Правильным ли будет для измерения удельного поверхностного сопротивления с помощью фигур Ван-дер-Пау использовать один канал источника-измерителя (например, Keithley 2602), у которого есть возможность использовать четырехпроводную схему измерения? Если стандартный вариант, насколько понимаю, то ток через фигуру (крест) подают не по диагонали, а через ее угол (два соседних контакта, а не противоположных). Напряжение измеряют, соответственно, на другом углу. Если использовать четырехпроводную схему, то провода HI, LO, SHI и SLO источника-измерителя, вроде как, можно подать таким же образом, что я и сделал. Но сопротивления четырехпроводного и обычного методов получил разные.

Очень неинтересный вопрос? Или я не в том разделе спрашиваю.. Вроде, замер тестовых структур напрямую к технологии и разработке относится

Виноват, косячнул с вопросом. Все замеряется. На два соседних контакта фигуры подаем ток 0,4532 мА, с двух других снимаем напряжение в миливольтах, умножаем на 10 и получаем омы на квадраты. А ступил я в том, что на приборе поставил замер не напряжения, а сразу сопротивления.

Ток 0,4532 мА - из формулы Rs = (pi/ln2)*R, если мы хотим немного упростить себе работу и нагло умножать каждый результат на 10 для получения удельного поверхностного сопротивления. (это я для себя и для тех, кто с замером тестовых структур пока что на Вы).


Сообщение отредактировал Пацаев - Jun 30 2012, 20:58

МОП-транзисторы в тестовой полоске можно располагать как отдельно друг от друга (каждый транзистор имеет независимые контактные площадки), так и с совмещенными площадками (например, затвор, исток, подложка общие, сток у каждого МОПТ свой). Кто-нибудь встречал при замерах влияние одних транзисторов на другие при совмещении? Если партия вышла удачная, утечки тока сток-исток (а может, сток-карман) небольшие, влияние вряд ли заметно. Вопрос в том, есть ли причины к созданию отдельных тестовых транзисторов, не обращая внимание на сокращение рабочей площади кристалла?

Влияние утечек сток-исток, сток-карман говорит о том, что получен грубый брак на вышедшей партии. Это означает, что невозможно говорить о достаточной достоверности будущих измерений под SPICE-параметры. Так что вопрос "технологии" здесь влияет очень слабо. Рассмотрим варианты "экономии" места путем объединения выводов нескольких транзисторов на одну площадку.
ОБЩИЙ ИСТОК Данный вариант подойдет для случаев, когда нет необходимости проверять симметричность выходной ВАХ при замене местами стока и истока. В случае объединения истоков нескольких транзисторов уже не получится подавать смещение на исток ИМЕННО конкретного измеряемого транзистора, одновременно будут подключены и другие транзисторы, достоверность падает.
ОБЩАЯ ПОДЛОЖКА Данный вариант является приемлемым для большинства типов измерений. При этом можно подавать смещение на подложку вплоть до области предпробоя переходов сток-подложка и исток-подложка, так как мы считаем, что уровень их утечки невелик.
ОБЩИЙ ЗАТВОР Наиболее зависит от качества технологического процесса. Тут есть т.н. ограничение "сверху" и ограничение "снизу". С одной стороны мы считаем, что у нас получен качественный подзатворный окисел, который не дает утечку затвор-карман. Исходя из этого, можно все затворы вешать на общую площадку. Но тут же наблюдается проблема: если только хотя бы один из затворов пробьется, всю группу элементов измерять уже дальше нельзя. Это может быть особенно критично, если мы хотим снять зависимости в нормальных условиях, а затем с этих же элементов на температуре. Сняв в н.у. и случайно пробив затвор на температуре, можем столкнуться с дилеммой: либо мерять другую группу транзисторов на температуре, потеряв тем самым однозначную связь н.у.-температура, либо заново проводить измерение в н.у.+температура. Это означает, что много завторов объединять нецелесообразно (ограничение "сверху"). Ограничением "снизу" может служить то, что зачастую отдельно подключенный затвор транзистора может быть подвержен "антенному эффекту", когда электрический заряд на шине металла, образующийся при ПХТ металла, может стечь через подзатворный окисел (что особенно касается транзисторов с малыми L и W, а соответственно и малой площадью подзатврного окисла). Это значит, что можно объединить несколько затворов на общий металл для увеличения суммарной площади подзатворного окисла, тем самым частично распределив нагрузку от накопившегося заряда. Т.о. можно сделать такой вывод: допускается для группы транзистров делать общими карман, исток, затвор, при этом у каждого будет свой отдельно выведенный сток. А далее уже можно отталкиваться от свободного места, выделенного под тестовый модуль, от качества технологического процесса и от необходимого типа и объема измерений. В любом случае не будет ошибкой разводить каждый транзистор на 4 площадки, чтобы абсолютно исключить влияние внешних факторов на конкретное измерение.

Не приходилось встречать такую проверку. Для интереса - если снять затворную или стоковую ВАХ при замене местами стока и истока, полного совпадения все равно не получить - прибор ведь не идеален. По крайней мере при нуле на затворе для выходной характеристики, даже если не менять сток и исток, все равно немного отличающиеся ВАХи будут при друг за другом следуемых измерениях. Что дает эта проверка, качество совмещения фотошаблонов?


А можно узнать, что происходит в этом случае? Какой заряд образуется на затворе по знаку? В самом подзатворном диэлектрике накапливается, если верно помню, положительный заряд. Далее на границе диэлектрик-полупроводник существуют некие поверхностные состояния, которые так же задерживают положительные или отрицательные заряды, в зависимости от типа транзистора. (или я совсем заврался?). Веду к вопросу - чем грозит стекание заряда через диэлектрик, этот самый диэлектрик разрушается? Меняется порог?

Нет, не совмещение фотошаблонов. Вы правы, полного совпадения выходной ВАХ при замене местами стока и истока не получить. Правда, мы несимметричность проверяем не по выходной ВАХ, а по характеристике тока в подложку.
У нас например, причина несовпадения заключалась в следующем:
ионная имплантация формирования стоков/истоков проходила под небольшим углом. Следовательно, с одной области ионы попадали под затвор, а с другой затвор являлся преградой и ионы располагались на небольшом расстоянии от затвора. Вот в этом и заключалась несимметричность. Нам приходилось замерять характеристику в двух режимах (меняя сток и исток местами) и определять среднюю. По ней и подгонять модель.
Сегодня мы вышеупомянутый эффект частично обошли следующим образом:
легируем четвертью дозы пластину, поворачиваем ее на 90 градусов, снова легируем четвертью дозы, снова поворачиваем, и.т.д 4 раза.


Я думаю, не столь важно какой заряд образуется, главное что стекание заряда через диэлектрик приводит к необратимому его разрушению. Поэтому всегда надо при проектировании ИС в файлы DRС всегда необходимо включать правила проверки на антенны. Также при использовании программы автоматической разводки также необходимо "дать понять разводчику" не разводить шину, если получается антенна.

Сообщение отредактировал TiNat - Sep 19 2012, 17:48

Т.е. процедура примерно такая - сток и затвор на землю, снимаем ВАХ п-н перехода исток-подложка, затем наоборот - исток с затвором на землю, снимаем ВАХ п-н перехода сток-подложка?


Вы айсикапом пользуетесь? Не могли бы просветить, как по набору ВАХов построить среднюю, это ведь не среднее арифметическое соответствующих точек, верно?


Я визуально не очень представляю, как пластина внутри камеры при ионной имплантации расположена, не заглядывал туда ни разу, пока что. Но помню, что угол наклона между нормалью к пластине и пучком ионов, вроде, 7 или 9 градусов. В тикаде я команду tilt использовал. Но довольно-таки коренной шаг - так организовать имплантацию, ведь и профиль распределения изменится значительно, если не ошибаюсь. Т.е. если такие транзисторы сравнить с предыдущеми тех же размеров, ВАХи заметно будут разными. Или нет? И как технологи отнеслись к вашей идее, быстро согласились на эксперимент?


Где бы посмотреть на такие правила?

Нет, процедура другая. На сток подается фиксированное напряжение, обычно питание, исток на "земле", делаем развертку по затвору, подложка через амперметр к земле. Снимаем ток подложки. Я привел картинкув прикрепленном файле, как должна выглядеть зависимость тока в подложку на напряжения на затворе (должен быть "колокольчик"). Мы такие зависимости снимает для различных напряжений на стоке и для различных напряжений на подложке.



В IC-CAP есть функция усреднения по двух, трем характеристикам. В прикрепленном файле я показал где это.



Вообще-то это не наш эксперимент. Так делают во всем мире, вот и мы на новой линии стали делать также.



Такие правила есть во всех норамальных Design Kit. Особенно для Calibre, их легко найти, для DIVA они могут быть заскриптованы. Каким САПР пользуетесь Вы. Если DIVA или CALIBRE, могу прислать пример.

Что-то мне тоже захотелось их снять Хорошо, сняли, наложили друг на друга - отличаются немного. Насколько критично отличие? Максимальное отклонение смотрите в процентах? И какое допустимо?


Спасибо. Но я топологию тестовых транзисторов делал в Tanner L-Edit, каждый пришлось вручную заново делать. DRC таннера я, соответственно, и могу пока что использовать. Сейчас там никакой проверки на антенны я не видел (может, смотрел криво, не знаю). Я так понимаю, влияние этих самых антенн различно для разных уровней технологии? Минимальная длина канала, которую я использовал - 2 мкм (по идее, чем больше размеры, тем и антенна больше на себя нацепить может всякого разного, с другой стороны, большие транзисторы могут быть менее чувствительны к стекающему заряду).

А читабельный сам скрипт? Если там не очень сложно увидеть формулу, по которой все считается, то хотелось бы на него посмотреть.

Мне сложно сказать, какое допустимо. В хороших PDK я видел отклонение не более 1%, ну а дальше, все зависит от Ваших способностей и опыта. У нас получается, среденее отклонение не более 5%, максиальное не более 10. Но мы учимся, и надеюсь, в скором времени достигнем лучших результатов. В инете есть статьи по экстракции SPICE-параметров, в одной из них мы нашли, что на зарубежных фабриках модель подгоняли в автомате 40 часов на 8 ядерном процессоре, т.е в начале подогнали физические параметры модели, а потом в автомате начали подгонять бининговые параметры. Всего было 100000 точек (25 транзисторов на трех температурах).



Вообще не длина канала важна, а важна толщина подзатворного окисла, толщина металла. Чем толщина окисла меньше, тем транзистор чувствителенее. На субмикроне тоже ведь могут быть транзисторы с длиной 2 мкм, просто к его затвору можно подключить более длинную шину металла, чем к транзистору с длиной канала 0,35 мкм.




Заскриптован, я имел в виду, что его нельзя посмотреть. У меня лежит какой-то PDK для Tanner, но так как я в нем никогда не работал, то где там правила DRС я не нашел.
А формулы указаны во многих мануалах и статьях.
Мы используем следующую: отношение площади боковых стенок металла к полщади канала транзистора, к которому подключен данный металл, не должно превышать 400. Это и описываем в правилах.