CN205720446U

CN205720446U - 接触电阻的测试结构及器件电阻的测试结构

Info

Publication number: CN205720446U
Application number: CN201620555644.1U
Authority: CN
Inventors: 许广勤
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Tianjin Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Corp; Semiconductor Manufacturing International Tianjin Corp
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2026-06-03

Abstract

本实用新型提供了一种接触电阻的测试结构及器件电阻的测试结构，其中所述接触电阻的测试结构包括第一焊垫和与所述第一焊垫串联的第二焊垫，所述第一焊垫与第二焊垫由一电阻值小于1ohm的电阻结构连接；其中器件电阻的测试结构包括以上所述的接触电阻的测试结构和被测电阻的测试结构。通过本实用新型提供的接触电阻的测试结构，可量测出探针与焊垫的接触电阻，从而在对器件的电阻进行测试时，可排除接触电阻的影响而量测出器件的准确的电阻值。

Description

接触电阻的测试结构及器件电阻的测试结构

技术领域

本实用新型涉及半导体器件测试领域，特别涉及一种接触电阻的测试结构及一种器件电阻的测试结构。

背景技术

在半导体制程中，通常会使用探针来进行芯片的可靠性测试，比如器件电阻的测试等。图1为现有技术中的器件电阻的测试结构的示意图，图2为图1所示的器件电阻的测试结构的等效电路图。如图1和图2所示，所述器件电阻的测试结构包括被测电阻11以及分别与被测电阻11两端连接的第一焊垫12和第二焊垫13。当对被测电阻11进行电阻测试时，第一焊垫12与第一探针16接触，第二焊垫13与第二探针17接触，通过探针在第一焊垫12和第二焊垫13上施加电压以测量两焊垫之间的电流值，或者通过探针在两焊垫之间施加电流以测量两焊垫之间的电压值。然后，根据欧姆定律，即可得到所述第一焊垫12和第二焊垫13之间的测量电阻值Rm。

但在实际测试过程中发现，所施加的电压或电流均经由第一探针16和第二探针17作用在被测电阻11上，因此，在上述的测试中所检测到的测量电阻值Rm是第一探针16和第二探针17之间的总电阻，即所述测量电阻值Rm＝Rs+2Rc，其中Rs为被测电阻11的阻值，Rc为探针与焊垫之间的接触电阻。当被测电阻11的电阻值Rs很大，比如大于1000Ω时，则上述测试中的接触电阻值Rc可以忽略，所测得的测量电阻值Rm近似等于被测电阻11的电阻值Rs。但是，当被测电阻11的固有电阻值Rs较小时，探针与焊垫的接触电阻值Rc则不可忽略。在接触电阻值Rc无法准确测得的情况下，就无法获得被测电阻11的准确电阻，因此，探针与焊垫的接触电阻成为影响电阻测试的准确性的重要因素之一。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种接触电阻的测试结构及器件电阻的测试结构，以解决现有技术中对被测电阻进行电阻测试时，由于接触电阻的影响导致无法得出被测电阻的准确阻值的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种接触电阻的测试结构，以及包括所述接触电阻的测试结构的器件电阻的测试结构，使在对器件进行电阻测试时，也可以检测出接触电阻，从而可以去除接触电阻而得到准确的被测电阻的电阻值，排除接触电阻对测试结果的影响。

在本实用新型提供的接触电阻的测试结构，包括：一种接触电阻的测试结构，包括第一焊垫和与所述第一焊垫串联的第二焊垫，其中，所述第一焊垫与第二焊垫由一电阻结构连接，所述电阻结构的电阻值小于等于1Ω。

可选的，在所述接触电阻的测试结构中，所述电阻结构是由多个金属导线并联形成的结构，进一步的，所述金属导线为铜导线或铝导线。

可选的，在所述接触电阻的测试结构中，所述金属导线的数量为大于等于100个。

可选的，在所述接触电阻的测试结构中，所述金属导线、第一焊垫以及第二焊垫的材质相同。

可选的，在所述接触电阻的测试结构中，所述电阻结构是一具有网格结构的金属层。进一步的，所述具有网格结构的金属层的材质为铜或铝。

可选的，所述第一焊垫和第二焊垫之间还串联有一个第五焊垫，所述第一焊垫与第五焊垫之间以及所述第二焊垫与第五焊垫之间均由所述电阻结构连接。

可选的，所述第一焊垫和第二焊垫之间还串联有多个第五焊垫，所述第一焊垫与第五焊垫之间、所述第二焊垫与第五焊垫之间以及相邻的第五焊垫之间均由所述电阻结构连接。

为实现本实用新型之又一目的，本实用新型提供一种器件电阻的测试结构包括以上所述的接触电阻的测试结构。

可选的，在所述器件电阻的测试结构中，还包括一被测电阻的测试结构，所述被测电阻的测试结构包括第三焊垫、第四焊垫和被测电阻，所述被测电阻串联于所述第三焊垫和第四焊垫之间。

可选的，在所述器件电阻的测试结构中，所述被测电阻的阻值范围为10～10000Ω。

与现有技术相比，在本实用新型提供的接触电阻的测试结构中，包括第一焊垫和与所述第一焊垫串联的第二焊垫，所述第一焊垫与第二焊垫由一电阻结构连接，所述电阻结构的电阻值小于等于1Ω，利用电阻结构的导电性强且电阻小的特性，可忽略焊垫之间的电阻。因此，在对接触电阻进行测试时，所量测得到的测量电阻即可近似等于接触电阻。同时，在对器件的电阻进行测试时，就可排除接触电阻的影响，从而检测出器件的准确的电阻值。

附图说明

图1是现有技术中的器件电阻的测试结构的示意图；

图2为图1所示的器件电阻的测试结构的等效电路图；

图3为本实用新型实施例一的接触电阻的测试结构的俯视图；

图4为本实用新型实施例二的接触电阻的测试结构的俯视图；

图5为本实用新型实施例三的接触电阻的测试结构的俯视图；

图6为本实用新型实施例四的器件电阻的测试结构的俯视图。

具体实施方式

为了能够测量出被测电阻的准确的电阻值，需排除探针与焊垫之间的接触电阻的影响，因此，本实用新型提供一种量测探针与焊垫的接触电阻的测试结构，包括第一焊垫和与所述第一焊垫串联的第二焊垫，其中，所述第一焊垫与第二焊垫之间由一电阻结构连接，所述电阻结构的电阻值相对接触电阻可忽略不计。当进行接触电阻测试时，所述第一焊垫和第二焊垫分别和对应的探针接触，进而获得两个焊垫之间的测量电阻值Rm，其中Rm＝Rg+2Rc。由于所述电阻结构的电阻值Rg相对接触电阻值Rc可忽略不计，从而可根据测量电阻值Rm得出探针与焊垫之间的接触电阻值Rc。

以下结合附图和几个具体实施例对本实用新型提出的接触电阻的测试结构及器件电阻的测试结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

图3为本实用新型实施例一的接触电阻的测试结构的俯视图。如图3所示，一种接触电阻的测试结构，包括第一焊垫120和与所述第一焊垫120串联的第二焊垫130，其中，所述第一焊垫120与所述第二焊垫130由一网格结构的金属层140连接。

所述具有网格结构的金属层140具有导电性能强、电阻小的特性，在实际的试验过程中，对所述网格结构的金属层140的电阻值Rg_₁进行反复测试，检测出的电阻值均小于1Ω。而通常只有当接触电阻的阻值大于10Ω时才会对被测电阻的阻值的测试结果造成影响，因此，所述具有网格结构的金属层140的电阻值相对于接触电阻可忽略不计。

当对所述接触电阻的测试结构进行接触电阻的测试时，所述第一焊垫120和第二焊垫130分别与对应的探针接触，通过探针在第一焊垫120和第二焊垫130上施加电压，并测量对应的电流值，或者通过探针在两焊垫之间施加电流，并测量出对应的电压值。然后，根据欧姆定律，R＝U/I，即可得到接触电阻的测试结构中的测量电阻值Rm。测量电阻值Rm＝Rg_₁+2Rc，其中Rg_₁为网格结构的金属层140的电阻，Rc为探针与焊垫之间的接触电阻，由于Rg_₁可忽略不计，因此通过上述公式即可计算出探针与焊垫的接触电阻值Rc。

另外，所述网格结构的金属层大致呈矩形。其中，所述网格结构的宽度D可根据不同技术节点的最小设计尺寸进行设计，例如，以最小设计尺寸的1～5倍进行设计，具体的，于65nm技术节点的芯片中，其最小设计尺寸为90nm，那么所述网格结构的宽度D可以为90nm～450nm。

此外，所述网格结构的开口可以是四边形，比如是菱形，还可以是其它形状，比如圆形、椭圆形、三边形、五边形等等。

优选的，所述具有网格结构的金属层140与所述第一焊垫120和第二焊垫130为同一种金属。具体的，所述具有网格结构的金属层140、第一焊垫120和第二焊垫130均为Cu或Al。

此外，当使用本实用新型提供的接触电阻的测试结构进行接触电阻的测试时，可根据实际状况设置接触电阻的规格电阻，当量测的接触电阻小于规格电阻时，则可认为测量无异常；当量测的接触电阻大于规格电阻时，则可能为量测异常或测试结构出现异常等，量测得到的接触电阻可能并不是准确的接触电阻。因此，通过与设置的规格电阻进行比对，可对测试中是否出现异常进行监控。可选的，所述规格电阻可设置为100Ω，在测量接触电阻时，若量测得到的接触电阻大于100Ω，则需对测量系统进行确认。

实施例二

图4为本实用新型实施例二的接触电阻的测试结构的俯视图。如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述第一焊垫220与第二焊垫230由多个金属导线并联的结构250连接，所述金属导线可以为铜或铝。此外，本实施例中的其他的结构与实施例一中相同，此处不再赘述。

在所述多个金属导线并联的结构250中，并联的金属导线的个数越多则总电阻值Rg_₂越小，本实施例中，所述金属导线的个数大于等于100个。

由于多个金属导线采用并联的方式连接，因此其所形成的所述多个金属导线并联的结构250的总电阻值Rg_₂较小，其相对于探针与焊垫之间的接触电阻可忽略不计。因此，可根据实施例一中所述的接触电阻的量测方法，检出探针与焊垫之间的接触电阻。

实施例三

图5为本实用新型实施例三的接触电阻的测试结构的俯视图，与实施例一及实施例二相比，本实施例的区别在于：于所述第一焊垫320和所述第二焊垫330之间还串联有一个或多个第五焊垫350。所述第一焊垫320与第五焊垫350之间以及所述第二焊垫330与第五焊垫350之间均由所述电阻结构340连接。并且，当所述第一焊垫320和第二焊垫330之间串联有多个第五焊垫350时，相邻的第五焊垫350之间也均由所述电阻结构340连接。其中，所述电阻结构340可以为网格结构的金属层或由多个金属导线并联形成的结构。

目前，通常采用探针卡来测试接触电阻或器件电阻，而在实际的生产过程中，根据待测器件所在的芯片上的焊垫排布的不同，需选用与芯片对应的探针卡进行测试。因此，在面对不同的芯片，势必造成生产线中需备有大量的探针卡。而本实施例中，可根据现有的探针卡的结构，在所述第一焊垫320和所述第二焊垫330之间设置对应个数的第五焊垫350，比如串联于所述第一焊垫320和所述第二焊垫330之间的第五焊垫350的个数可以为20个，进而，可适用现有的探针卡进行测试，以提高探针卡的利用率，并且可避免探针卡选错的风险。

此外，由于电阻结构的电阻值小于1Ω，相对探针和焊垫之间的接触电阻可忽略不计，因此当采用本实施例中的接触电阻的测试结构进行接触电阻测试时，对接触电阻值Rc的测量结果的影响并不大。

实施例四

本实用新型还提供一种包含以上所述的接触电阻的测试结构的器件电阻的测试结构，图6为本实用新型实施例一的器件电阻的测试结构的俯视图，如图6所示，所述器件电阻的测试结构包括接触电阻的测试结构30和被测电阻的测试结构20。

本实用新型的器件电阻的测试结构中，由于还包含有接触电阻的测试结构，因此当对器件的电阻进行测试时，可同时确认探针与焊垫的接触电阻，从而可避免接触电阻对测试结果造成影响。

其中，所述接触电阻的测试结构如上所述，此处不再赘述。本实施例中，所述被测电阻的测试结构20包括：第三焊垫22、第四焊垫23和被测电阻21，所述被测电阻21串联于所述第三焊垫22和所述第四焊垫23之间。

继续参考图6所示，当需量测被测电阻的电阻值Rs时，可先根据接触电阻的测试结构30确认探针与焊垫的接触电阻值Rc，然后再对被测电阻的测试结构20进行测试，得到测量电阻值Rm＝Rs+2Rc，其中Rs为被测电阻 21的阻值。由于接触电阻值Rc已知，因此通过计算即可得出准确的被测电阻的电阻值Rs。

实施例五

本实施例中，于所述被测电阻的测试结构20中，所述第三焊垫22和所述第四焊垫23之间还串联有一个或多个第六焊垫，其中，除了与被测电阻21串联的两个焊垫之间连接有被测电阻21之外，其余相邻的两个焊垫之间均由一电阻值小于1Ω的电阻结构连接。所述电阻结构可以为以上所述的具有网格结构的金属层或多个金属导线并联的结构连接。优选的，所述被测电阻的测试结构中的焊垫的个数与所述接触电阻的测试结构中的焊垫的个数一致。进一步的，所述被测电阻的测试结构中焊垫之间的连接方式与接触电阻的测试结构中焊接之间的连接方式也一致，比如焊垫之间均采用具有网格结构的金属层连接，或均采用多个金属导线并联的结构连接。

同样的，本实施例中，可根据现有的探针卡的结构，设置对应个数的焊垫，从而可使用现有的探针卡进行测试，以提高探针卡的利用率，并且可避免探针卡选错的风险。

为到达更为精确的测试结果，本实用新型中的器件电阻的测试结构可适用于阻值范围为10Ω～10000Ω的被测电阻。当所述被测电阻的阻值小于10Ω时，采用本实施新型提供的两端法测试电阻，误差较大，可采用Kelvin四端测试电阻。若被测电阻的阻值大于10000Ω，则接触电阻相对于被测电阻的阻值可忽略不计。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种接触电阻的测试结构，包括第一焊垫和与所述第一焊垫串联的第二焊垫，其特征在于，所述第一焊垫与第二焊垫由一电阻结构连接，所述电阻结构的电阻值小于等于1Ω。

2.如权利要求1所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述电阻结构是由多个金属导线并联形成的结构。

3.如权利要求2所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述金属导线的数量为大于等于100个。

4.如权利要求2所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述金属导线、第一焊垫以及第二焊垫的材质相同。

5.如权利要求2所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述金属导线为铜导线或铝导线。

6.如权利要求1所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述电阻结构是一具有网格结构的金属层。

7.如权利要求6所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述具有网格结构的金属层的材质为铜或铝。

8.如权利要求1至7中任一项所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述第一焊垫和第二焊垫之间还串联有一个第五焊垫，所述第一焊垫与第五焊垫之间以及所述第二焊垫与第五焊垫之间均由所述电阻结构连接。

9.如权利要求1至7中任一项所述的接触电阻的测试结构，其特征在于，所述第一焊垫和第二焊垫之间还串联有多个第五焊垫，所述第一焊垫与第五焊垫之间、所述第二焊垫与第五焊垫之间以及相邻的第五焊垫之间均由所述电阻结构连接。

10.一种器件电阻的测试结构，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的接触电阻的测试结构。

11.如权利要求10所述的器件电阻的测试结构，其特征在于，还包括一被测电阻的测试结构，所述被测电阻的测试结构包括第三焊垫、第四焊垫和被测电阻，所述被测电阻串联于所述第三焊垫和第四焊垫之间。

12.如权利要求11所述的器件电阻的测试结构，其特征在于：所述被测电阻的阻值范围为10Ω～10000Ω。