專利名稱：一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱 預(yù)算變化的方法。
背景技術(shù)：
隨著無線移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，射頻集成電路(RFIC，Radio FrequencyIntegrated Circuit)變得越來越重要，射頻集成電路是一種工作在300MHz 300GHz頻率范圍內(nèi)的集成電路。并且由于硅基集成電路制造成本相對(duì)較低，且便于數(shù)字和 模擬部分的集成，使得硅基射頻集成電路相對(duì)于GaAs基集成電路具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。在射頻集成電路中，電感器起著非常重要的作用，成為一種關(guān)鍵的電子元器 件而廣泛地應(yīng)用在各種射頻集成電路中，例如電壓控振蕩器(VCO，VoltageControl Oscillator)、低噪聲放大器(LNA，Low-noise Amplifier)以及混頻器(mixer)等都需要使 用電感器。評(píng)價(jià)電感器性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)是品質(zhì)因子Q，品質(zhì)因子Q的定義是儲(chǔ)存于 電感器中的能量和每一震蕩周期損耗能量的比。品質(zhì)因子Q越高，電感器的效率就越高。影 響品質(zhì)因子Q的因素有金屬線圈的歐姆損耗、電感器的寄生電容以及襯底的損耗。在低頻 段，電感器的性能主要由形成電感器的金屬線的特性來決定(主要是金屬的損耗)；在高頻 段，襯底損耗將成為決定電感器性能的主要因素。襯底對(duì)電感器性能的影響主要源自襯底 單位面積電容Csub和單位面積電導(dǎo)Gsub，而襯底材料的摻雜特性則是影響Csub和Gsub大小的 主要因素。在相同的頻率下，電磁波對(duì)于襯底的穿透深度會(huì)隨著襯底電導(dǎo)率的增加而變大。 在電導(dǎo)率較大的情況下，這種變化比較明顯，從而會(huì)造成襯底的高頻損耗增大。這就是在較 高頻段，電導(dǎo)率較大情況下，Q值較小的主要原因。因此，為了提高電感器的性能，目前一般 采用高阻值的半導(dǎo)體襯底來制作電感器。然而，在射頻集成電路的工藝過程中，有些制程的溫度會(huì)比較高，而高阻值的半導(dǎo) 體襯底的電阻會(huì)隨溫度的升高而產(chǎn)生變化，從而影響電路的性能。因此，測(cè)量高阻值的半導(dǎo) 體襯底的電阻隨溫度的升高而產(chǎn)生的變化是非常重要的。目前，晶圓代工廠一般采用四探針法測(cè)量半導(dǎo)體襯底的電阻，但是由于測(cè)量的限 制，四探針法無法對(duì)已經(jīng)經(jīng)過制程處理的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行測(cè)量。因此，如何測(cè)量高阻值的半導(dǎo)體襯底的電阻隨溫度的升高而產(chǎn)生的變化，已成為 業(yè)界亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法， 以解決現(xiàn)有的四探針法無法對(duì)已經(jīng)經(jīng)過制程處理的半導(dǎo)體襯底的電阻進(jìn)行測(cè)量的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的 方法，所述方法包括如下步驟
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在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上沉積一層絕緣層；
在所述絕緣層上淀積一層金屬，形成一電感器；測(cè)量所述電感器在不同熱預(yù)算下的Q值；采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在不同襯底電阻下的 Q值變化率；將所述模擬得到的不同襯底電阻下的Q值變化率與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算 下的Q值進(jìn)行對(duì)比，得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值?？蛇x的，所述高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻率大于lOOOohm. cm?？蛇x的，所述氧化物為二氧化硅?？蛇x的，所述金屬的厚度為Ιμπι ΙΟμπι。本發(fā)明所提供的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，通過在所述 高阻值半導(dǎo)體襯底上制備一簡(jiǎn)單電感器，測(cè)量所述簡(jiǎn)單電感器在不同熱預(yù)算下的Q值，同 時(shí)采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在不同襯底電阻下的Q值變 化率，并與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值進(jìn)行對(duì)比，從而通過非接觸的方式得到所 述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。


圖1為本發(fā)明提供的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法的流程 圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱 預(yù)算變化的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將 更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明 晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的 方法，所述方法通過在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上制備一簡(jiǎn)單電感器，測(cè)量所述簡(jiǎn)單電感器 在不同熱預(yù)算下的Q值，同時(shí)采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器 在不同襯底電阻下的Q值變化率，并與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值進(jìn)行對(duì)比，從而 通過非接觸的方式得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明提供的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法 的流程圖，如圖1所示，所述測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法包括如下 步驟在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上沉積一層絕緣層；在所述絕緣層上淀積一層金屬，如銅、鋁等，形成一簡(jiǎn)單電感器；測(cè)量所述電感器在不同熱預(yù)算下的Q值，所謂熱預(yù)算是指在集成電路制造的工藝 過程中，有些制程的溫度較高，達(dá)到200°C 100°C，該溫度會(huì)影響襯底的阻值，從而影響電 路的性能；采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在不同襯底電阻下的Q值變化率；將所述模擬得到的不同襯底電阻下的Q值變化率與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算 下的Q值進(jìn)行對(duì)比，得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。其中，所述高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻率大于1000Ohm.Cm，所述厚金屬的厚度為 1 μ m 10 μ m0并且，所述絕緣層為二氧化硅。在上述的具體實(shí)施例中，采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器(HFSS)對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模 擬該電感器在不同襯底電阻下的Q值變化率，是在電感器的其它條件已知并一定的情況下 進(jìn)行模擬的，例如已知金屬厚度、金屬寬度等。模擬得到該電感器的Q值隨襯底電阻的變化 關(guān)系后，將測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值作為已知量與其進(jìn)行對(duì)比，從而得到不同熱預(yù) 算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。綜上所述，本發(fā)明提供了一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方 法，所述方法通過在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上制備一簡(jiǎn)單電感器，測(cè)量所述簡(jiǎn)單電感器在 不同熱預(yù)算下的Q值，同時(shí)采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在 不同襯底電阻下的Q值變化率，并與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值進(jìn)行對(duì)比，從而通 過非接觸的方式得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上沉積一層絕緣層；在所述絕緣層上淀積一層金屬，形成一電感器；測(cè)量所述電感器在不同熱預(yù)算下的Q值；采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在不同襯底電阻下的Q值變化率；將所述模擬得到的不同襯底電阻下的Q值變化率與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值進(jìn)行對(duì)比，得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，其特征在 于，所述高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻率大于lOOOohm. cm。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，其特征在 于，所述絕緣層為二氧化硅。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，其特征在 于，所述金屬的厚度為Ιμπι ΙΟμπι。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算變化的方法，所述方法通過在所述高阻值半導(dǎo)體襯底上制備一簡(jiǎn)單電感器，測(cè)量所述簡(jiǎn)單電感器在不同熱預(yù)算下的Q值，同時(shí)采用高頻結(jié)構(gòu)仿真器對(duì)所述電感器進(jìn)行模擬，模擬該電感器在不同襯底電阻下的Q值變化率，并與所述測(cè)量得到的不同熱預(yù)算下的Q值進(jìn)行對(duì)比，從而通過非接觸的方式得到所述不同熱預(yù)算下的Q值對(duì)應(yīng)的高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻值。本發(fā)明所提供的方法可有效地測(cè)量高阻值半導(dǎo)體襯底的電阻隨熱預(yù)算的變化，并且簡(jiǎn)單可靠。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101924054SQ20101017327
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者周建華, 黎坡 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司