為了準(zhǔn)確地測(cè)量MEMS晶圓測(cè)試系統(tǒng)中的絕緣性能測(cè)試，采用硼離子注入后的GaAs半導(dǎo)體材料的高隔離特性來(lái)研究該方案。造標(biāo)準(zhǔn)的高價(jià)值芯片上芯片零件，并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)了基于GaAs的基板。種由金屬電極組成的1GΩ高阻片上標(biāo)準(zhǔn)。

　　置了能夠有效遵循國(guó)家最高標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)設(shè)備，并且使用與標(biāo)準(zhǔn)零件探針坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的探針卡作為測(cè)試設(shè)備，用于評(píng)估年度穩(wěn)定性高于10％的標(biāo)準(zhǔn)片上零件0.1％。試表明，該標(biāo)準(zhǔn)件易于運(yùn)輸且性能穩(wěn)定，并為執(zhí)行MEMS芯片隔離性能測(cè)試提供了有效的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方案，有效解決了可追溯性問(wèn)題。MEMS晶圓測(cè)試鏈接位于MEMS生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和封裝測(cè)試之間，有效地消除了不合格的芯片[1]，避免了其進(jìn)入封裝中通過(guò)降低MEMS的批量生產(chǎn)成本并提高設(shè)備的可靠性來(lái)進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。于芯片的MEMS隔離性能測(cè)試主要涉及電氣隔離電阻參數(shù)，這是分析晶片外殼中芯片內(nèi)部引腳之間的隔離狀態(tài)的重要方式，正確評(píng)估產(chǎn)品過(guò)程中的缺陷非常重要。前，絕緣電阻的典型行業(yè)公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)是±10％的相對(duì)誤差。果未正確測(cè)量此參數(shù)，將導(dǎo)致以前的工藝設(shè)計(jì)使用不當(dāng)，資金浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱和短路。前，當(dāng)前的國(guó)家MEMS芯片隔離性能測(cè)試是準(zhǔn)確的，并且主要依賴于單個(gè)儀器的校準(zhǔn)方法。種可追溯性方法具有某些缺點(diǎn)。主要是因?yàn)閱蝹€(gè)儀器的技術(shù)指標(biāo)僅占整個(gè)系統(tǒng)精度的一小部分，其他影響如探頭系統(tǒng)，矩陣開(kāi)關(guān)，電流電纜泄漏，照明，外部電磁干擾等進(jìn)行精確測(cè)量的一個(gè)重要因素，就是說(shuō)，可追溯性工作并未在客戶使用的探頭末端進(jìn)行。外，國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)中沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)可以滿足校準(zhǔn)要求。國(guó)際上，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究所[2-3]提出的標(biāo)準(zhǔn)材料（RM8096和RM8097）已用于測(cè)試MEMS晶圓測(cè)試系統(tǒng)。是，該參考材料并不涉及單個(gè)參數(shù)，而是MEMS產(chǎn)品的最終測(cè)量值，因此不可能將標(biāo)準(zhǔn)材料應(yīng)用于此類系統(tǒng)的校準(zhǔn)。對(duì)德國(guó)和國(guó)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，[4]提出了通過(guò)開(kāi)發(fā)高值標(biāo)準(zhǔn)電阻器來(lái)對(duì)此類儀器進(jìn)行工業(yè)校準(zhǔn)的解決方案。片上。標(biāo)準(zhǔn)具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）它可以在4“或6”（1“ = 0.025m）刀片上制造。

　　
　　正式屬于電影類別，可以響應(yīng)MEMS晶圓測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試形式。以校準(zhǔn)。2）與半導(dǎo)體工業(yè)中常用的方形電阻器的制造方法不同，本文采用“制造GaAs高絕緣襯底基金屬電極”的方案，以開(kāi)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)電阻。達(dá)1GΩ的電阻可覆蓋整個(gè)行業(yè)。

　　上隔離性能測(cè)試的相對(duì)誤差要求為±10％。前，在半導(dǎo)體工業(yè)中，使用片式電阻器（通常在50至100Ω/塊之間）來(lái)制造片式電阻器，并且該電阻器的范圍通常為1Ω至1Ω。10MΩ。

　　用這種技術(shù)，在4到6個(gè)晶片的有限區(qū)域內(nèi)，芯片上的歐姆電阻將無(wú)法再發(fā)展，并且無(wú)法滿足MEMS晶片絕緣性能的測(cè)試要求。本文中，采用“制造GaAs基金屬電極”的方案。用GaAs襯底的高隔離特性，將兩個(gè)金屬電極之間的電阻（視在電阻和表面電阻的組合）定義為目標(biāo)電阻值，從而實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)零件的開(kāi)發(fā)。力。原理圖設(shè)計(jì)中，選擇基板材料是關(guān)鍵，必須選擇絕緣性能高的基板材料。瓷和GaAs是半導(dǎo)體行業(yè)中常用的絕緣襯底材料，具有高電阻率，其中陶瓷材料可以達(dá)到1010?1014Ω.cm，GaAs材料可以達(dá)到107?108Ω .CM。是，與GaAs相比，陶瓷基板的表面粗糙度較高，并且處理工藝不如GaAs成功，因此半導(dǎo)體工藝中的離子注入工藝[5]為用于摻雜單晶GaAs材料的整個(gè)表面。子注入過(guò)程首先產(chǎn)生雜質(zhì)離子（例如硼），將離子加速到5 keV至1 MeV的高能態(tài)，然后將離子注入GaAs中，電纜然后進(jìn)行退火消除網(wǎng)絡(luò)損壞并激活摻雜雜質(zhì)。
　　此，GaAs用作標(biāo)準(zhǔn)件[6]的襯底，可以注入一定濃度的硼離子，破壞初始網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高絕緣電阻，降低電流泄漏，提高穩(wěn)定性。電極尺寸的制造而言，不同尺寸的金屬電極對(duì)應(yīng)不同的電阻值，本文采用的解決方案是固定基板的電阻率和金屬電極的間距，并通過(guò)改變電阻來(lái)控制電阻。屬電極的尺寸。應(yīng)于1GΩ電阻的電極尺寸用于完成標(biāo)準(zhǔn)零件。據(jù)1.1版架構(gòu)，圖1的布局是使用L-Edit工具設(shè)計(jì)的。色的部分是探針板，粉紅色的部分設(shè)計(jì)為一系列等寬并加寬的金屬電極，深藍(lán)色的部分是劃線，白色的部分是絕緣基板注入硼離子后GaAs含量高。10μm電極寬度擴(kuò)大為例，如圖2所示。球的尺寸為100μmx 100μm（超過(guò)100μm后，對(duì)應(yīng)于寬度） d）;高度h保持在200μm不變，間距Δ保持恒定在4μm，寬度d從10到400μm分布。種生產(chǎn)的目的是在垂直方向上保持尺寸的均勻性并促進(jìn)卡片的過(guò)濾，但是僅對(duì)電極的尺寸進(jìn)行一系列的修改（微米級(jí)的數(shù)量級(jí)）就可以了。得最接近1GΩ的電阻值。極尺寸范圍。上所述，根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，當(dāng)襯底材料的絕緣性能足夠高且穩(wěn)定時(shí)，兩個(gè)金屬電極之間的電阻即為標(biāo)準(zhǔn)樣品的電阻值[7]。導(dǎo)體處理過(guò)程如圖3所示。先，清洗并干燥單晶GaAs襯底；離子注入是一個(gè)物理過(guò)程，摻雜的硼原子被電離，分離并加速，從而在晶圓上形成掃掠離子束，并根據(jù)需要進(jìn)行鍵合。電強(qiáng)度要求在大面積的GaAs襯底中注入硼離子[8]；離子注入后在襯底表面沉積一層氮化硅，由于Si3N4相對(duì)較硬，具有高介電強(qiáng)度和抗氧化性，因此可以很好地保護(hù)硼離子注入層防刮擦，并且是更好的水分和鈉屏障層，可提高整體穩(wěn)定性；所需的圖案（金屬電極）通過(guò)光刻工藝可視化；蒸發(fā)過(guò)程使Ag金屬硬化成所需的圖案，消除了晶片上不必要的結(jié)構(gòu)（例如光致抗蝕劑），最后，在結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上鈍化了一層Si3N4，以確保整個(gè)表面裝置。止外界環(huán)境（溫度，濕度，強(qiáng)氧化性等）。
　　據(jù)圖3的流程和圖1的設(shè)計(jì)概念，執(zhí)行板（負(fù)膠）的制造，然后在基板上制成1GΩ的標(biāo)準(zhǔn)樣品流片4“砷化鎵。過(guò)PCM自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)：在1 V的電壓下，通電2 h，泄漏電流為1.016 nA，穩(wěn)定性優(yōu)于0.1％。準(zhǔn)部件作為單元單元分布在晶片上，一個(gè)單元對(duì)應(yīng)于圖1的一個(gè)版本。后，電纜在評(píng)估過(guò)程中，在不同單元單元上有一個(gè)ISOTM-10芯片，這使得在不同單元單元中對(duì)同一芯片的評(píng)估變得復(fù)雜。于一旦分配了電池單元，就無(wú)法識(shí)別，因此在印版制造階段無(wú)法解決該問(wèn)題。了區(qū)分每個(gè)單元格，本文按列號(hào)/行號(hào)創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)樣本的1：1版本。何標(biāo)記每個(gè)單元如圖4所示，某個(gè)單元格的標(biāo)記為C10R31，表示該單元格位于切片的第10行/第31行。了用較高的芯片電阻值校準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)零件，有必要設(shè)置一個(gè)校準(zhǔn)裝置，其組成如圖5所示。

　　文檔中使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器是遠(yuǎn)程信號(hào)源計(jì)數(shù)器。Keithley6430。作模式為FVMI（壓力流量測(cè)量）[9]，它涉及向被測(cè)設(shè)備施加1 V電壓并測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的泄漏電流。得電阻值[10]。
　　針臺(tái)是直流探針臺(tái)，屏蔽系統(tǒng)是最外層的保護(hù)殼。泄漏模塊是具有防泄漏功能的高阻抗探針卡。以將校準(zhǔn)后的校準(zhǔn)器連接到中國(guó)計(jì)量學(xué)會(huì)的高電阻標(biāo)準(zhǔn)，并且校準(zhǔn)設(shè)備的測(cè)量不確定度大于0.1％[11-12]。
　　個(gè)4次付款的數(shù)據(jù)以±20％的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。步評(píng)估數(shù)據(jù)列于表1。據(jù)顯示，當(dāng)電極的寬度在24至45μm之間時(shí)，通過(guò)的可能性最大。試標(biāo)準(zhǔn)樣品中編號(hào)為C08R18（電極寬度26μm）的樣品的可重復(fù)性和年度穩(wěn)定性。2列出了測(cè)試數(shù)據(jù)。據(jù)MEMS晶片測(cè)試系統(tǒng)的相對(duì)產(chǎn)品誤差為±10％的要求，標(biāo)準(zhǔn)零件必須滿足1％的技術(shù)指標(biāo)。據(jù)表中給出的評(píng)估結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)樣品的短期測(cè)量可重復(fù)性優(yōu)于0.02％，年度穩(wěn)定性優(yōu)于0.1％，大于1 / 10的技術(shù)指標(biāo)為1％。此，它符合標(biāo)準(zhǔn)要求。1GΩ標(biāo)準(zhǔn)零件的開(kāi)發(fā)表明，本文檔中設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)高芯片零件的搜索模式是可行的：校準(zhǔn)設(shè)備可以滿足標(biāo)準(zhǔn)零件的要求，并且可以用作標(biāo)準(zhǔn)零件便攜式，可實(shí)現(xiàn)片上MEMS隔離性能。行校準(zhǔn)工作以解決校準(zhǔn)系統(tǒng)隔離特性的問(wèn)題。外，本申請(qǐng)中提到的開(kāi)發(fā)解決方案也可以擴(kuò)展為生產(chǎn)0.1GΩ和10 GB的標(biāo)準(zhǔn)樣品，將來(lái)，可以使用3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行切割和選擇。體上的電阻值將用作標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。
　　還滿足其他以測(cè)量系統(tǒng)形式（例如PCM固態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，AW-SEP310， RI-EG PCM自動(dòng)測(cè)試等）。
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