范德堡測量

1、四探針技術(shù)測量薄層電阻的原理及應(yīng)用四探針技術(shù)測量薄層電阻的原理及應(yīng)用劉新福，孫以材，劉東劉新福，孫以材，劉東升（河北工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)研究所，天津（河北工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)研究所，天津）2009041911:52:03摘要：對四探針技術(shù)測試薄層電阻的原理進行了綜述，重點分析了常規(guī)直線四探針法、改進范德堡法和斜置式方形Rymaszewski法的測試原理，并應(yīng)用斜置式Rymaszewski法研制成新型的四探針測試儀，利用該儀器對樣品進行了微區(qū)

2、（300μm300μm）薄層電阻測量，做出了樣品的電阻率等值線圖，為提高晶錠的質(zhì)量提供了重要參考。關(guān)鍵詞：四探針技術(shù)；薄層電阻；測試技術(shù)1引言許多器件的重要參數(shù)和薄層電阻有關(guān)，在半導(dǎo)體工藝飛速發(fā)展的今天，微區(qū)的薄層電阻均勻性和電特性受到了人們的廣泛關(guān)注。隨著集成電路研究的快速發(fā)展，新品種不斷開發(fā)出來，并對開發(fā)周期、產(chǎn)品性能（包括IC的規(guī)模、速度、功能復(fù)雜性、管腳數(shù)等）的要求也越來越高。因此不僅需要完善的設(shè)計模擬工具和穩(wěn)定的工藝制備能力，

3、還需要可靠的測試手段，對器件性能做出準(zhǔn)確無誤的判斷，這在研制初期尤其重要。四探針法在半導(dǎo)體測量技術(shù)中已得到了廣泛的應(yīng)用，尤其近年來隨著微電子技術(shù)的加速發(fā)展，四探針測試技術(shù)已經(jīng)成為半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中應(yīng)用最為廣泛的工藝監(jiān)控手段之一[1]。本文在分析四探針技術(shù)幾種典型測試原理的基礎(chǔ)上，重點討論了改進Rymaszewski法[2]的應(yīng)用，研制出一種新型測試儀器，并對實際樣品進行了測試。2四探針測試技雙電測方法的優(yōu)越性就顯得更加突出。然而，文獻[1

4、0]用有限元的方法證明了Rymaszewski法當(dāng)樣品或測試區(qū)域為有限尺寸的矩形時需要做邊緣效應(yīng)修正，只有當(dāng)四探針在樣品寬度的中央?yún)^(qū)，且矩形的長度能容納下四根探針時不需邊緣效應(yīng)修正。由矩形四探針測量法衍生出改進的Rymaszewski直線四探針法即方形Rymaszewski四探針法，這是薄層電阻測量的又一方法，也是本文介紹的新型測試儀研制的重要依據(jù)。改進的范德堡法利用四根斜置的剛性探針，不要求等距、共線，只要求依靠顯微鏡觀察，保證針尖在

5、樣品的方形四個角區(qū)邊界附近一定界限內(nèi)，用改進的范德堡公式，由四次電壓、電流輪換測量得到薄層電阻，可以用于微區(qū)薄層電阻的測定。不需要測量針尖與樣品之間相對距離，不需要作邊緣效應(yīng)修正，不需要保證重復(fù)測量時探針位置的一致性，探針的游移不影響測量結(jié)果，不需要制備從微區(qū)伸出的測試臂和金屬化電極，簡便、快捷、可行[1113]。這種方法可在微區(qū)薄層電阻測試圖形上確定出探針放置的合理測試位置，用有限元方法給予了證明，探針在陰影區(qū)的游移不影響測量結(jié)果[1