间为 30min，溅射功率为 100W，改变靶基距为 40、50、60、70、80mm，在纯 Ar 气氛中制备 AZO 薄膜样品，记为 D1、D2、D3、D4、D5。电阻率与靶基距的关系如图 a 所示。

图 b 

固定溅射参数为：基底温度 400℃，工作气压 0.3Pa，溅射时间为 15min，溅射功率为 200W，改变靶基距为 40、50、60、70、80mm，在纯 Ar 气氛中制备 AZO 薄膜样品，记为 D6、D7、D8、D9、D10。电阻率与功率的关系如图 b 所示。

由两图可知，随着靶基距的增加，薄膜的电阻率增加。这是因为当压强和溅射功率一定时，溅射室内粒子的平均自由程为定值，溅射离子要在靶材与基底这段距离中与反应气体中的离子发生碰撞。当靶基距增加时，溅射离子与其他粒子发生碰撞反映的几率增加，能量损失增加且有一部分未能到达基底，即使能够沉积到基片上，能量也已减弱了很多，这些低能粒子在基底表面的迁移扩散能力减低。同时，薄膜的厚度也会下降很多，这都会导致薄膜的导电性下降。

仔细观察 a 图，可以发现 40mm 的靶基距时的电阻率比 50mm 时的大，这说明靶基距也不是越小越好。可以从以下几个方面来解释原因：首先，当靶基距过小时， Ar+得不到充分加速，如果能量达不到靶材的阈值则不能发生溅射；其实，如果能够发生溅射，那么由于距离短，溅射出来的粒子到达基底时还具有很高的能量。这时容易发生反溅射，即粒子到达基底表面时被反弹回来，而不能沉积下来，或者高能的溅射粒子轰击到基底上时，会破坏已成形的薄膜；再者，由于靶基距过小，等离子体被压缩在狭小的空间就会具有很大的能量密度，因此具有很高的温度，会对薄膜表面产生辐射损伤，从而影响成膜过程的晶粒生长方向、均匀性以及晶粒的分布，使薄膜质量下降，这也会造成薄膜电阻率的上升。由此可知，随着靶基距的增加，薄膜的电阻率呈增加趋势。

丘山仪器全自动扫描四探针

丘山仪器四探针电阻测试仪有全自动和半自动两种类型。丘山仪器全自动四探针能够对样品进行快速、自动的多点扫描，并获取样品不同位置的电阻、电阻率分布信息。丘山仪器半自动四探针能够手动灵活选择想要测量的样品位置点，从而获取样品的电阻、电阻率等信息。更过信息欢迎登录丘山仪器官网了解https://www.qiushan-tech.com/