王倩

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)

薄层电阻是指一块正方形薄层沿其对边平面方向的电阻。我们通过外延生长、杂质扩散工艺或离子注入掺杂工艺在单晶衬底上形成一层异型薄层(如在N型衬底上形成P型层或在P型衬底上形成N型层)，或通过真空蒸发工艺、溅射工艺在绝缘材料上覆盖一层金属薄膜。这些结构的薄层电阻值在半导体器件和集成电路生产中都是需要受到精确控制的重要工艺参数。半导体薄层电阻的大小取决于薄层中掺入杂质的情况。当杂质分布形式确定后，通过测量薄层电阻就能推算出表面杂质浓度。

在半导体工艺中，广泛使用四探针法测量薄层电阻。四个针尖排在一直线上，测量时电流由外侧两根探针流经薄层（因薄层与衬底的掺杂型号相异，电流基本上不通过衬底），并用两根内侧探针测量电压。用四探针法测试半导体电阻率时，当被测样品厚度值不能满足理论上提出相应的要求时，必须对测试值加以“厚度修正”。设W为被测样品真实厚度，一般以cm为单位。在进入测量过程后，探针间距S(探针间距平均值)就起着重要作用(如图2所示)。被测样品的厚与薄，是与S相比较而言，S成为度量厚度的单位，厚度在此是个相对概念。所以我们在这里令a代表以S为单位的相对厚度：即a=W/S，(a为无量纲值)。所以，当要进行“厚度修正”时，厚度修正函数将表现为a的复杂函数。同理，在样品边界附近测量时，探针距边界的距离也应以S为基值来衡量，是否要进行边界修正，与S值也有密切关系。……