一种电阻测试结构的制作方法

本实用新型涉及一种电阻测试结构，特别是涉及一种电阻失配测试结构。

背景技术：

高性能混合信号集成电路IC设计中的射频电路电阻的匹配设计是非常重要的，而且电阻的失配模型一般是由晶圆代工厂提供的。

如图1所示，目前，一般通过采用开尔文(Kelvin)测试法分别检测单个电阻的电阻值，来判断每对电阻的失配特点。但开尔文(Kelvin)测试法，就是通常所说的四线测试方式，存在以下问题：

如图1所示，使用这种测试方法时，每个电阻需要四个探针垫(probe pads)，那么一对匹配电阻(matched resistor pairs)就需要八个衬垫(pads)。就硅面积的使用而言，这使得匹配电阻对变得相对昂贵，所以，需要减少pad的数量。

另外，电阻结构变化也会引起电阻失配。如图1所示的开尔文(Kelvin)测试结构，包括电阻1，分别位于电阻两端的电源端3(froce pad)和测试端2(sense pad)。测试时，通过在两电源端3施加电流，并测量两测试端2的电压差。通过欧姆定律，即可得到两测试端2之间的电阻的电阻值。然而，两测试端2之间的电阻通常包括性能差异比较大的体电阻和头电阻(例如，接触电阻)。其中，体电阻(resister body)结构变化引起的电阻值失配，主要由掺杂量的波动，晶界和缺陷等引起；电阻(resister head)结构变化引起的电阻值失配，主要与接触电阻(contact resistance)的波动和(for poly and diffusion resistors)硅化物的粗糙度有关。所以，为了更精确地对电阻失配原因进行解释和建模，需要区分体电阻和头电阻(接触电阻)结构变化对电阻失配的影响。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电阻测试结构，用于解决现有技术中无法区分体电阻和接触电阻结构变化对电阻失配的影响问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电阻测试结构包括：第一待测电阻，所述第一待测电阻包括第一体电阻及分别连接于第一体电阻两端的第一头电阻及第二头电阻，所述第一头电阻与第一测试端以及电源端连接，所述第二头电阻与第二测试端以及电源端连接；所述第一体电阻的第一端延伸第一支路电阻，所述第一支路电阻与第三测试端连 接，所述第一体电阻的第二端延伸第二支路电阻，所述第二支路电阻与第四测试端连接。

优选地，电源端包括第一电源端以及第二电源端；第一电源端以及第二电源端连接正负极，且第一测试端与第二测试端之间电性连接，或者第三测试端与第四测试端之间电性连接。

优选地，还包括第二待测电阻；第二待测电阻，所述第二待测电阻包括第二体电阻及分别连接于第二体电阻两端的第三头电阻及第四头电阻，所述第三头电阻与第五测试端以及电源端连接，所述第四头电阻与第六测试端以及电源端连接；所述第二体电阻的第一端延伸第三支路电阻，所述第三支路电阻与第七测试端连接，所述第二体电阻的第二端延伸第四支路电阻，所述第四支路电阻与第八测试端连接。

优选地，电源端包括第一电源端，第二电源端，第三电源端以及第四电源端；第一头电阻与第一电源端连接，所述第二头电阻与第二电源端连接；所述第三头电阻与第三电源端连接，所述第四头电阻与第四电源端连接。

优选地，第一电源端以及第二电源端连接正负极，且第一测试端与第二测试端之间电性连接，或者第三测试端与第四测试端之间电性连接；第三电源端以及第四电源端连接正负极，且第五测试端与第六测试端之间电性连接，或者第七测试端与第八测试端之间电性连接。

优选地，电源端包括第一电源端以及第二电源端；第一头电阻以及第三头电阻与第一电源端连接，所述第二头电阻以及第四头电阻与第二电源端连接。

优选地，第一电源端以及第二电源端连接正负极且第一测试端与第二测试端之间电性连接，第三测试端与第四测试端之间电性连接，第五测试端与第六测试端之间电性连接，或者第七测试端与第八测试端之间电性连接。

优选地，测试端通过通孔以及金属层与头电阻或者体电阻相连。

优选地，电源端通过通孔以及金属层与头电阻相连。

优选地，第一待测电阻，第二待测电阻，第一支路电阻，第二支路电阻，第三支路电阻以及第四支路电阻为多晶硅电阻和扩散电阻中的一种或多种。

如上所述，本实用新型的电阻测试结构，具有以下有益效果：本实用新型提供了一种多晶硅/扩散电阻失配特性的测试结构，可以更精确地对电阻失配原因进行解释和建模，不仅能区分体电阻和头电阻(接触电阻)结构变化对电阻失配的影响，还可以检测两个电阻间的失配特性，并通过进一步优化减少了衬垫的个数。

附图说明

图1显示为本实用新型(现有技术中)的一种电阻测试结构示意图。

图2显示为本实用新型的一种电阻测试结构示意图。

图3显示为本实用新型的一种电阻测试结构示意图。

图4显示为本实用新型的一种电阻测试结构示意图。

元件标号说明

1 电阻 201 第二体电阻

2 测试端 202 第三头电阻

3 电源端 203 第四头电阻

101 第一体电阻 231 第三支路电阻

102 第一头电阻 232 第四支路电阻

103 第二头电阻 110,111,210,211 电源端

131 第一支路电阻 121,122,123,124, 测试端

132 第二支路电阻 221,222,223,224

300 金属层 400 通孔

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图2至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一

如图2所示，本实施提供一种电阻测试结构包括：第一待测电阻。

第一待测电阻包括第一体电阻101及分别连接于第一体电阻101两端的第一头电阻102及第二头电阻103。第一头电阻102与第一测试端121以及第一电源端110通过一个共用通孔400以及金属层300连接。第二头电阻103与第二测试端122以及第二电源端111通过一个共用通孔400以及金属层300连接。第一体电阻101的第一端延伸第一支路电阻131，第 一支路电阻131与第三测试端123通过一个通孔400以及金属层300连接，第一体电阻101的第二端延伸第二支路电阻132，第二支路电阻132与第四测试端124通过一个通孔400以及金属层300连接。

第一待测电阻测试时，第一电源端110以及第二电源端111连接正负极，且第一测试端121与第二测试端122之间电性连接，或者第三测试端123与第四测试端124之间电性连接。

具体的，通过在第一电源端110和第二电源端111两端施加电流，并测量第一测试端121和第二测试端122两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第一测试端121和第二测试端122两端之间的电阻。第一测试端121和第二测试端122两端之间所测得的第一待测电阻包括体电阻和头电阻(例如，接触电阻)。

通过在第一电源端110和第二电源端111两端施加电流，并测量第三测试端123和第四测试端124两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第三测试端123和第四测试端124两端之间的电阻。第三测试端123和第四测试端124两端之间的电阻只包括体电阻。这样就可以区分体电阻和头电阻(例如，接触电阻)结构变化对电阻失配的影响。

本实施例中的第一待测电阻，第一支路电阻以及第二支路电阻为多晶硅电阻和扩散电阻中的一种或多种。

本实用新型中四个测试端均通过通孔400以及同一层的金属层300与头电阻或者体电阻相连，两个电源端均通过通孔400以及同一层的金属层300与头电阻相连。

实施例二

如图3所示，本实施提供一种电阻测试结构包括：实施例一中的第一待测电阻和第二待测电阻。本实施例可以检测第一待测电阻和第二待测电阻之间的失配特性。

第二待测电阻包括第二体电阻201及分别连接于第二体电阻201两端的第三头电阻202及第四头电阻203，第三头电阻202与第五测试端221以及第三电源端210通过一个共用通孔400以及金属层300连接，所述第四头电阻203与第六测试端222以及第四电源端211通过一个共用通孔400以及金属层300连接。第二体电阻201的第一端延伸第三支路电阻231，第三支路电阻231通过一个通孔400以及金属层300与第七测试端223连接，第二体电阻201的第二端延伸第四支路电阻232，第四支路电阻232通过一个通孔400以及金属层300与第八测试端224连接。

第二待测电阻测试时，第三电源端210以及第四电源端211连接正负极，且第五测试端221与第六测试端222之间电性连接，或者第七测试223与第八测试端224之间电性连接。

具体的，第一待测电阻的具体测试方法跟实施例一中的测试方法相同。

第二待测电阻测试时，通过在第三电源端210和第四电源端211两端施加电流，并测量第五测试端221和第六测试端222两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第五测试端221和第六测试端222两端之间的电阻。第五测试端221和第六测试端222两端之间所测得的第二待测电阻包括体电阻和头电阻(例如，接触电阻)。

通过在第三电源端210和第四电源端211两端施加电流，并测量第七测试端223和第八测试端224两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第七测试端223和第八测试端224两端之间的电阻。第七测试端223和第八测试端224两端之间的电阻只包括体电阻。这样就可以区分体电阻和头电阻(例如，接触电阻)结构变化对电阻失配的影响。

本实施例中的第一待测电阻，第二待测电阻，第一支路电阻，第二支路电阻，第三支路电阻以及第四支路电阻为多晶硅电阻和扩散电阻中的一种或多种。

本实施例中八个测试端均通过通孔400以及同一层的金属层300与头电阻或者体电阻相连，四个电源端均通过通孔400以及同一层的金属层300与头电阻相连。

实施例三

如图4所示，根据实施例二，本实施例中电源端衬垫(Force pad)由四个减少为两个，也就说测试端由四个减少为两个。具体的说，实施例二中所述第一头电阻以及第三头电阻均与第一电源端连接，所述第二头电阻以及第四头电阻均与第二电源端连接，其余部分连接方式不变。

具体的，第一待测电阻的第一头电阻102通过一通孔400以及金属层300与第一测试端121以及第一电源端110连接，所述第一待测电阻的第二头电阻103通过一通孔400以及金属层300与第二测试端122以及第二电源端111连接。第二待测电阻的第三头电阻202通过一通孔400以及金属层300与第五测试端221以及第一电源端110连接，所述第二待测电阻的第四头电阻通过一通孔400以及金属层300与第六测试端222以及第二电源端111连接。本实施例中的第一电源端110和第二电源端111的尺寸和形状设计可以与实施例二中的第一电源端110以及第二电源端111不同，根据实际需求设计。

具体的，第一待测电阻的具体测试方法跟实施例一中的测试方法相同。

第二待测电阻测试时，第一待测电阻测试和第二待测电阻测试时，第一电源端110以及第二电源端111连接正负极，且第五测试端221与第六测试端222之间电性连接，或者第七测试223与第八测试端224之间电性连接。

具体的，第二待测电阻测试时，通过在第一电源端110和第二电源端111两端施加电流，并测量第五测试端221和第六测试端222两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第五 测试端221和第六测试端222两端之间的电阻。第五测试端221和第六测试端222两端之间所测得的第二待测电阻包括体电阻和头电阻(例如，接触电阻)。

通过在第一电源端110和第二电源端111两端施加电流，并测量第七测试端223和第八测试端224两端之间的电压差。通过欧姆定律，即可得到第七测试端223和第八测试端224两端之间的电阻。第七测试端223和第八测试端224两端之间的电阻只包括体电阻。这样就可以区分体电阻和头电阻(例如，接触电阻)结构变化对电阻失配的影响。

本实施例中的第一待测电阻，第二待测电阻，第一支路电阻，第二支路电阻，第三支路电阻以及第四支路电阻为多晶硅电阻和扩散电阻中的一种或多种。

本实施例中的八个测试端均通过通孔以及同一层的金属层与头电阻或者体电阻相连，两个电源端均通过通孔400以及同一层的金属层300与头电阻相连。

综上所述，本实用新型提供了一种多晶硅/扩散电阻失配特性的测试结构，可以更精确地对电阻失配原因进行解释和建模，不仅能区分体电阻和头电阻(接触电阻)结构变化对电阻失配的影响，还可以检测两个电阻间的失配特性，并通过进一步优化减少了衬垫的个数。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。