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微区电阻测试方法及新测试仪研制

微区电阻测试方法及新测试仪研制

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河北工业大学微电子研究所4/56789:;<=/天津#""’#"0

特别对改进范德堡四探针技术方法的测试>?@文章对国内外开展微区薄层电阻测试的方法进行了综述,

原理、测试过程与测试结果进行了论述与分析,对微区电阻测试方法的进一步发展提出了一种可操作的方法,并研制出新型四探针测试样机。

改进范德堡法,四探针测试技术,89::;3<技术ABC@微区薄层电阻,

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随着科学技术的不断发展,存储器容量激增,

作为其基础元件的集成电路已由超大规模向甚大规模阶段发展,图形日益微细化,电路尺寸不断缩小,线宽已从微米级缩小到亚微米级%实际生产中的线宽已采用"&’#!()’*,因此对晶体的完美性、机械及电学特性提出更为严格的要求,特别是微区的电学特性及其均匀性更引起人们的关注。许多器件的重要参数与电阻率及掺杂有关,微区掺杂和电阻率均匀性不仅影响材料而且影响器件的特性。用陪片的方法来控制片子的基区、发射区的掺杂已不能满足要求。传统的一些测试方法也都不同程度地有一定的局限性。本文重点介绍了采用改进范堡法测试的实例,及微区薄层电阻测试方法的最新研究进展。

其中’/$#%’($#0是范德堡修正函数。&是所用测试电流,$#是第#次测量所得的电压。

该方法在测试过程中通过567转换读入四次电压值并存入单片机,根据(式利用单片机编程’)可以在测试过程中很方便地计算出薄层电阻!"的值,同时通过观察单片机显示的电压值可判断探针放置的位置是否合适,这样加快了测试的速度,提高了准确性)’,*。这已在89::;3<技术中得到应用)’.*。

这种方法可在微区薄层电阻测试图形上确定出探针放置的合理测试位置,用有限元方法给予了证明,探针在阴影区的游移不影响测量结果)’#*。将电压电流四次轮换测量结果经采样、567变换、由微处理器直接转换成薄层电阻,并将各点测试结果绘成85==>?@图)’A%’B*。

该方法的特点是利用斜置的探针,探针有足够的直径以保证刚性。样品面上探针间距取决于针尖半径,因此可以用于小至$"!(微区的薄层电阻的测定。不需要测量针尖与样品之间相对距离,不需要作边缘效应修正,不需要保证重复测量时探针位置的一致性,探针的游移不影响测量结果,不需要制备从微区伸出的测试臂和金属化电极,简便、快捷、可行。有关原理已在文献)’#-’.*中给予证明。通过具体测试试验,已经对大的方形硅片、矩形硅片

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微区薄层电阻的均匀性不仅与材料的制备过

程密切相关,而且直接关系到所制造器件的性能,直接影响器件的设计、制造过程等。因此,国内外都十分关注微区电阻的测试工作,使这一研究工作,取得了良好的效果)+*。现将硅片电阻测试的方法汇总如表’所示。

我们应用的改进范德堡法),%’#-’.*是利用斜置的刚性探针,不要求等距,共线,只要求依靠显微镜观察,保证针尖在样品的的四个角区边缘附近的一定界线内/如图’所示0,用下面的改进范德堡公式/’0,由四次电压电流轮流测量得到薄层电阻且探针的游移不影响测量结果。

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收稿日期R!""#C"!C!’

基金项目R国家自然科学基金资助项目(,$!A!""’)

河北省自然科学基金项目

天津市自然科学基金项目("’#,"!"’’

微区电阻测试方法及新测试仪研制

、’""!(方形触突)’#*以及图’所示=CD;隔离微区

进行测定验证)’#%’+*,而且从理论上推出和实验中证实

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