范德堡測量

1、四探針技術測量薄層電阻的原理及應用四探針技術測量薄層電阻的原理及應用劉新福，孫以材，劉東劉新福，孫以材，劉東升（河北工業(yè)大學微電子技術研究所，天津（河北工業(yè)大學微電子技術研究所，天津）2009041911:52:03摘要：對四探針技術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，為提高晶錠的質量提供了重要參考。關鍵詞：四探針技術；薄層電阻；測試技術1引言許多器件的重要參數(shù)和薄層電阻有關，在半導體工藝飛速發(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，對器件性能做出準確無誤的判斷，這在研制初期尤其重要。四探針法在半導體測量技術中已得到了廣泛的應用，尤其近年來隨著微電子技術的加速發(fā)展，四探針測試技術已經(jīng)成為半導體生產(chǎn)工藝中應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幾種典型測試原理的基礎上，重點討論了改進Rymaszewski法[2]的應用，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法當樣品或測試區(qū)域為有限尺寸的矩形時需要做邊緣效應修正，只有當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，不需要作邊緣效應修正，不需要保證重復測量時探針位置的一致性，探針的游移不影響測量結果，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果[1