CN102928669A

CN102928669A - 半导体硅片的电阻率测试方法及测试结构

Info

Publication number: CN102928669A
Application number: CN2012104146751A
Authority: CN
Inventors: 许丹
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明公开了一种半导体硅片的电阻率测试方法及测试结构，包括以下步骤：首先，在半导体硅片（10）的每一个裸芯片（20）上制作出电阻率测试结构（30）；其次，将电阻绘制仪器的电压直接加载到所述电阻率测试结构（30）上；然后，采用时域电荷测量方法测量半导体硅片（10）的电阻率。所述电阻率测试结构，包括硅层（31），在所述硅层（31）下面设置有氧化层（32），在所述硅层（31）上面设置有介质层（33），在所述介质层（33）上面设置有金属层（34）。本发明半导体硅片的电阻率测试结构，用于测量裸芯片的电阻率；本发明半导体硅片的电阻率测试方法，能够直接测量半导体硅片中裸芯片的电阻率。

Description

半导体硅片的电阻率测试方法及测试结构

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体硅片的电阻率测试方法和半导体硅片的电阻率测试结构。

背景技术

在半导体制造领域中，裸芯片的电阻率是一个十分关键的参数之一，电阻率是否在合格范围内直接影响了裸芯片的整体性能。裸芯片是通过裸晶片制作而成的，因此，要对裸晶片的电阻率进行测量。如果裸晶片的电阻率在合格的范围内，则裸芯片也在合格的范围内；如果裸晶片的电阻率不在合格的范围内，则裸芯片也不在合格的范围内。现在技术中，裸晶片的电阻率的测试方法一般采用时域电荷测量。时域电荷测量方法，是将裸晶片放入电阻绘制仪器内，给电阻绘制仪器接通电压后，通过实时的电压瞬间突变从而测量并绘制裸晶片的电阻率。现有技术中，裸晶片的电阻率测量一般通过无接触电阻绘制仪器，即裸晶片与电阻绘制仪器的两个电极不接触。例如：化合物半导体裸晶片的电阻率测试，如果电阻绘制仪器的两个电极直接与裸晶片接触，加载到电极两端的电压，其电压可能会影响到裸晶片的其它参数变化，因此可能会影响到裸晶片的质量。

因此，现有技术中测量裸芯片的电阻率的缺点在于：是通过对裸晶片的电阻率的测量，判断裸芯片的电阻率是否能够达到要求，而不能直接测量裸芯片的电阻率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种半导体硅片的电阻率测试方法，该电阻率测试方法能够直接测量半导体硅片中裸芯片的电阻率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：首先，在半导体硅片的每一个裸芯片上制作出电阻率测试结构；其次，将电阻绘制仪器的电压直接加载到所述电阻率测试结构上；然后，采用时域电荷测量方法测量半导体硅片的电阻率。

进一步的，所述电阻率测试结构，包括硅层，在所述硅层下面设置有氧化层，在所述硅层上面设置有介质层，在所述介质层上面设置有金属层。

本发明半导体硅片的电阻率测试方法，是通过在半导体硅片的裸芯片上制作电阻率测试结构后，将电阻绘制仪器的两个电极的电压直接加载到裸芯片的电阻率测试结构上，之后采用时域电荷测试方法测量半导体硅片中裸芯片的电阻率的。

由于所述电阻率测试结构的硅层分别通过介质层和氧化层隔离，则电阻绘制仪器上的电压可以直接加载到半导体硅片上，即直接加载到半导体硅片的裸芯片上。而实际测量裸芯片的电阻率时，由于介质层与氧化层的隔离作用，而不会影响到裸芯片的其它参数的变化，因此不会影响到裸芯片的质量。

为了解决上述技术问题，本发明所要解决的另一技术问题是：提供一种半导体硅片的电阻率测试结构，包括硅层，所述硅层下面设置有氧化层，所述硅层上面设置有介质层，所述介质层上面设置有至少一层金属层。

本发明半导体硅片的电阻率测试结构，由于硅层是通过介质层和氧化层隔离，所述电阻绘制仪器的两个电极端可以直接与所述半导体硅片中的裸芯片点接触式电路连接。本发明半导体硅片的电阻率测试结构，用于测量半导体硅片的裸芯片的电阻率参数。

附图说明

图1是半导体硅片的结构示意图；

图2是半导体硅片其中一个裸芯片的电阻率测试结构的俯视图；

图3是半导体硅片其中一个裸芯片的电阻率测试结构的主视图；

图4是半导体硅片其中一个裸芯片的电阻率测试结构的左视图。

图中所示：10、半导体硅片，20、裸芯片，30、电阻率测试结构，31、硅层，32、氧化层，33、介质层，34、金属层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

本发明半导体硅片的电阻率测试方法，请参考图1、图2、图3、图4，包括以下步骤：

首先，在半导体硅片10的每一个裸芯片20上制作出电阻率测试结构30；

其次，将电阻绘制仪器的电压直接加载到所述电阻率测试结构30上；

然后，采用时域电荷测量方法测量半导体硅片10的电阻率。

其中，所述电阻率测试结构30，包括硅层31，在所述硅层31下面设置有氧化层32，在所述硅层31上面设置有介质层33，在所述介质层33上面设置有金属层34。

其中，时域电荷测量（TDCM，Time Domain Charge Measurements）方法，是在半导体硅片中的裸芯片上加载电压后，通过实时的电压瞬间突变而测量并绘制半导体硅片中的裸晶片的电阻率。

时域电荷测量方法是现有技术。可参考R Stibal et al 1991 Semicond.Sci.Technol.6 995（1991年出版的Semicond.Sci.Technol.第995页，作者是R.Stibal等）。或者参考1991年10月出版的Contactless evaluation of semi-insulating GaAswafer resistivity using the time-dependent charge measurement。

本发明半导体硅片的电阻率测试方法，是通过在半导体硅片10的裸芯片20上制作电阻率测试结构30后，将电阻绘制仪器的两个电极的电压直接加载到裸芯片的电阻率测试结构30上，之后采用时域电荷测试方法测量半导体硅片10中裸芯片30的电阻率的。

由于所述电阻率测试结构的硅层31分别通过介质层33和氧化层32隔离，则电阻绘制仪器上的电压可以直接加载到半导体硅片10上，即直接加载到半导体硅片10的裸芯片20上。而实际测量裸芯片20的电阻率时，由于介质层33与氧化层32的隔离作用，而不会影响到裸芯片20的其它参数的变化，因此不会影响到裸芯片20的质量。

本发明半导体硅片的电阻率测试结构，请参考图3、图4，包括硅层31，所述硅层31下面设置有氧化层32，所述硅层31上面设置有介质层33，所述介质层33上面设置有至少一层金属层34。本发明半导体硅片的电阻率测试结构，用于测量半导体硅片10的裸芯片20的电阻率参数。本发明半导体硅片的电阻率测试结构，由于硅层31是通过介质层33和氧化层32隔离，则电阻绘制仪器的两个电极端可以直接与所述半导体硅片10中的裸芯片20点接触式电路连接。之后采用时域电荷测量方法测量并绘制半导体硅片10的裸芯片20的电阻率参数。

Claims

1.一种半导体硅片的电阻率测试方法，包括以下步骤：

首先，在半导体硅片（10）的每一个裸芯片（20）上制作出电阻率测试结构（30）；

其次，将电阻绘制仪器的电压直接加载到所述电阻率测试结构（30）上；

然后，采用时域电荷测量方法测量半导体硅片（10）的电阻率。

2.根据权利要求1所述的半导体硅片的电阻率测试方法，其特征在于：所述电阻率测试结构（30），包括硅层（31），在所述硅层（31）下面设置有氧化层（32），在所述硅层（31）上面设置有介质层（33），在所述介质层（33）上面设置有金属层（34）。

3.一种半导体硅片的电阻率测试结构，包括硅层（31），其特征在于：所述硅层（31）下面设置有氧化层（32），所述硅层（31）上面设置有介质层（33），所述介质层（33）上面设置有至少一层金属层（34）。