CN101126777A - 一种测量硅化金属阻止区纯电阻及界面电阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量硅化金属阻止区纯电阻及界面电阻的方法，将一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构，多次测量不同版图宽度W的电阻器后得到相应的函数曲线图，根据相应的W值得到对应的纯电阻R_pure阻值和界面电阻R_interface阻值。

Description

一种测量硅化金属阻止区纯电阻及界面电阻的方法

技术领域

本发明涉及一种测量硅化金属阻止区纯电阻及界面电阻的方法，更进一步而言，涉及一种在复合模拟信号电路中使用4端电阻测试图形来测量硅化金属阻止区(SAB Salicide Block)纯电阻及界面电阻的方法。

背景技术

在复合模拟信号电路设计中，例如在计算电桥或电阻不匹配时，经常要使用到SAB电阻值的精确电阻值。在现代技术中设计人员更多的使用P+poly SAB电阻，由于其与N+poly SAB电阻相比，具有更大的片电阻，更小的电压系数和更好的匹配特性。因为设计者总是希望得到电路的精确的SAB电阻，这使得提供确值电阻及某些附加阻值的特性给设计者使用变得非常重要。请参阅图1，图1是poly SAB电阻设计示意图。一个完整的SAB电阻设计同时包括SAB纯电阻Rpure以及在SAB电阻和硅化物电阻之间的那部分称之为SAB界面电阻Rinterface的两部分。为了精确的测量SAB纯电阻值和界面电阻值，就需要一个新的测量方法来快速获得这两个电阻值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确测量硅化金属阻止区(SAB)纯电阻值和界面电阻值的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种测量硅化金属阻止区纯电阻的方法，包括如下步骤：

(1)形成一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构；

(2)在电阻器的接线端口1处施加电压Vforce1，接线端口4为接地端，使得在接线端口1和接线端口4之间产生电流Iforce；

(3)测量接线端口2和接线端口3的感应电压Vsense1和Vsense2，得到接线端口2和接线端口3之间的纯电阻Rpure的阻值，其中， $\mathrm{Rpure}=\frac{\mathrm{Vsensel}-\mathrm{Vsense}2}{\mathrm{Iforce}};$

(4)根据公式 $\mathrm{Rpure}=\frac{\mathrm{Rsh}*L}{W-\mathrm{deltaW}}$ 可得到Rsh的值，其中，Rsh是方块电阻，L是接线端口2和接线端口3之间的长度，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差；

(5)根据确定Rsh、deltaW值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个L/Rpure相对于W的函数曲线图，从函数曲线图可快速获得不同版图宽度W情况下的纯电阻Rpure的阻值。

其中，所述开尔文电阻可以是N/P结或者N/P扩散型SAB电阻。

此外，本发明还提供了另一种技术方案：一种测量硅化金属阻止区界面电阻的方法，包括如下步骤：

(1)形成一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构；

(2)在测试图形结构的接线端口1处施加电压Vforce1，接线端口4为接地端，使得在接线端口l和接线端口4之间产生电流Iforce；

(3)测量接线端口2的感应电压Vsense1，得到接线端口1和接线端口2之间的界面电阻Rinterface的阻值，其中， $\mathrm{Rinterface}=\frac{\mathrm{Vforcel}-\mathrm{Vsensel}}{\mathrm{Iforce}};$

(4)根据公式 $\mathrm{Rinterface}=\frac{\mathrm{Rint}}{\mathrm{Weff}}$ 可得到电阻Rint的值，其中，Weff＝W-deltaW，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差；

(5)根据确定的Rint和Weff的值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个Rinterface相对于1/Weff的函数曲线图，从函数曲线图可快速获得不同版图宽度W情况下的界面电阻Rinterface的阻值。

其中，所述开尔文电阻可以是N/P结或者N/P扩散型SAB电阻。

本发明将一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构，多次测量不同版图宽度W的电阻器后得到相应的函数曲线图，根据相应的W值得到对应的纯电阻Rpure阻值和界面电阻Rinterface阻值。

附图说明

图1是SAB电阻测试图形结构示意图。

图2是SAB电阻等效电路图。

图3是测量纯电阻时L/Rpure相对于W的函数曲线图。

图4是测量界面电阻时Rinterface相对于1//Weff的函数曲线图。

具体实施方式

首先，形成一个SAB电阻测试图形结构，该结构是一个具有4个接线端口的开尔文电阻结构，如图1所示。电阻可以是N/P结或者N/P扩散型SAB电阻。其等效电路如图2所示：

界面电阻Rinterface是指接线端口1和接线端口2之间或者接线端口3和接线端口4之间的电阻值。在本发明中，应用最小设计规则绘制接线端口1和2或者接线端口3和4之间的设计。而纯电阻Rpure是指接线端口2和3之间的电阻值。由于Rc和金属导线本身的阻值相对于界面电阻Rinterface和纯电阻Rpure而言是非常小的，在本发明中可以忽略不计。

为了获得精确的阻值，我们采用不同宽度的电阻器。我们在接线端口1施加电压，称为Vforce1，使得在接线端口1和4之间产生电流，称之为Iforce，接线端口4为接地端。那么接线端口2和接线端口3位电压感应端，可以分别得到感应电压Vsense1和Vsense2。基于以上的测量，我们可以得到电阻器接线端口1和2之间的界面电阻Rinterface， $\mathrm{Rinterface}=\frac{\mathrm{Vforcel}-\mathrm{Vsensel}}{\mathrm{Iforce}},$ 以及纯电阻Rpure， $\mathrm{Rpure}=\frac{\mathrm{Vsensel}-\mathrm{Vsense}2}{\mathrm{Iforce}}$ 。对于不同宽度的电阻器，我们可以得到不同的界面阻值和纯电阻。纯电阻Rpure可以通过公式 $\mathrm{Rpure}=\frac{\mathrm{Rsh}*L}{W-\mathrm{deltaW}}$ 运算来得到。其中，Rsh是方块电阻，L是接线端口2和接线端口3之间的长度，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差。当长度足够大时，其测量误差是可以忽略的。界面电阻Rinterface可以通过公式 $\mathrm{Rinterface}=\frac{\mathrm{Rint}}{\mathrm{Weff}}$ 运算而得到。其中，Weff＝W-deltaW，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差。

通过上述公式的计算，我们可以得到确定的Rsh、deltaW的值，根据确定的Rsh、deltaW的值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个L/Rpure相对于W(图3中的Width)的函数曲线图，如图3所示。根据该函数曲线图，可快速获得不同版图宽度W情况下的纯电阻Rpure的阻值。

同样地，通过上述公式的计算，我们也可以得到确定的Rint和Weff的值，根据确定的Rint和Weff的值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个Rinterface相对于1/Weff的函数曲线图，如图4所示。根据该函数曲线图，可快速获得不同版图宽度W情况下的界面电阻Rinterface的阻值。

本发明将一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构，多次测量不同版图宽度W的电阻器后得到相应的函数曲线图，根据相应的W值得到对应的纯电阻Rpure阻值和界面电阻Rinterface阻值。

Claims (4)

1.一种测量硅化金属阻止区纯电阻的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)形成一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构；

(2)在电阻器的接线端口1处施加电压V_force1，接线端口4为接地端，使得在接线端口1和接线端口4之间产生电流I_force；

(3)测量接线端口2和接线端口3的感应电压V_sense1和V_sense2，得到接线端口2和接线端口3之间的纯电阻R_pure的阻值，其中，

$R_{\mathrm{pure}}=\frac{\mathrm{Vsense}1-\mathrm{Vsense}2}{\mathrm{Iforce}};$

(4)根据公式 $R_{\mathrm{pure}}=\frac{\mathrm{Rsh}*L}{W-\mathrm{deltaW}}$ 可得到R_sh的值，其中，R_sh是方块电阻，L是接线端口2和接线端口3之间的长度，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差；

(5)根据确定R_sh、deltaW值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个L/R_pure相对于W的函数曲线图，从函数曲线图可快速获得不同版图宽度W情况下的纯电阻R_pure的阻值。

2.如权利要求1所述的测量硅化金属阻止区纯电阻的方法，其特征在于：所述开尔文电阻可以是N/P结或者N/P扩散型SAB电阻。

3.一种测量硅化金属阻止区界面电阻的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)形成一个具有4个接线端口的开尔文电阻器结构，作为SAB电阻测试图形结构；

(2)在测试图形结构的接线端口1处施加电压V_force1，接线端口4为接地端，使得在接线端口1和接线端口4之间产生电流I_force；

(3)测量接线端口2的感应电压V_sense1，得到接线端口1和接线端口2之间的界面电阻R_interface的阻值，其中， $R_{\mathrm{interface}}=\frac{\mathrm{Vforce}1-\mathrm{Vsense}1}{\mathrm{Iforce}};$

(4)根据公式 $R_{\mathrm{interface}}=\frac{\mathrm{Rint}}{\mathrm{weff}}$ 可得到电阻R_int的值，其中，Weff＝W-deltaW，W是版图宽度，deltaW为硅片基于工艺的宽度误差；

(5)根据确定的R_int和Weff的值，至少测量2个以上具有不同版图宽度W的电阻器，可得到一个R_interface相对于1/Weff的函数曲线图，从函数曲线图可快速获得不同版图宽度W情况下的界面电阻R_interface的阻值。

4.如权利要求3所述的测量硅化金属阻止区界面电阻的方法，其特征在于：所述开尔文电阻可以是N/P结或者N/P扩散型SAB电阻。

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