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在集成電路和各類半導(dǎo)體器件的科研與生產(chǎn)中，四探針測試技術(shù)在測量擴散層和其他薄膜的薄層電阻中，得到了廣泛的應(yīng)用。直線四探針和方形四探針都是最常用的。
使用四探針方法，薄層電阻可從下面的公式求得：
式中 I——通過兩電流測試探針的電流強度；
V——兩電壓測試探針間的電勢差；
K——修正系數(shù)，是與樣品的形狀、大小以及測試探針在樣品上的位置有關(guān)。對無窮大測試樣品，又是一個確定的值，如方形四探針，無論是直線四探針或方形四探針還是任意四探針，在測量有限尺寸的樣品時都需要確定這個系數(shù)，才能保證測量的準確性。關(guān)于這個修正系數(shù)的確定，人們就不同形狀的樣品、不同的測試探針陣列以及不同的測試探針位置等問題做了大量的工作，采取了不同的方法，其中典型的方法有兩種，分別是鏡像源法和保形變換法，此外還有格林函數(shù)法。
在大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的今天，測量樣品的尺寸小到毫米級，甚至微米級。目前仍采用的四探針法， 是根據(jù)范德堡原理制成各種測試結(jié)構(gòu)。這種測試結(jié)構(gòu)是從要測量的區(qū)域引出長臂，在長臂的末端制備金屬電極及引線孔。這樣除了被測區(qū)的隔離擴散外，還需要引線 孔附近的擴散，氧化制備引線孔以及金屬化工藝。這種方法雖然測量中心區(qū)可以小到10um，但還要考慮臂長和臂寬以及臂電阻的影響。文獻〔23〕提出改進的 范德堡方法，該方法無需伸出測試臂，也無需氧化制備引線孔及金屬化接觸電極，只要求四個測試探針在一定的區(qū)域，測試探針在這一區(qū)域游移沒有影響。測量可達 到的微區(qū)大小取決于探針尖的直徑。例如當探針半徑為2um時可測到20um的微區(qū)。采用這種方法對不同形狀測試樣品放置測試探針的區(qū)域的確定，實質(zhì)上就是 邊緣影響的計算。為了測到更小的尺寸要采用各種測試結(jié)構(gòu)。對于這樣復(fù)雜的形狀，采用上面提到鏡像源法和保形變換法將是非常復(fù)雜的，實際上是無法計算的。無 論對什么樣形狀的樣品、測試探針陣列以及探針如何放置，計算四探針測量薄層電阻邊緣修正系數(shù)實質(zhì)上是一個二維電場問題。計算機技術(shù)的發(fā)展和有限元方法的出 現(xiàn)，這樣的二維電場問題采用有限元方法解決是非常簡單的，并且對任意形狀的樣品和任意測試探針放置計算程序是通用的。
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