在半导体领域，尤其是硅材料的研究与应用中，电阻率和方阻是两个核心概念，它们虽都与电学特性相关，但内涵和应用各有侧重。硅作为最常见的半导体材料，在MEMS器件和集成电路中扮演重要角色，正确理解电阻率和方阻的定义与区别，对材料选择、工艺设计和性能评估至关重要。

电阻率与方阻的基本定义

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量，是材料的固有属性。具体而言，某种材料制成的长为1米、横截面积为1平方米的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率，单位通常为Ω·m，半导体领域习惯使用Ω·cm。

对于硅材料而言，电阻率取决于其内部电子和空穴的浓度，而与材料的尺寸和形状无关，它反映的是材料本身阻碍电流通过的能力。

方阻，全称为方块电阻，指薄膜单位面积上的电阻，其数值等于电阻率除以材料厚度，单位为Ω/sq。

方阻有一个重要特性：

任意大小的正方形薄膜，其边到边的电阻值相同，无论正方形边长是1米还是1毫米，方阻都保持一致。这一特性使方阻在薄膜电学设计中具有独特优势。

应用中的区别与适用场景

在实际应用中，电阻率常用于表征硅晶圆或绝缘体上硅（SOI）等块体材料的电学性能。硅片通常分为高阻硅和低阻硅，高阻硅中杂质浓度极低，一般在10¹² cm⁻³以下，电阻率范围在10³至10⁶ Ω·cm之间。由于高电阻率对材料纯度要求极高，其制造工艺复杂，且经退火处理后电阻率可能出现衰减。电阻率作为材料本征参数，能为后续工艺设计提供重要依据。

方阻则主要针对薄膜结构提出，尤其在MEMS器件设计中广泛应用。方阻的概念简化了电学计算：只要知道方阻值，并通过电阻长度与宽度的比值确定方块数，就能直接计算出总电阻。

例如，对于多晶硅或注入单晶硅薄膜，无需精确知道注入深度（结深），仅通过测定方阻值即可完成电路部分设计，极大提高了效率并方便了设计与制造人员之间的沟通。

电阻率与方阻的测定方法

四探针法是测定半导体材料电阻率和方阻的常用方法。其原理是在样品表面放置四根等间距的探针，通过外侧两探针施加电流I₁₄，测量中间两探针之间的电压差V₂₃ ，进而计算参数。该方法能有效消除接触电阻影响，具有较高精度。

具体而言，测试方阻时，计算公式为：Rsq = (π/ln2) · V₂₃ / I₁₄。该公式表明，四探针法测试方阻与薄膜厚度和形状无关，无需额外测定膜厚即可直接读取方阻值，极大方便了测试过程。对于厚度大于0.1毫米、直径2英寸以上的硅晶圆电阻率测试，计算公式为：ρ = 2πs · V₂₃ / I₁₄，其中s为探针间距。

电阻率和方阻虽都用于描述硅材料的电学特性，但电阻率侧重于材料本身的固有性质，而方阻更注重薄膜在实际设计中的便捷应用。