CMOS工藝平臺的Poly 方塊電阻有四種類型的電阻,它們分別是n型金屬硅化物Poly 方塊電阻、P型金屬硅化物 Poly 方塊電阻、n 型非金屬硅化物 Poly 方塊電阻和p型非金屬硅化物Poly 方塊電阻。
根據測試結構形狀的不同,Poly方塊電阻的測試結構有兩種:第一種是狗骨頭狀的測試結構,它的測試結構的長度受到PAD與PAD之間的距離限制,通常最大的長度是100μm;第二種是蛇形的測試結構,它的測試結構的長度可以有效利用PAD與PAD之間的面積,最大的長度可達幾千微米。
圖5-38 和圖5-39所示為第一種測試結構的 Poly 方塊電阻的版圖,圖5-40所示為它們的剖面圖。Poly方塊電阻的版圖是狗骨頭狀的,兩端引線的面積很大,很大的面積可以容納更多的接觸孔,從而減小接觸電阻,達到忽略接觸電阻對Poly方塊電阻的影響的目的,那么測得的電阻值就是Poly的方塊電阻。雖然 Poly 方塊電阻是設計在STI上的,并且它與襯底 Psub是完全隔離的,但是為了更好的隔離襯底的噪音,通常會把 Poly 方塊電阻設計在NW里。
圖5-42~5-45 所示為第二種測試結構的 Poly 方塊電阻的版圖。Poly 方塊電阻的版圖是蛇形的。蛇形的測試結構可以增大方塊電阻的個數,平均化的方塊電阻,可以有效地減小兩端接觸電阻的影響。利用蛇形設計的測試結構的測試結果會比用狗骨頭狀設計的測試結構更準確。蛇形的Poly 方塊電阻也是設計在NW里。
圖5-41所示為Poly 方塊電阻的電路連接圖。Poly 方塊電阻是三端器件,它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底(NW),它們分別連到PAD_P1、PAD_P2 和PAD_B。WAT 測試機器通過電阻兩端的端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端,從而測得所需的電性特性參數數據。襯底的偏置電壓對 Poly的方塊電阻沒有影響,所以測試時襯底是懸空的。
Poly方塊電阻的WAT參數包括Rs_NPoly(n 型金屬硅化物Poly方塊電阻),Rs_PPoly(p型金屬硅化物 Poly 方塊電阻),Rs_NPoly_SAB(n 型非金屬硅化物 Poly 方塊電阻)和Rs_PPoly_SAB(p 型非金屬硅化物 Poly方塊電阻)。
圖5-46所示為測量 Poly方塊電阻的示意圖。測量這四種 Poly方塊電阻的基本原理都是一樣的,在電阻的一端加載DC電壓1V, 另一端接地,從而測得電流Ip,Poly方塊電阻=(1/Ip) (L/W),W和L分別是Poly 方塊電阻的寬度和長度。
影響 Poly 方塊電阻的因素包括以下3方面:
1) n+和p+離子注入異常;
2) Poly 刻蝕尺寸異常;
3)硅金屬化(Salicide)相關工藝異常。
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原文標題:Poly 方塊電阻的測試條件-----《集成電路制造工藝與工程應用》 溫德通 編著
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