硅晶片電阻率測量技術的研究

秦偉亮，常耀輝，戚紅英，竇連水

(中國電子科技集團公司第四十六研究所，天津 300220)

隨著科技的快速發展，電路的集成化程度也越來越高，電路的功能也越來越強大，對制作集成電路的各種半導體芯片質量的要求也越來越高，這就對晶體的完美性、機械及電特性也提出了更為嚴格的要求。電子器件的很多參數與電阻率及其分布的均勻性有密切的關系，因此器件電阻率的測試成為芯片加工中的重要工序。電阻率作為硅晶片的重要電學特性參數之一，對其均勻性的控制和準確的測量已成為將來能否制造出性能更優器件的關鍵因素。

1 硅晶片電阻率的測量及其測試方法

作為基礎元件的集成電路由超大規模向甚大規模發展的階段，離不開對襯底硅晶片薄層電阻率的準確測量。其準確測量及其均勻性與器件若干重要電學參數有直接關系，如二極管的反向飽和電流、晶體管的飽和壓降、MOS電容器耗盡層弛豫時間Tc、晶體管的放大倍數β等。

如今，國內外開發出來的主要測試方法分為接觸式測量與非接觸式測量兩大類。目前，經過歸類有15種測試方法，如表1所示[1]。

1.1 非接觸測量法

非接觸測量法較之接觸測量法的最大優點在于，與被測樣片無接觸，不損壞和玷污被測樣片，缺點是設備頗為復雜，儀器成本高，測量范圍窄。目前已知有三種可應用的方式，一種是渦電流法，渦電流法除了要求必須事先使用已知電阻率的標準片校正外，而且只能測出整個樣片的電阻率平均值，測量精度約為5%；……