接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構的製作方法
2023-08-12 22:06:41 3
接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構，其中所述接觸電阻的測試結構包括第一焊墊和與所述第一焊墊串聯的第二焊墊，所述第一焊墊與第二焊墊由一電阻值小於1ohm的電阻結構連接；其中器件電阻的測試結構包括以上所述的接觸電阻的測試結構和被測電阻的測試結構。通過本實用新型提供的接觸電阻的測試結構，可量測出探針與焊墊的接觸電阻，從而在對器件的電阻進行測試時，可排除接觸電阻的影響而量測出器件的準確的電阻值。
【專利說明】
接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及半導體器件測試領域，特別涉及一種接觸電阻的測試結構及一種器件電阻的測試結構。
【背景技術】
[0002]在半導體製程中，通常會使用探針來進行晶片的可靠性測試，比如器件電阻的測試等。圖1為現有技術中的器件電阻的測試結構的示意圖，圖2為圖1所示的器件電阻的測試結構的等效電路圖。如圖1和圖2所示，所述器件電阻的測試結構包括被測電阻11以及分別與被測電阻11兩端連接的第一焊墊12和第二焊墊13。當對被測電阻11進行電阻測試時，第一焊墊12與第一探針16接觸，第二焊墊13與第二探針17接觸，通過探針在第一焊墊12和第二焊墊13上施加電壓以測量兩焊墊之間的電流值，或者通過探針在兩焊墊之間施加電流以測量兩焊墊之間的電壓值。然後，根據歐姆定律，即可得到所述第一焊墊12和第二焊墊13之間的測量電阻值Rm。
[0003]但在實際測試過程中發現，所施加的電壓或電流均經由第一探針16和第二探針17作用在被測電阻11上，因此，在上述的測試中所檢測到的測量電阻值Rm是第一探針16和第二探針17之間的總電阻，S卩所述測量電阻值Rm=Rs+2Rc，其中Rs為被測電阻11的阻值，Re為探針與焊墊之間的接觸電阻。當被測電阻11的電阻值Rs很大，比如大於1000 Ω時，則上述測試中的接觸電阻值Re可以忽略，所測得的測量電阻值Rm近似等於被測電阻11的電阻值Rs。但是，當被測電阻11的固有電阻值Rs較小時，探針與焊墊的接觸電阻值Re則不可忽略。在接觸電阻值Re無法準確測得的情況下，就無法獲得被測電阻11的準確電阻，因此，探針與焊墊的接觸電阻成為影響電阻測試的準確性的重要因素之一。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構，以解決現有技術中對被測電阻進行電阻測試時，由於接觸電阻的影響導致無法得出被測電阻的準確阻值的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種接觸電阻的測試結構，以及包括所述接觸電阻的測試結構的器件電阻的測試結構，使在對器件進行電阻測試時，也可以檢測出接觸電阻，從而可以去除接觸電阻而得到準確的被測電阻的電阻值，排除接觸電阻對測試結果的影響。
[0006]在本實用新型提供的接觸電阻的測試結構，包括:一種接觸電阻的測試結構，包括第一焊墊和與所述第一焊墊串聯的第二焊墊，其中，所述第一焊墊與第二焊墊由一電阻結構連接，所述電阻結構的電阻值小於等於I Ω。
[0007]可選的，在所述接觸電阻的測試結構中，所述電阻結構是由多個金屬導線並聯形成的結構，進一步的，所述金屬導線為銅導線或鋁導線。
[0008]可選的，在所述接觸電阻的測試結構中，所述金屬導線的數量為大於等於100個。
[0009]可選的，在所述接觸電阻的測試結構中，所述金屬導線、第一焊墊以及第二焊墊的材質相同。
[0010]可選的，在所述接觸電阻的測試結構中，所述電阻結構是一具有網格結構的金屬層。進一步的，所述具有網格結構的金屬層的材質為銅或鋁。
[0011]可選的，所述第一焊墊和第二焊墊之間還串聯有一個第五焊墊，所述第一焊墊與第五焊墊之間以及所述第二焊墊與第五焊墊之間均由所述電阻結構連接。
[0012]可選的，所述第一焊墊和第二焊墊之間還串聯有多個第五焊墊，所述第一焊墊與第五焊墊之間、所述第二焊墊與第五焊墊之間以及相鄰的第五焊墊之間均由所述電阻結構連接。
[0013]為實現本實用新型之又一目的，本實用新型提供一種器件電阻的測試結構包括以上所述的接觸電阻的測試結構。
[0014]可選的，在所述器件電阻的測試結構中，還包括一被測電阻的測試結構，所述被測電阻的測試結構包括第三焊墊、第四焊墊和被測電阻，所述被測電阻串聯於所述第三焊墊和第四焊墊之間。
[0015]可選的，在所述器件電阻的測試結構中，所述被測電阻的阻值範圍為10?10000Ω。
[0016]與現有技術相比，在本實用新型提供的接觸電阻的測試結構中，包括第一焊墊和與所述第一焊墊串聯的第二焊墊，所述第一焊墊與第二焊墊由一電阻結構連接，所述電阻結構的電阻值小於等於I Ω，利用電阻結構的導電性強且電阻小的特性，可忽略焊墊之間的電阻。因此，在對接觸電阻進行測試時，所量測得到的測量電阻即可近似等於接觸電阻。同時，在對器件的電阻進行測試時，就可排除接觸電阻的影響，從而檢測出器件的準確的電阻值。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術中的器件電阻的測試結構的示意圖；
[0018]圖2為圖1所示的器件電阻的測試結構的等效電路圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例一的接觸電阻的測試結構的俯視圖；
[0020]圖4為本實用新型實施例二的接觸電阻的測試結構的俯視圖；
[0021]圖5為本實用新型實施例三的接觸電阻的測試結構的俯視圖；
[0022]圖6為本實用新型實施例四的器件電阻的測試結構的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]為了能夠測量出被測電阻的準確的電阻值，需排除探針與焊墊之間的接觸電阻的影響，因此，本實用新型提供一種量測探針與焊墊的接觸電阻的測試結構，包括第一焊墊和與所述第一焊墊串聯的第二焊墊，其中，所述第一焊墊與第二焊墊之間由一電阻結構連接，所述電阻結構的電阻值相對接觸電阻可忽略不計。當進行接觸電阻測試時，所述第一焊墊和第二焊墊分別和對應的探針接觸，進而獲得兩個焊墊之間的測量電阻值Rm，其中Rm = Rg+2Rc。由於所述電阻結構的電阻值Rg相對接觸電阻值Re可忽略不計，從而可根據測量電阻值Rm得出探針與焊墊之間的接觸電阻值Re。
[0024]以下結合附圖和幾個具體實施例對本實用新型提出的接觸電阻的測試結構及器件電阻的測試結構作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0025]實施例一
[0026]圖3為本實用新型實施例一的接觸電阻的測試結構的俯視圖。如圖3所示，一種接觸電阻的測試結構，包括第一焊墊120和與所述第一焊墊120串聯的第二焊墊130，其中，所述第一焊墊120與所述第二焊墊130由一網格結構的金屬層140連接。
[0027]所述具有網格結構的金屬層140具有導電性能強、電阻小的特性，在實際的試驗過程中，對所述網格結構的金屬層140的電阻值Rg」進行反覆測試，檢測出的電阻值均小於IΩ。而通常只有當接觸電阻的阻值大於10 Ω時才會對被測電阻的阻值的測試結果造成影響，因此，所述具有網格結構的金屬層140的電阻值相對於接觸電阻可忽略不計。
[0028]當對所述接觸電阻的測試結構進行接觸電阻的測試時，所述第一焊墊120和第二焊墊130分別與對應的探針接觸，通過探針在第一焊墊120和第二焊墊130上施加電壓，並測量對應的電流值，或者通過探針在兩焊墊之間施加電流，並測量出對應的電壓值。然後，根據歐姆定律，R = U/I，即可得到接觸電阻的測試結構中的測量電阻值Rm。測量電阻值Rm =Rg_i+2Rc，其中Rgj為網格結構的金屬層140的電阻，Re為探針與焊墊之間的接觸電阻，由於Rg」可忽略不計，因此通過上述公式即可計算出探針與焊墊的接觸電阻值Re。
[0029]另外，所述網格結構的金屬層大致呈矩形。其中，所述網格結構的寬度D可根據不同技術節點的最小設計尺寸進行設計，例如，以最小設計尺寸的I?5倍進行設計，具體的，於65nm技術節點的晶片中，其最小設計尺寸為90nm，那麼所述網格結構的寬度D可以為90nm?450nmo
[0030]此外，所述網格結構的開口可以是四邊形，比如是菱形，還可以是其它形狀，比如圓形、橢圓形、三邊形、五邊形等等。
[0031]優選的，所述具有網格結構的金屬層140與所述第一焊墊120和第二焊墊130為同一種金屬。具體的，所述具有網格結構的金屬層140、第一焊墊120和第二焊墊130均為Cu或AL.
[0032]此外，當使用本實用新型提供的接觸電阻的測試結構進行接觸電阻的測試時，可根據實際狀況設置接觸電阻的規格電阻，當量測的接觸電阻小於規格電阻時，則可認為測量無異常；當量測的接觸電阻大於規格電阻時，則可能為量測異常或測試結構出現異常等，量測得到的接觸電阻可能並不是準確的接觸電阻。因此，通過與設置的規格電阻進行比對，可對測試中是否出現異常進行監控。可選的，所述規格電阻可設置為100 Ω，在測量接觸電阻時，若量測得到的接觸電阻大於100Ω，則需對測量系統進行確認。
[0033]實施例二
[0034]圖4為本實用新型實施例二的接觸電阻的測試結構的俯視圖。如圖4所示，本實施例與實施例一的區別在於，所述第一焊墊220與第二焊墊230由多個金屬導線並聯的結構250連接，所述金屬導線可以為銅或鋁。此外，本實施例中的其他的結構與實施例一中相同，此處不再贅述。
[0035]在所述多個金屬導線並聯的結構250中，並聯的金屬導線的個數越多則總電阻值Rg_2越小，本實施例中，所述金屬導線的個數大於等於100個。
[0036]由於多個金屬導線採用並聯的方式連接，因此其所形成的所述多個金屬導線並聯的結構250的總電阻值Rg_2較小，其相對於探針與焊墊之間的接觸電阻可忽略不計。因此，可根據實施例一中所述的接觸電阻的量測方法，檢出探針與焊墊之間的接觸電阻。
[0037]實施例三
[0038]圖5為本實用新型實施例三的接觸電阻的測試結構的俯視圖，與實施例一及實施例二相比，本實施例的區別在於:於所述第一焊墊320和所述第二焊墊330之間還串聯有一個或多個第五焊墊350。所述第一焊墊320與第五焊墊350之間以及所述第二焊墊330與第五焊墊350之間均由所述電阻結構340連接。並且，當所述第一焊墊320和第二焊墊330之間串聯有多個第五焊墊350時，相鄰的第五焊墊350之間也均由所述電阻結構340連接。其中，所述電阻結構340可以為網格結構的金屬層或由多個金屬導線並聯形成的結構。
[0039]目前，通常採用探針卡來測試接觸電阻或器件電阻，而在實際的生產過程中，根據待測器件所在的晶片上的焊墊排布的不同，需選用與晶片對應的探針卡進行測試。因此，在面對不同的晶片，勢必造成生產線中需備有大量的探針卡。而本實施例中，可根據現有的探針卡的結構，在所述第一焊墊320和所述第二焊墊330之間設置對應個數的第五焊墊350，比如串聯於所述第一焊墊320和所述第二焊墊330之間的第五焊墊350的個數可以為20個，進而，可適用現有的探針卡進行測試，以提高探針卡的利用率，並且可避免探針卡選錯的風險。
[0040]此外，由於電阻結構的電阻值小於IΩ，相對探針和焊墊之間的接觸電阻可忽略不計，因此當採用本實施例中的接觸電阻的測試結構進行接觸電阻測試時，對接觸電阻值Re的測量結果的影響並不大。
[0041 ]實施例四
[0042]本實用新型還提供一種包含以上所述的接觸電阻的測試結構的器件電阻的測試結構，圖6為本實用新型實施例一的器件電阻的測試結構的俯視圖，如圖6所示，所述器件電阻的測試結構包括接觸電阻的測試結構30和被測電阻的測試結構20。
[0043]本實用新型的器件電阻的測試結構中，由於還包含有接觸電阻的測試結構，因此當對器件的電阻進行測試時，可同時確認探針與焊墊的接觸電阻，從而可避免接觸電阻對測試結果造成影響。
[0044]其中，所述接觸電阻的測試結構如上所述，此處不再贅述。本實施例中，所述被測電阻的測試結構20包括:第三焊墊22、第四焊墊23和被測電阻21，所述被測電阻21串聯於所述第三焊墊22和所述第四焊墊23之間。
[0045]繼續參考圖6所示，當需量測被測電阻的電阻值Rs時，可先根據接觸電阻的測試結構30確認探針與焊墊的接觸電阻值Re，然後再對被測電阻的測試結構20進行測試，得到測量電阻值Rm = Rs+2Rc，其中Rs為被測電阻21的阻值。由於接觸電阻值Re已知，因此通過計算即可得出準確的被測電阻的電阻值Rs。
[0046]實施例五
[0047]本實施例中，於所述被測電阻的測試結構20中，所述第三焊墊22和所述第四焊墊23之間還串聯有一個或多個第六焊墊，其中，除了與被測電阻21串聯的兩個焊墊之間連接有被測電阻21之外，其餘相鄰的兩個焊墊之間均由一電阻值小於I Ω的電阻結構連接。所述電阻結構可以為以上所述的具有網格結構的金屬層或多個金屬導線並聯的結構連接。優選的，所述被測電阻的測試結構中的焊墊的個數與所述接觸電阻的測試結構中的焊墊的個數一致。進一步的，所述被測電阻的測試結構中焊墊之間的連接方式與接觸電阻的測試結構中焊接之間的連接方式也一致，比如焊墊之間均採用具有網格結構的金屬層連接，或均採用多個金屬導線並聯的結構連接。
[0048]同樣的，本實施例中，可根據現有的探針卡的結構，設置對應個數的焊墊，從而可使用現有的探針卡進行測試，以提高探針卡的利用率，並且可避免探針卡選錯的風險。
[0049]為到達更為精確的測試結果，本實用新型中的器件電阻的測試結構可適用於阻值範圍為10 Ω?10000 Ω的被測電阻。當所述被測電阻的阻值小於10 Ω時，採用本實施新型提供的兩端法測試電阻，誤差較大，可採用Kelvin四端測試電阻。若被測電阻的阻值大於10000 Ω，則接觸電阻相對於被測電阻的阻值可忽略不計。
[0050]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0051]上述描述僅是對本實用新型較佳實施例的描述，並非對本實用新型範圍的任何限定，本實用新型領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於權利要求書的保護範圍。
【主權項】
1.一種接觸電阻的測試結構，包括第一焊墊和與所述第一焊墊串聯的第二焊墊，其特徵在於，所述第一焊墊與第二焊墊由一電阻結構連接，所述電阻結構的電阻值小於等於IΩ。2.如權利要求1所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述電阻結構是由多個金屬導線並聯形成的結構。3.如權利要求2所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述金屬導線的數量為大於等於100個。4.如權利要求2所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述金屬導線、第一焊墊以及第二焊墊的材質相同。5.如權利要求2所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述金屬導線為銅導線或鋁導線。6.如權利要求1所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述電阻結構是一具有網格結構的金屬層。7.如權利要求6所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述具有網格結構的金屬層的材質為銅或鋁。8.如權利要求1至7中任一項所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述第一焊墊和第二焊墊之間還串聯有一個第五焊墊，所述第一焊墊與第五焊墊之間以及所述第二焊墊與第五焊墊之間均由所述電阻結構連接。9.如權利要求1至7中任一項所述的接觸電阻的測試結構，其特徵在於，所述第一焊墊和第二焊墊之間還串聯有多個第五焊墊，所述第一焊墊與第五焊墊之間、所述第二焊墊與第五焊墊之間以及相鄰的第五焊墊之間均由所述電阻結構連接。10.—種器件電阻的測試結構，其特徵在於，包括如權利要求1至9中任一項所述的接觸電阻的測試結構。11.如權利要求10所述的器件電阻的測試結構，其特徵在於，還包括一被測電阻的測試結構，所述被測電阻的測試結構包括第三焊墊、第四焊墊和被測電阻，所述被測電阻串聯於所述第三焊墊和第四焊墊之間。12.如權利要求11所述的器件電阻的測試結構，其特徵在於:所述被測電阻的阻值範圍為 10 Ω ?10000 Ω。
【文檔編號】G01R27/08GK205720446SQ201620555644
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】許廣勤
【申請人】中芯國際集成電路製造（天津）有限公司, 中芯國際集成電路製造(上海)有限公司