來源：木子陳

電阻的測試分為方塊電阻和接觸電阻，方塊電阻是電路設計的重要組成部分，其阻值準確性嚴重影響電路的性能，Fab廠通過WAT參數方塊電阻Rs監測它們。CMOS工藝中方塊電阻主要類型有：

• NW方塊電阻
• PW方塊電阻
• Poly方塊電阻
• AA方塊電阻
• Metal方塊電阻

目前業界通用的方塊電阻的測試方法有三種：一種是電阻條圖形；一種是范德堡圖形；一種是開爾文圖形。這里以電阻條作為例子介紹相關測試。

1.NW方塊電阻

NW方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（P-sub），它們分別連到PAD_N1、PAD_N2和PAD_B，WAT測試機器通過這三個端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端和襯底，從而測得所需的電性特性參數數據。NW方塊電阻的WAT參數是Rs_NW。

測量NW方塊電阻Rs_NW的基本原理是在電阻的一端加載DC電壓1V，另一端和襯底接地，從而測得電流In，Rs_NW=（1/In）/（L/W），W和L分別是NW方塊電阻的寬度和長度。

2. PW方塊電阻

與NW電阻不同，在bulk wafer中，PW方塊電阻是通過DNW隔離襯底（P-sub），如果沒有DNW的隔離，這個PW方塊電阻會與P-sub短路。

PW方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（DNW），它們分別連到PAD_P1、PAD_P2和PAD_B，WAT測試機器通過這三個端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端和襯底，從而測得所需的電性特性參數數據。PW方塊電阻的WAT參數是Rs_PW。

測量PW方塊電阻Rs_PW的基本原理是在電阻的一端和襯底加載電壓DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Ip，Rs_PW=（1/Ip）/（L/W），W和L分別是PW方塊電阻的寬度和長度。

3.Poly方塊電阻

CMOS工藝平臺的Poly方塊電阻有四種類型的電阻，

n型金屬硅化物Poly方塊電阻

p型金屬硅化物Poly方塊電阻

n型非金屬硅化物Poly方塊電阻

p型非金屬硅化物Poly方塊電阻

Poly方塊電阻的測試結構主要分為兩種，第一種是狗骨頭狀的測試結構，第二種是蛇形的測試結構，如下圖所示。

Poly方塊電阻是三端器件，它的三個端口分別是電阻的兩端和襯底（NW），它們分別連到PAD_P1、PAD_P2和PAD_B。WAT測試機器通過電阻兩端的端口把電壓激勵信號加載在電阻的兩端，從而測得所需的電性特性參數數據。襯底的偏置電壓對Poly的方塊電阻沒有影響，所以測試時襯底是懸空的。

測量這四種Poly方塊電阻的基本原理都是一樣的，在電阻的一端加載DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Ip，Poly方塊電阻=（1/Ip）/（L/W），W和L分別是Poly方塊電阻的寬度和長度。

4.AA方塊電阻

AA方塊電CMOS工藝平臺的AA方塊電阻有四種類型的電阻，

n型金屬硅化物AA方塊電阻

p型金屬硅化物AA方塊電阻

n型非金屬硅化物AA方塊電阻

p型非金屬硅化物AA方塊電阻

其測試結構與poly 電阻類似，分為兩種，第一種是狗骨頭狀的測試結構和蛇形的測試結構。狗骨頭狀的AA方塊電阻，目的是減小接觸電阻對AA方塊電阻的影響。n型AA方塊電阻必須設計在PW里面，p型AA方塊電阻必須設計在NW里面。

蛇形的測試結構可以增大方塊電阻的個數，平均化的方塊電阻，可以有效地減小兩端接觸電阻的影響。利用蛇形設計的測試結構的測試結果會比用狗頭狀設計的測試結構更準確。

測量n型AA方塊電阻的基本原理是在電阻的一端加載電壓DC電壓1V，另一端和襯底接地，從而測得電流In，Rs_NAA=（1/I）/（L/W），W和L分別是AA方塊電阻的寬度和長度。

Metal方塊電阻

CMOS工藝平臺的金屬方塊電阻的測試結構包含該平臺的所有金屬層，其測試結構如圖所示：

M1方塊電阻的版圖是蛇形的兩端器件，設計成蛇形的目的是盡量增加M1金屬電阻線的長度，得到更多數目的M1方塊電阻的整體阻值，對測試結果平均化后，可以減小兩端接觸電阻對單個M1方塊電阻的影響。

測量M1方塊電阻的基本原理是在電阻的一端加載電壓DC電壓1V，另一端接地，從而測得電流Id，Rs_PW=（1/Id）/（L/W），W和L分別是M1方塊電阻的寬度和長度。

影響因素：

1) n+和p+離子注入異常；

2）AA刻蝕尺寸異常；

3）Poly刻蝕尺寸異常；

4）硅金屬化（Salicide）相關工藝。

5）M1刻蝕尺寸異常；

6）淀積金屬層的厚度異常。