一种薄膜电阻测量结构及测量方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜电阻测量结构及测量方法包括：寄生电阻测量模块及旁路电阻测量模块，寄生电阻测量模块包括M个寄生电阻测量单元，用于测量寄生电阻与薄膜电阻阻值，同一端的测试点彼此电连接；每个测试点设置有对应的金属层；旁路电阻测量模块包括N个旁路电阻测量单元，用于从寄生电阻中减去探针的接触电阻及薄膜电阻的影响，计算得到旁路电阻阻值，同一端的测试点共用一个金属层。结构简单，测量步骤简约，不需要探针台、半导体参数仪等设备进行辅助。不需要在多个位置进行多次测量并进行数据分析，得到的薄膜电阻阻值准确，测量结构及测量方法适用环境广泛。构及测量方法适用环境广泛。构及测量方法适用环境广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜电阻测量结构及测量方法


[0001]本专利技术涉及检测与表征技术应用领域，特别是涉及一种薄膜电阻测量结构及测量方法。

技术介绍

[0002]硅基集成薄膜电阻是许多模拟集成电路重要的元件，如有源滤波器、电阻型数模转换器、带隙基准电路和仪表放大器。集成电阻的电学特性强烈影响这些模拟电路的性能，如工艺波动、温度系数、电压系数等。为了促进集成电阻的电学特性，许多技术被提出，如专用的匹配的版图技术。但是这些技术对集成电阻整体电学性能的提升有限。为此，铬硅（CrSi）、和镍铬（NiCr）等被用于制备薄膜电阻，以求实现低温度系数。然而，除了薄膜电阻本身外，金属接触以及测试点也将影响电阻的阻值。因此精确测量不同电阻的阻值成为对其建模的关键。近年来，随着电子信息技术的快速发展，A/D(analog/digital，模数转换)、D/A(digital/analog，数模转换)转换电路及其它线性或非线性电路的发展日新月异，其中以薄膜电阻网络为核心的高精度运算放大器和高精度的A/D、D/A转换电路是必不可少的。为了提高ADC(analog to digital converter)和DAC(digital to analog converter)的精度和分辨率，薄膜电阻的性能也必须有相应的提高。
[0003]DAC和ADC精度和分辨率的高低主要取决于器件内部的电阻网络，DAC和ADC转换器件一般多选用R
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2R(R为标准电阻，2R为标准电阻的2倍值)梯形电阻网络。电阻网络性能的分析研究和制作，一直是模拟器件研制和生产的关键技术。高精密薄膜电阻由于具有高电阻率、低电阻温度系数、高稳定性、无寄生效应和低噪音等优良特性，在航空、国防以及电子计算机、通讯仪器、电子交换机等高新领域有了越来越广泛的应用。
[0004]目前，测量不规则薄膜电阻的方法主要有两种：一种是圆片级四探针法测量，该方法可以提供比较准确的电阻测量，而操作比较繁琐，需要探针台、半导体参数仪等设备进行辅助；另一种是范德堡测量方法，该方法在实际应用中通常采用大希腊十字结构来测量电阻，而为了抵消测量仪器的测量失调，需要施加正反电流在多个位置进行多次测量并进行数据分析。以上两种方法通常用于测量不规则薄膜电阻在直流工作环境下电阻值。然而在中高频、射频工作环境下，电阻值与工作频率有关，所以当要求较为精确时，不规则薄膜电阻在直流环境下测量的电阻值并不适用于中高频、射频环境。因此，迫切需要开发出一种新的薄膜电阻测量结构及测量方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种薄膜电阻测量结构及测量方法，用于解决现有技术中薄膜电阻的测量操作繁琐、测量电阻值容易受到工作频率的干扰从而导致误差过大的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种薄膜电阻测量结构，所述薄膜电阻测量结构至少包括：寄生电阻测量模块及旁路电阻测量模块，其中：
所述寄生电阻测量模块包括M个寄生电阻测量单元，用于测量寄生电阻与薄膜电阻阻值，其中，第i个所述寄生电阻测量单元设置有i对测试点及一个薄膜电阻，当i大于等于2时，同一端的测试点彼此电连接；每个测试点设置有对应的金属层；同一端的测试点通过金属层与所述薄膜电阻对应端的电极电连接，其中，M为大于等于2的自然数，i为大于等于1且小于等于M的自然数；所述旁路电阻测量模块包括N个旁路电阻测量单元，用于从寄生电阻中减去探针的接触电阻及薄膜电阻的影响，计算得到旁路电阻阻值，其中，第j个所述旁路电阻测量单元设置有j对测试点及一个薄膜电阻，当j大于等于2时，同一端的测试点彼此电连接、共用一个金属层以及通过金属层与所述薄膜电阻对应端的电极电连接，其中，N为大于等于2的自然数，j为大于等于1且小于等于N的自然数。
[0007]可选地，所述寄生电阻测量单元与所述旁路电阻测量单元均包括：衬底、所述薄膜电阻、所述金属层及所述测试点，其中，所述薄膜电阻设置于所述衬底的上方；所述金属层设置于所述薄膜电阻的上方；所述测试点设置于所述金属层的上方。
[0008]可选地，所述衬底的投影与所述薄膜电阻的投影重叠，所述衬底为硅衬底或碳化硅衬底或硅锗衬底。
[0009]可选地，所述衬底与所述薄膜电阻的形状均为矩形。
[0010]可选地，所述金属层的材料为铝或铜或银；所述测试点的材料为钨或钨合金或钼。
[0011]可选地，当i大于2时，每对测试点的连线均与所述衬底的边缘平行，同一端的测试点彼此间距相等。
[0012]可选地，当j大于2时，每对测试点的连线均与所述衬底的边缘平行，同一端的测试点彼此间距相等。
[0013]本专利技术提供一种薄膜电阻测量方法，基于所述薄膜电阻测量结构实现，所述薄膜电阻测量方法至少包括：选择所述寄生电阻测量模块与所述旁路电阻测量模块中至少一个或组合，测量从探针至薄膜电阻的链条上各部分阻值，计算得到薄膜电阻、寄生电阻及旁路电阻的阻值；其中，寄生电阻包括探针接触电阻、测试点电阻、电极电阻、电极与薄膜电阻的接触电阻；旁路电阻包括测试点电阻、电极电阻、电极与薄膜电阻的接触电阻。
[0014]可选地，选择任意两个所述寄生电阻测量单元进行测量，将得到的值进行做差运算得到寄生电阻阻值，基于所述寄生电阻阻值计算得到薄膜电阻阻值；选择任意两个旁路电阻测量单元进行测量，将得到的值进行做差运算得到所述薄膜电阻与旁路电阻阻值的和值，基于所述薄膜电阻阻值计算得到旁路电阻阻值。
[0015]如上所述，本专利技术的一种薄膜电阻测量结构及测量方法，具有以下有益效果：1) 本专利技术的薄膜电阻测量结构及测量方法结构简单，测量步骤简约，不需要探针台、半导体参数仪等设备进行辅助。
[0016]2) 本专利技术的薄膜电阻测量结构及测量方法不需要在多个位置进行多次测量并进行数据分析，得到的薄膜电阻阻值准确，测量结构及测量方法适用环境广泛。
附图说明
[0017]图1显示为本专利技术的寄生电阻测量模块俯视示意图。
[0018]图2显示为本专利技术的旁路电阻测量模块俯视示意图。
[0019]图3显示为本专利技术的寄生电阻测量模块与旁路电阻测量模块的截面结构示意图。
[0020]图4显示为本专利技术的寄生电阻测量模块与旁路电阻测量模块的等效电路示意图。
[0021]附图标记说明1
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寄生电阻测量模块；11
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寄生电阻测量单元；110
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探针；111
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测试点；112
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金属层；113
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薄膜电阻；114
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衬底；2
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旁路电阻测量模块；22
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旁路电阻测量单元。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜电阻测量结构，其特征在于，所述薄膜电阻测量结构至少包括：寄生电阻测量模块及旁路电阻测量模块，其中：所述寄生电阻测量模块包括M个寄生电阻测量单元，用于测量寄生电阻与薄膜电阻阻值，其中，第i个所述寄生电阻测量单元设置有i对测试点及一个薄膜电阻，当i大于等于2时，同一端的测试点彼此电连接；每个测试点设置有对应的金属层；同一端的测试点通过金属层与所述薄膜电阻对应端的电极电连接，其中，M为大于等于2的自然数，i为大于等于1且小于等于M的自然数；所述旁路电阻测量模块包括N个旁路电阻测量单元，用于从寄生电阻中减去探针的接触电阻及薄膜电阻的影响，计算得到旁路电阻阻值，其中，第j个所述旁路电阻测量单元设置有j对测试点及一个薄膜电阻，当j大于等于2时，同一端的测试点彼此电连接、共用一个金属层以及通过金属层与所述薄膜电阻对应端的电极电连接，其中，N为大于等于2的自然数，j为大于等于1且小于等于N的自然数。2.根据权利要求1所述的薄膜电阻测量结构，其特征在于：所述寄生电阻测量单元与所述旁路电阻测量单元均包括：衬底、所述薄膜电阻、所述金属层及所述测试点，其中，所述薄膜电阻设置于所述衬底的上方；所述金属层设置于所述薄膜电阻的上方；所述测试点设置于所述金属层的上方。3.根据权利要求2所述的薄膜电阻测量结构，其特征在于：所述衬底的投影与所述薄膜电阻的投影重叠，所述衬底为硅衬底或碳化硅衬底或硅锗衬底。4.根据权利要求3所述的薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尧，刘筱伟，刘兴龙，陈达伟，史林森，刘森，
申请(专利权)人：微龛广州半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：