Тестовая структура для контроля объемного удельного сопротивления полупроводниковой пластины

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11998974(3 М.Кп.с присоединением заявки Мо 601 В 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторизобретения В.Ф.Устинов Заявител ЕСТОВАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ КОНТРОЛ ОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВО ОБЪЕМНОГО УДЕЛЬНПЛАСТИНЫ Изобрете ной технике но для конт сопротивлен тины.сится к электрон- быть использэвального объемного роводниковой плас структуры явля еделения удельноется провестия в каждойже определитье размеры коно, изготовлениеФормы с пох в настоящееявляется труд- дополнительаппроксимациичто влияет надельного сопрото ое отн може я требу змерени а так рически оме тог круглой именяемы методов вноситиз-за инией,ления уляпо тво дл тивлен я иэмереия, содержари этом два крайчены для пропусо тока, а два едназначены для апряжения на обИзвестно устройния удельного сопрщее четыре зонда,них зонда предназнкания электрическовнутренних зонда иизмерения паденияраэце ).13. Цель изобретения, - повыш ности контроля,Укаэанная цель достигает что в тестовой структуре, с контактные зоны неравных пл рабочей сторона пластины и ную зону большего размера, женную на противоположной с контролируемой пластины и о кщую проекции контактных зо стороны, контактные зоны ра роны пластины выполнены в в прямоугольных геометрически равных периметров и с одина личеством углов. ие точ 2 25 Однако, поскольку точность измерения определяется расстоянием междузондами, четырехзондовое устройствоне позволяет провести измерения нарабочих пластинах иэ-за большой зоныконтактирования.Наиболее близкой по техническойсущности к предложенной является тестовая структура для контроля объемного удельного сопротивления п.лупроводниковой пластины, содержащаяконтактные зоны неравных площадей нарабочей стороне пластины и контакт -Ную зону на противоположной стороне,охватывающую проекции контактных зонрабочей стороны пластины2,Недостатком ется то, что дл го сопротивлен электрические контактной эон реальные геоме тактных зон. К контактных зон мощью широко п время машинных новыполнимым и ную погрешност дуги ломаной лточность опред тивления. ся тем, одержащейощадей наконтакт- располоторонехватыва-. н рабочей бочей стоиде двух х фигур ковым ко 998974На фиг. 1 изображен разрез полупроводниковой пластины с тестовойструктурой;на фиг. 2 и фиг. 3варианты топологии двух прямоугольных контактных зон тестовой структуры на рабочей поверхности пластиныравных периметров и с одинаковым количеством углов.На рабочей поверхности 1, например окисленной кремниевой пластинытолщиной (:, вскрыты, например методом 0фотолитографии, контактные эоны в виде двух областей 2 и 3, На поверхности 1 пластины нанесена металлическая разводка 4, покрывающая вобластях 2 и 3 поверхность пластины 5 и имеющая контактные площадкиб для зондовых измерений. С противоположной стороны 7 пластины 5 образована покрытая металлом однаобщая контактная область 8 большого 20размера,В некоторых случаях общей контактной областью может служить свободная от окисла противоположная сторона 7 пластины 5, лежащей на металлическом измерительном столике.Область 2 выполнена в виде квадрата АВСД со стороной О( фиг. 2), аобласть 3 в виде прямоугольникаЕРИН со сторонами Э и С, причем 30площадь Б 1 области 2 больше площади Я области 3, т.е. Б 1 7 Я, апериметр р 1 = 4 а области 2 равенпериметру р 2 -- 2 В + 2 С области 3,т.е. р = р 35С целью компактности размещенияэлементов на рабочей поверхностипластины контактные зоны могут иметьболее сложный вид (фиг. 3). Здеськаждая из областей 2 и 3 содержитодинаковое количество однотипныхтопологических элементов, т.е. пять.внешний угол О = 900(один внутренний угол Р = 270) .Тестовая структура работает следующим образом.Для каждой области 2 или 3 (фиг.1),контролируемая зона полупроводниковой пластины 5 составлена иэ двух 50параллельно включенных резистивныхчастков: внутренней зоны 11 илиопределякицей объем пластинымежду областью 2 или 3 и ее проекцией на общую контактную область 8; 55 сопротивление у этого объема пластины равное60где- удельное объемное сопротивление пластины Ом м 3 внешней зоны И, характеризующейся эффективной.областью бокового растекания токана общую контактную область эа пре -делами внутренних эон, сопротивление г этого объема лпастины равно7.(= - (Ргде г - удельное сопротивление зоны П бокового растекания для единичной длины границы области 2 или 3, р периметр области 2 или 3.Тогда проводимость между областью 2 и общей контактной областью равна1- - - +(1) где Аналогично проводимость между областью 3 и общей контактной областью 1к +(2) где Ф: -е,ГВеличина г для разных участков пластины ввиду плоскопараллельности пластины и однородности материала является одинаковой, а периметры р, и р для обеих областей выполнены равными при разработке топологии областей и с одинаковым количеством однотипных топологических элементов,= "1Нэ (1) и (2) получаемГ 1 Ъ. У - Р - - (ЯЬ 52 ЖЫОтсюда =е(а-Р )Приведенные соображения справедливы для каждой стороны границы контактных областей в случае, если нетвлияния противоположной стороны накартину растекания тока. Это имеетместо, если соответствующий поперечный размер контактной области будет,по крайней мере, не меньше удвоеннойтолщины пластины или толщины контролируемого слоя.Рассмотрим влияние на точностьконтроля входящих в формулу (3 ) дляопределения )о топологических параметров, в частности, ухода величиныплощадей Б 1 и Я контактных областей при смещении сторон контактныхобластей на величину А, например врезультате растрава границы на фотолитографии. В этом случае вместозаложенных на топологии областей: 2(квадрат АВСД с площадью Б) и 3 (прямоугольник ЕРОВ с площадью Я) порУчим квадрат А 1 В 1 С 1 Д 1 с площадью Би прямоугольник Е 1 Р Н с площадьюБ ( фиг, 2),Как видно из чертежа,6Э =О-ВО=0 +а 14 а-ЯЬ -ЙС)-ЬС.Но иэ условия равенства периметров областей следует4 а = 2 В + 2 С.Поэтому получаемБ, - Б =Б -БСледовательно, технологический растрав на стадии фотолитографии, припуски координат на сторону элемента при машинном проектировании топологии не изменяют разности площадей контактных областей, входящих в формулу 13 ) для определения у что повышает точность определения удельного объема сопротивления контролируемого слоя, а наличие всего лишь двух контактных областей на рабочей поверхности упрощает процесс измерения.Таким образом, предлагаемая тестовая структура обеспечивает повышение точности и производительности контроля удельного объемного сопротивления полупроводниковых пластин и резистивных слоев, возможность применения машинных методов проекти -рования топологии тестовой структуры совместо с интегральной схемой. Тестовая структура для контроляобъемного удельного сопротивленияполупроводниковой пластины, содержащая контактные зоны неравных площадей на рабочей стороне пластины иконтактную зону на противоположнойстороне, охватывахщую проекции контактных зон рабочей стороны, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности контроля,контактные эоны рабочей стороныпластины выполйены в виде двух прямоугольных геометрических фигур равных периметров и с одинаковым количеством углов,Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1, Концевой Ю.А., Кудин В.Д. Ме-тоды контрля технологии производстваполупроводниковых приборов. М.,998974 Составитель М. Мессерер.ева Техред К.Мыцьо Корректор В. Бутяг РедактПа акаэ 1149/68В П 113035,ая, 4 тент" илиал ПП ород, ул Тираж 708 Государственного к делам иэобретений и осква, Ж, Раушск