WAT-电性参数介绍(WAT-Parameters-introduction)说课讲解
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2
Test site and Test line location
TST1 TST7
TST3 TST8 TST9
TST5
(in=13206.24614.8) (out=13326.24734. 8) TST2
TST4
TST6
(0.0)
frame=120x120
3
Device Categorization
Device Part:
1) Gm (Vth,Current Gain) 2) Idsat (Asym) 3) Ioff 4) Swing 5) Gamma factor 6) BKV 7) Isub 8) Leff,Rext,Weff 9) Field Device test 10) Capacitance
Pad1
Spacing:(P1,P2,M1,M2,M3) Pad2
Width:(P1,P2,M1,M2,M3)
6
Process Part:
(2) Continuity (Open)
Continuity 的值可反映出Metal,Poly 1 or Poly 2 CD 的控制能力！一般来说，此项参数 要与Spacing要同时来看，如此才能判定 Layer的status是否正常！
WAT-电性参数介绍(WATParameters-introduction)
Why WAT?
Debug the Process Error. Monitor Process Window. Check Design Rule. Control the Process Parameters(SPC). Reliability Characterization. Device Modeling for Circuit Design. Develop next Generation.
C3
PAA PAA外框P+IM,P-IM
M1 Poly1 NW外框PFIM
8
Process Part:
(4)Sheet（薄层电阻 Rs）
Define：因厚度测量不易，故Define之
σ =1/ρ=nqμ
R=V/I=ρ(L/WT)=(ρ/T)x(L/W)
Rs= ρ/T=Rx(W/L)
PS：σ(Conductivity 传导系数)；ρ(Resistivity 电阻率)； μ(mobility 迁移率)；
M1 0.465
M2
P1P2
1.25
M2
10
Process Part:
(6) Kelvin Structure for Resistance
Define：以Force Current then Sense Voltage drop的方式,测量低阻值的导线或Contact 的四端电阻测量法！
PS：一般来说在Req>50的结构中, Force I=0.01uA and Voltage lim=10V!(Req=L/W)
Active Device
MOSFET(N/P),Field Transistor,BJT,Diode
Passive Device
Resistor,Capacitors
Design rules
Isolation,lines(Spacing,Continuity) contact,extension
Resistor
15um
Pad1
Pad2Βιβλιοθήκη Pad3Pad41um
70um 2um(W)
70um
1000
L
11
Process Part:
(7) Integrity(Gate-Oxide-Integrity)
• Diffusion regions
N+,N-,P+,N-Well,PWell,Deep-NW
• Thin films
P1,P2,M1,M2,M3
• Contact:
C3 to N+/P+,Via C3 to P1,P2
4
WAT Parameter Review
Process Part:
1) Spacing (Bridge,short) 2) Continuity (Open) 3) Isolation 4) Sheet Rs 5) Contact Rc 6) Kelvin Structure for Resistance 7) Integrity (Inter layer dielectric) 8) Extension rule check 9) CD measurement 10) Junction leakage
Pad1
Spacing:(P1,P2,M1,M2,M3) Pad2
Width:(P1,P2,M1,M2,M3)
7
Process Part:
(3) Isolation
Define：验证在 Process中，两不同层之间的隔绝能力！ PS：此Pattern要注意,若oxidation quality 太差,亦会影响到P1/C3是否short的误判 Isolation example：P1/C3, P2/C3, P1/P2, M1/M2…
n(concentration 浓度)；T(thickness 厚度)；
C3 NAA PW
M1 N+IMP N-IMP
NAA
PW
C3
M1
Poly2 Poly1
9
Process Part:
(5) Contact（接触电阻）Rc
Define：利用Chain的结构,将contact的阻值以Pattern design的方式模拟出实际的
contact Rc大小！
PS：(1) Rc Normalize 后的大小，往往会失真，故当个数过多时，不建议Normalize！
(2) 以pattern design而言,有垫其它layer（如右下) 的Structure在CMP的process
中已失去参考价值了！
1.15
M2 M2
M2 Via M2
5
Process Part:
(1) Spacing (Bridge,short)
Define：验证在Process中，同层/同层之间的隔绝能力! Measurement method： Force 1uA电流到导线上，假若线路中有short，则测量出的电压值就偏低(<7volt.需注 意此 Structure之 bottom layer可垫其它layers, 以模拟不同topography下Photo.&Etching 的能力！
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TST1 TST7
TST3 TST8 TST9
TST5
(in=13206.24614.8) (out=13326.24734. 8) TST2
TST4
TST6
(0.0)
frame=120x120
3
Device Categorization
Device Part:
1) Gm (Vth,Current Gain) 2) Idsat (Asym) 3) Ioff 4) Swing 5) Gamma factor 6) BKV 7) Isub 8) Leff,Rext,Weff 9) Field Device test 10) Capacitance
Pad1
Spacing:(P1,P2,M1,M2,M3) Pad2
Width:(P1,P2,M1,M2,M3)
6
Process Part:
(2) Continuity (Open)
Continuity 的值可反映出Metal,Poly 1 or Poly 2 CD 的控制能力！一般来说，此项参数 要与Spacing要同时来看，如此才能判定 Layer的status是否正常！
WAT-电性参数介绍(WATParameters-introduction)
Why WAT?
Debug the Process Error. Monitor Process Window. Check Design Rule. Control the Process Parameters(SPC). Reliability Characterization. Device Modeling for Circuit Design. Develop next Generation.
C3
PAA PAA外框P+IM,P-IM
M1 Poly1 NW外框PFIM
8
Process Part:
(4)Sheet（薄层电阻 Rs）
Define：因厚度测量不易，故Define之
σ =1/ρ=nqμ
R=V/I=ρ(L/WT)=(ρ/T)x(L/W)
Rs= ρ/T=Rx(W/L)
PS：σ(Conductivity 传导系数)；ρ(Resistivity 电阻率)； μ(mobility 迁移率)；
M1 0.465
M2
P1P2
1.25
M2
10
Process Part:
(6) Kelvin Structure for Resistance
Define：以Force Current then Sense Voltage drop的方式,测量低阻值的导线或Contact 的四端电阻测量法！
PS：一般来说在Req>50的结构中, Force I=0.01uA and Voltage lim=10V!(Req=L/W)
Active Device
MOSFET(N/P),Field Transistor,BJT,Diode
Passive Device
Resistor,Capacitors
Design rules
Isolation,lines(Spacing,Continuity) contact,extension
Resistor
15um
Pad1
Pad2Βιβλιοθήκη Pad3Pad41um
70um 2um(W)
70um
1000
L
11
Process Part:
(7) Integrity(Gate-Oxide-Integrity)
• Diffusion regions
N+,N-,P+,N-Well,PWell,Deep-NW
• Thin films
P1,P2,M1,M2,M3
• Contact:
C3 to N+/P+,Via C3 to P1,P2
4
WAT Parameter Review
Process Part:
1) Spacing (Bridge,short) 2) Continuity (Open) 3) Isolation 4) Sheet Rs 5) Contact Rc 6) Kelvin Structure for Resistance 7) Integrity (Inter layer dielectric) 8) Extension rule check 9) CD measurement 10) Junction leakage
Pad1
Spacing:(P1,P2,M1,M2,M3) Pad2
Width:(P1,P2,M1,M2,M3)
7
Process Part:
(3) Isolation
Define：验证在 Process中，两不同层之间的隔绝能力！ PS：此Pattern要注意,若oxidation quality 太差,亦会影响到P1/C3是否short的误判 Isolation example：P1/C3, P2/C3, P1/P2, M1/M2…
n(concentration 浓度)；T(thickness 厚度)；
C3 NAA PW
M1 N+IMP N-IMP
NAA
PW
C3
M1
Poly2 Poly1
9
Process Part:
(5) Contact（接触电阻）Rc
Define：利用Chain的结构,将contact的阻值以Pattern design的方式模拟出实际的
contact Rc大小！
PS：(1) Rc Normalize 后的大小，往往会失真，故当个数过多时，不建议Normalize！
(2) 以pattern design而言,有垫其它layer（如右下) 的Structure在CMP的process
中已失去参考价值了！
1.15
M2 M2
M2 Via M2
5
Process Part:
(1) Spacing (Bridge,short)
Define：验证在Process中，同层/同层之间的隔绝能力! Measurement method： Force 1uA电流到导线上，假若线路中有short，则测量出的电压值就偏低(<7volt.需注 意此 Structure之 bottom layer可垫其它layers, 以模拟不同topography下Photo.&Etching 的能力！