[发明专利]基于垂直测试图形的欧姆接触区方块电阻测试方法

权利要求书

1.一种基于垂直测试图形的欧姆接触区方块电阻测试方法，包括如下步骤：

(1)制备欧姆接触测试图形：

在半导体体材料上先淀积金属电极，再采用高温退火的方法制备出一组相互垂直交叉的横向测试图形和纵向测试图形，每种测试图形包括三个欧姆电极，其中：

横向测试图形中的三个欧姆电极分别为：长度为a的第一电极、长度为L的第五电极、长度为a的第四电极，该第一电极与第五电极之间的距离为L₁₅，第五电极与第四电极之间距离为L₅₄，电极宽度均为W；

纵向测试图形中的三个欧姆电极分别为：长度为a的第二电极、长度为W的第五电极、长度为a的第三电极，该第二电极与第五电极之间的距离为L₂₅，第五电极与第三电极之间距离为L₅₃，电极宽度均为L，且W≠L，L₂₅＝L₁₅，L₅₄＝L₅₃；

(2)方块电阻的测量：

(2a)在横向测试图形的第一电极与第四电极之间施加偏置电压，并在回路中串联电流表，读取电流表的值，利用I-V关系计算得到第一电极与第四电极之间的电阻值R_L1：

R_L1＝V₁/I₁；

其中R_L1为横向测试图形中第一电极与第四电极之间的电阻值，V₁为横向测试图形中第一电极与第四电极上所加的电压，I₁为横向测试图形中由第一电极、第五电极、第四电极及有源区所构成的回路中的电流值；

(2b)在纵向测试图形的第二电极与第三电极之间施加偏置电压，并在回路中串联电流表，读取电流表的值，利用I-V关系计算得到第二电极与第三电极之间的电阻值R_L2：

R_L2＝V₂/I₂；

其中R_L2为纵向测试图形中第二电极与第三电极之间的电阻值，V₂为纵向测试图形中第二电极与第三电极上所加的电压，I₂为纵向测试图形中由第二电极、第五电极、第三电极及有源区所构成的回路中的电流值；

(2c)根据(2a)和(2b)中所测得的两个电阻值R_L1和R_L2，构建每种测试图形欧姆接触区的方块电阻计算公式：R_shc＝(R_L2L/W-R_L1)/(1-L/W)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2c)中构建每种测试图形欧姆接触区的方块电阻计算公式，按如下步骤进行：

(2c1)将横向测试图形中第一电极和第四电极之间的电阻值表示为：

R_L1＝R_A1+R_A15+R_A5+R_A54+R_A4，

其中，R_A1为横向测试图形中第一电极的电阻值，R_A15为横向测试图形中第一电极与第五电极之间有源区的电阻值，R_A5为横向测试图形中第五电极的电阻值，R_A54为横向测试图形中第五电极与第四电极之间有源区的电阻值，R_A4为横向测试图形中第四电极的电阻值；

(2c2)将纵向测试图形中第二电极和第三电极之间的电阻值表示为：

R_L2＝R_B2+R_B25+R_B5+R_B53+R_B3，

其中，R_B2为纵向测试图形中第二电极的电阻值，R_B25为纵向测试图形中第二电极与第五电极之间有源区电阻值，R_B5为纵向测试图形中第五电极的电阻值，R_B53为纵向测试图形中第五电极与第三电极之间有源区电阻值，R_B3为纵向测试图形中第三电极的电阻值；

(2c3)设第一电极、第二电极、第三电极、第四电极的长度均为a、传输线长度均为L_T，且a远大于L_T，根据现有的矩形传输线模型的电阻值计算公式，得到各部分的电阻值为：

在横向测试图形中：

R_A1＝R_shcL_T/W，R_A15＝R_shL₁₅/W，R_A5＝R_shcL/W，R_A54＝R_shL₅₄/W，R_A4＝R_shcL_T/W；

在纵向测试图形中

R_B2＝R_shcL_T/L，R_B25＝R_shL₂₅/L，R_B5＝R_shcW/L，R_B53＝R_shL₅₃/L，R_B3＝R_shcL_T/L；其中R_sh为有源区方块电阻，R_shc为欧姆接触区方块电阻，L_T为传输线长度；

(2c4)将步骤(2c3)中的R_A1，R_A15，R_A5，R_A54，R_A4代入步骤(2c1)中的电阻表达式，得到横向测试图形中第一电极与第四电极之间的电阻值表达式R_L1：

R_L1＝R_shcL_T/W+R_shL₁₅/W+R_shcL/W+R_shL₅₄/W+R_shcL_T/W，

(2c5)将步骤(2c3)中的R_B2，R_B25，R_B5，R_B53，R_B3代入步骤(2c2)中的电阻表达式，得到纵向测试图形中第二电极与第三电极之间的电阻值表达式R_L2：

R_L2＝R_shcL_T/L+R_shL₂₅/L+R_shcW/L+R_shL₅₃/L+R_shcL_T/L，

(2c6)根据步骤(1)中L₁₅＝L₂₅，L₅₄＝L₅₃的关系，在步骤(2c5)中的R_L2两边同乘以系数L/W后，再与步骤(2c4)中的R_L1作差，得到方程：

R_L2L/W-R_L1＝R_shc-R_shcL/W；

(2c7)由步骤(2c6)的方程，导出计算欧姆接触测试图形中的欧姆接触区方块电阻的公式为：

R_shc＝(R_L2L/W-R_L1)/(1-L/W)。