[发明专利]半导体参数测试仪器的测试探针的电阻测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，尤其涉及一种半导体参数测试仪器的测试探针的电阻测试方法。

背景技术

参数测试的目的是确定半导体制程的特性，通常涉及电气参数测试和四种主要的半导体器件的特性表征，这四种器件包括电阻、二极管、晶体管和电容器。其它的测试结构都可以归入这四种器件或这些器件的组合。绝大多数参数测试都包括电流-电压(IV)测试或者电容-电压(CV)测试。

半导体参数测试的主要测量资源是源/监视单元，有时候也称为源/测量单元，缩写为SMU。SMU是一种非常精确的供电设备，它不仅可以提供测量分辨率小于5μV的电压源，还可以提供测量分辨率低于1fA(飞安，10^-15A)的电流源。SMU还提供了远端检测功能并拥有集成了双极型电压和吸收功率能力的四象限输出功能。最后，SMU可以提供线性扫描电压和扫描电流，能够获得仪器的IV特性曲线。如图1所示，为一个简化的SMU等效电路。

由于SMU测试的主要都是通过电流极小(可低至1fA)、内阻也较小(一般小于10Ω)的器件或者电路，所以，测试时候的除了被测试器件以外的电阻对测试精度的影响也是很大的。而无论是导线还是测试仪器的探针都是不完美的导体。用于连接仪器与被测器件的一切都存在一定的固有电阻(尽管电阻可能非常小)。如果，被测器件的电阻比0.1Ω大几个数量级，就可以忽略掉探针和导线的电阻以及探针和被测器件的接触电阻对测试的影响。但是，如果测量电阻不到10Ω的器件时，探针和导线的电阻以及探针和被测器件的接触电阻引入的误差就会严重影响测试结果的准确性。

因而，需要精确的测量出探针和导线的电阻以及探针和被测器件的接触电阻的总值，以便于除去其对于测试结果的影响。

发明内容

本发明的目的是精确的测量出测试探针的电阻(包括探针和导线的电阻以及探针和被测器件的接触电阻)。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体参数测试仪器的测试探针的电阻测试方法，所述参数测试仪器至少包括四个测试探针，分别为第一测试探针、第二测试探针、第三测试探针和第四测试探针，所述参数测试仪器可以通过测试探针提供设定值大小的电流、电压或测量测试点的电压、电流；所述电阻测试方法包括：把四个测试探针共同放在同一测试金属块上，然后进行以下两个步骤：

设置第一测试探针提供第一电流、第一电压，第二测试探针、第三测试探针和第四测试探针分别设定电压为零，同时测试电流；

设置第一测试探针提供第二电流、第二电压，第二测试探针设定电流为零并测试电压，第三测试探针和第四测试探针提供设定电压为零，同时测试电流。

可选的，所述参数测试仪器的电流测试范围为1fA～0.1A，电压测试范围为2μV～100V。

可选的，所述参数测试仪器的电流测试分辨率小于等于10fA，电压测试分辨率小于等于5μV。

可选的，所述参数测试仪器内部设置有源/监测单元。

可选的，所述参数测试仪器内部设置有电压单元。

可选的，所述参数测试仪器内部设置有电压监测单元。

可选的，所述测试金属块的电阻值为n×10^-3Ω，n小于10。

可选的，所述测试探针的电阻值为0.2～5Ω。

与现有技术相比，本发明能够较快且精准的测量出四个测试探针的电阻值。本发明的测试方法，在测试的两个阶段，都保持四个被测探针都参与测试，所以在这两个测试阶段，四个探针各自与测试金属块的接触电阻对测试结果的影响效果基本上一致。与原来的测试方法相比，可以得到更精准的测试结果。

附图说明

图1是简化的SMU等效电路的示意图。

图2至图6为一种现有的测试探针的电阻测试方式的示意图。

图7至图11为另一种现有的测试探针的电阻测试方式的示意图。

图12至图19为本发明的测试探针的电阻测试方式的示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种新的测试半导体参数测试仪器的测试探针电阻的方法，所测的测试探针电阻值很小，每个测试探针的电阻值一般为0.2～5Ω。本发明其不仅能够快速精确的测出多个探针的电阻，还可以得到对同一个探针的多个结果，通过求平均值使得测试得到的电阻值更准确，并且其测试结果可以消除掉非仪器因素对测量得到的电阻值的影响。

本发明的测试方法主要包括：把参数测试仪器的四个测试探针共同放在同一测试金属块上，然后进行以下两个步骤：