來源：木子陳

電阻的測試分為方塊電阻和接觸電阻，方塊電阻是電路設(shè)計的重要組成部分，其阻值準(zhǔn)確性嚴(yán)重影響電路的性能，F(xiàn)ab廠通過WAT參數(shù)方塊電阻Rs監(jiān)測它們。CMOS工藝中方塊電阻主要類型有：

• NW方塊電阻
• PW方塊電阻
• Poly方塊電阻
• AA方塊電阻
• Metal方塊電阻

目前業(yè)界通用的方塊電阻的測試方法有三種：一種是電阻條圖形；一種是范德堡圖形；一種是開爾文圖形。這里以電阻條作為例子介紹相關(guān)測試。

1.NW方塊電阻

NW方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（P-sub），它們分別連到PAD_N1、PAD_N2和PAD_B，WAT測試機器通過這三個端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端和襯底，從而測得所需的電性特性參數(shù)數(shù)據(jù)。NW方塊電阻的WAT參數(shù)是Rs_NW。

測量NW方塊電阻Rs_NW的基本原理是在電阻的一端加載DC電壓1V，另一端和襯底接地，從而測得電流In，Rs_NW=（1/In）/（L/W），W和L分別是NW方塊電阻的寬度和長度。

2. PW方塊電阻

與NW電阻不同，在bulk wafer中，PW方塊電阻是通過DNW隔離襯底（P-sub），如果沒有DNW的隔離，這個PW方塊電阻會與P-sub短路。

PW方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（DNW），它們分別連到PAD_P1、PAD_P2和PAD_B，WAT測試機器通過這三個端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端和襯底，從而測得所需的電性特性參數(shù)數(shù)據(jù)。PW方塊電阻的WAT參數(shù)是Rs_PW。

測量PW方塊電阻Rs_PW的基本原理是在電阻的一端和襯底加載電壓DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Ip，Rs_PW=（1/Ip）/（L/W），W和L分別是PW方塊電阻的寬度和長度。

3.Poly方塊電阻

CMOS工藝平臺的Poly方塊電阻有四種類型的電阻，

n型金屬硅化物Poly方塊電阻

p型金屬硅化物Poly方塊電阻

n型非金屬硅化物Poly方塊電阻

p型非金屬硅化物Poly方塊電阻

Poly方塊電阻的測試結(jié)構(gòu)主要分為兩種，第一種是狗骨頭狀的測試結(jié)構(gòu)，第二種是蛇形的測試結(jié)構(gòu)，如下圖所示。

Poly方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（NW），它們分別連到PAD_P1、PAD_P2和PAD_B。WAT測試機器通過電阻兩端的端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端，從而測得所需的電性特性參數(shù)數(shù)據(jù)。襯底的偏置電壓對Poly的方塊電阻沒有影響，所以測試時襯底是懸空的。

測量這四種Poly方塊電阻的基本原理都是一樣的，在電阻的一端加載DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Ip，Poly方塊電阻=（1/Ip）/（L/W），W和L分別是Poly方塊電阻的寬度和長度。

4.AA方塊電阻

AA方塊電CMOS工藝平臺的AA方塊電阻有四種類型的電阻，

n型金屬硅化物AA方塊電阻

p型金屬硅化物AA方塊電阻

n型非金屬硅化物AA方塊電阻

p型非金屬硅化物AA方塊電阻

其測試結(jié)構(gòu)與poly 電阻類似，分為兩種，第一種是狗骨頭狀的測試結(jié)構(gòu)和蛇形的測試結(jié)構(gòu)。狗骨頭狀的AA方塊電阻，目的是減小接觸電阻對AA方塊電阻的影響。n型AA方塊電阻必須設(shè)計在PW里面，p型AA方塊電阻必須設(shè)計在NW里面。

蛇形的測試結(jié)構(gòu)可以增大方塊電阻的個數(shù)，平均化的方塊電阻，可以有效地減小兩端接觸電阻的影響。利用蛇形設(shè)計的測試結(jié)構(gòu)的測試結(jié)果會比用狗頭狀設(shè)計的測試結(jié)構(gòu)更準(zhǔn)確。

測量n型AA方塊電阻的基本原理是在電阻的一端加載電壓DC電壓1V，另一端和襯底接地，從而測得電流In，Rs_NAA=（1/I）/（L/W），W和L分別是AA方塊電阻的寬度和長度。

Metal方塊電阻

CMOS工藝平臺的金屬方塊電阻的測試結(jié)構(gòu)包含該平臺的所有金屬層，其測試結(jié)構(gòu)如圖所示：

M1方塊電阻的版圖是蛇形的兩端器件，設(shè)計成蛇形的目的是盡量增加M1金屬電阻線的長度，得到更多數(shù)目的M1方塊電阻的整體阻值，對測試結(jié)果平均化后，可以減小兩端接觸電阻對單個M1方塊電阻的影響。

測量M1方塊電阻的基本原理是在電阻的一端加載電壓DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Id，Rs_PW=（1/Id）/（L/W），W和L分別是M1方塊電阻的寬度和長度。

影響因素：

1) n+和p+離子注入異常；

2）AA刻蝕尺寸異常；

3）Poly刻蝕尺寸異常；

4）硅金屬化（Salicide）相關(guān)工藝。

5）M1刻蝕尺寸異常；

6）淀積金屬層的厚度異常。