[发明专利]一种测量半导体器件欧姆接触退化失效的芯片及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术，特别是半导体器件失效评估领域。

背景技术

半导体技术中的欧姆接触是指半导体器件上，金属引线和半导体接触的区域。任何半导体器件都需要有良好的欧姆接触特性，即要求半导体与金属要有非常好的线性接触，附加电阻要小，长期使用稳定性好。欧姆接触经大电流和长期使用后，会产生退化，即电阻变大，线性改变和稳定性变差。

为了使生产出的芯片具有良好的欧姆接触性能，需要确定合适的生产工艺参数，这就需要考核不同工艺下生产的芯片的欧姆接触电阻。欧姆接触电阻的专门测量通常采用传输线法TLM(Transmision Line Method)。见附图1，传输线法使用的芯片，由在衬底0上与衬底0结成一体的由半导体材料构成的平台1，使用光刻工艺固接在前者表面、排成一排、长度为W的电极2构成，其相邻电极2的间距从左至右逐渐递增。在两端的电极2上加测试电流，之后分别测量各相邻电极2间的电阻R_T与间距l，以测量得到的R_T值为纵坐标、相邻电极的间距l为横坐标做图，见附图2，从所得直线5的斜率和截距2R_C，根据公式RT=2RC+RSHlW]]>和ρ_C＝R_SHL_T²即可求出欧姆接触电阻率ρ_C。在上述公式中，R_T是两相邻欧姆接触之间的总电阻，R_C是两相邻欧姆接触电极的接触电阻，W是接触金属的长度，R_SH是半导体的薄层电阻，l是相邻欧姆接触的间距，ρ_C为欧姆接触的电阻率，L_T为特征长度，是图2所示坐标图中直线与横坐标的交点的横坐标值。

若使用传输线法直接考核大电流工作对欧姆接触的影响，在芯片两端直接施加考核电流(即大电流)时，在欧姆接触电阻退化的同时，也会对两接触焊盘之间的半导体材料造成损失，这样在大电流下测量出的欧姆接触退化中，也包含了半导体材料的退化，而使测出的欧姆接触电阻不能真正反映欧姆接触的退化。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种专门测量欧姆接触退化的芯片和测量方法，能够防止考核电流伤及半导体材料，高效、准确地评估欧姆接触退化程度。

本发明提出的用于测量欧姆接触退化和考核的芯片，在平台1表面平行于电极2固接有一排与电极2一一对应的辅助电极3。

平台1形状为梳形，梳齿在电极2正下方，辅助电极3位于梳齿表面。

平台1高度为0.5～1.0微米。若衬底0是绝缘材料，则平台1的高度为平台1顶部到衬底0表面的距离。

为了便于在测量的时候外接引线，在电极2和辅助电极3上还可固接较大面积的接触电极5。

测量方法包含以下步骤：

a)在上述芯片的电极2与辅助电极3之间施加考核电流一段时间，考核电流的大小和施加时间根据要造成的欧姆退化的程度调整；

b)断开考核电流，分别测量相邻电极2间总电阻R_T，相邻电极2的间距l；

c)以相邻电极2间总电阻R_T为纵坐标，相邻电极2间距l为横坐标作图，得到斜率为截距为2R_C的直线5，其中R_SH是半导体的薄层电阻、R_C是两相邻欧姆接触电极的接触电阻；