CMOS 工艺平台的金属方块电阻的测试结构包含该平台的所有金属层,例如如果该平台使用五层金属层,那么金属方块电阻的测试结构就有第一层金属(M1)方块电阻、第二层金属(M2)方块电阻、第三层金属(M3)方块电阻、第四层金属(M4)方块电阻和第五层金属(M5)方块电阻(也称顶层金属)。这节内容仅仅以后段AI 制程工艺的第一层金属方块电阻为例。
图5-58所示为M1方块电阻的版图。M1方块电阻的版图是蛇形的两端器件,设计成蛇形的目的是尽量增加 M1金属电阻线的长度,得到更多数目的MI方块电阻的整体阻值,对测试结果平均化后,可以减小两端接触电阻对单个 M1 方块电阻的影响。
图5-59所示为M1方块电阻的剖面图和电路连接图。M1方块电阻是两端器件,它们分别连到 PAD_P1 和PAD_P2。WAT测试机器通过这两个端口把电压激励信号加载在电阻的两端,从而测得所需的电性特性参数数据。
M1 方块电阻的 WAT参数是Rs_M1。
图5-60所示为测量M1方块电阻的示意图。测量M1方块电阻的基本原理是在电阻的一端加载电压 DC电压1V,另一端接地,从而测得电流Id,Rs_PW =(1/Id) (L/W),W和L分别是M1方块电阻的宽度和长度。
影响金属方块电阻的因素包括以下几方面:
1) M1 刻蚀尺寸异常;
2)淀积金属层的厚度异常。