專利名稱：一種電阻測試方法
技術領域：
本發(fā)明屬于測試領域，尤其涉及一種電阻測試方法。
背景技術：
在電子產(chǎn)品，特別是集成電路的制造過程中，往往需要對電阻進行測試。集成電路芯片在晶圓測試過程中，存在晶圓測試的探針卡的探針線結(jié)構(gòu)電阻和探針與電阻測試端之間的接觸電阻兩種寄生的電阻。當待測電阻值要求精度較高時，線結(jié)構(gòu)電阻和接觸電阻往往不能忽略。在現(xiàn)有的測試技術中，主要通過開爾文補償測試法來消除探針的線結(jié)構(gòu)電阻。 圖I為開爾文測試電阻的結(jié)構(gòu)簡圖，包括待測電阻Rt，和分別位于電阻Rt兩端的第一測試端D2、第二測試端D1和第三測試端C1、第四測試端C2。第一至第四測試端分別對應A、B、E、F四個探針測試端。在測試機的測試端與電阻的測試端之間存在線結(jié)構(gòu)電阻，以及探針與測試端之間的接觸電阻。線結(jié)構(gòu)電阻表示為&，接觸電阻表示為R。。在測試過程中，上述四端形成2條測試回路第一條通路是電壓回路，也稱Sence回路，由A點經(jīng)線電阻、和接觸電阻Ra。到D2端，然后經(jīng)待測電阻Rt到C2端，接觸電阻Rf。，線電阻、到F端。在此回路中，電流非常小，近似為零。第二條通路是電流回路，也稱Force回路，由B點經(jīng)線電阻和接觸電阻Rbc到D1端，然后經(jīng)待測電阻Rt到Cl端，接觸電阻Re。，線電阻Ra到E端。在此回路中，電流較大，設為I。按照作用和電位的高低，A端、F端、B端和E端被稱為高電位施加線(HF)、低電位施加線(LF)、高電位檢測線(HS)和低電位檢測線(LS)。其中，A端、B端分別經(jīng)過線電阻在M點相連，E端、F端分別經(jīng)過線電阻在N點相連。因為在讀取電壓或電流值時，接觸電阻部分是隱含在待測電阻Rt中的，即在實際測試讀數(shù)過程中接觸電阻無法避免的被包括在了待測電阻Rt中。由于流過Sence測試回路的電流非常小，近似為零，在電阻Ru、上的壓降也為零，而激勵電流I在電阻上的壓降不影響I在被測電阻Rt上的壓降，同時，電阻、、Rel也不影響流過待測電阻Rt的電流。所以，通過Sence測試回路的電壓表可以準確測出電阻Rt兩端的電壓U，通過Force回路，可以準確測量出待測電阻Rt的電流I，則，根據(jù)歐姆定律R=U / I ；一般工程上，將此電阻R近似等于待測電阻RT。但很明顯有一個問題，在電壓表讀數(shù)時，無法避免的將接觸電阻部分承受的電壓包含在其中，即U= (RAC+RFC+RT) *1
在上述的電阻包含了探針的接觸電阻與待測電阻RT，SP R=Rac+Rt+Rfc其中，電阻‘、Rrc分別為探針A、F與測試端的接觸電阻，電阻Rt是待測電阻值，R是實際歐姆定律計算的電阻值。當待測電阻Rt精度要求高時，接觸電阻往往不能忽略。為了減小接觸電阻的誤差。目前多采用增加探針點，通過多條探針的并聯(lián)降低接觸電阻的方法降低接觸電阻，但仍不能將接觸電阻的影響排除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種電阻測試方法，旨在解決現(xiàn)有的測試電阻方法無法排除接 觸電阻的影響，所測量電阻阻值誤差較大的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種電阻測試方法，包括下述步驟將測試機的四個測試端分別與待測電阻的四個測試端連接，其中測試機第一測試端與第二測試端在待測電阻的同一側(cè)相連，測試機第三、第四測試端在待測電阻的另一側(cè)相連；分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值。通過使用本發(fā)明實施例所提供的電阻測試方法，能夠很好解決現(xiàn)有電阻測試方法中接觸電阻所導致測試誤差的問題，測試方法簡單，對測試設備要求低，易實現(xiàn)，而且所測試的電阻的測試值精準度高。


圖I是現(xiàn)有技術提供的開爾文測試電阻的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的本發(fā)明實施例提供的電阻測試方法示意圖；圖3是采用本發(fā)明實施例的電阻測試方法測試一電阻的值的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實施例中線電阻和接觸電阻的連接示意圖；圖5是采用本發(fā)明實施例的電阻測試方法測試NMOS管的導通電阻值的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供的電阻測試方法如圖2所示，測試機有四個測試端，分別為測試機第一測試端A端，測試機第二測試端B端，測試機第三測試端E端，測試機第四測試端F端，該四個測試端分別與待測電阻Rt的待測電阻第一測試端D2、待測電阻第二測試端Dp待測電阻第三測試端C1、待測電阻第四測試端C2相連接。待測電阻第一測試端D2、待測電阻第二測試端D1分布在待測電阻Rt的同一側(cè)，待測電阻第三測試端C1、待測電阻第四測試端C2分布在待測電阻Rt的另一側(cè)。
在本發(fā)明實施例中，通過分別測試測試機第一測試端A端，測試機第二測試端B端，測試機第三測試端E端，測試機第四測試端F端之間的部分或全部電阻值，然后經(jīng)數(shù)學邏輯運算，能夠精確得到待測電阻Rt的阻值。作為本發(fā)明實施例應用的一個具體實例，使用本發(fā)明實施例的四端測試法精確測試一電阻的值，其電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。A端、B端、E端、F端分別是測試機的第一、二、三、四測試端，D2, D1^C1, C2分別是待測電阻Rt的第一、二、三、四測試端。測試機的測試端與待測電阻Rt之間存在線電阻&和接觸電阻R。，二者為串聯(lián)關
系O 測試方法如下I.將測試機第三測試端E端、第四測試端F端懸空，測試測試機第一測試端A端、第二測試端B端的串聯(lián)電阻之和R11,用公式表示如下Rn=RA+RB ；(I)其中，Ra為測試機第一測試端A端與待測電阻第一測試端D2之間的線電阻Ral與接觸電阻Ra。之和，即Ra=Ral+Rac ；Rb為測試機第二測試端B端與待測電阻第二測試端D1之間的線電阻與接觸電阻Rbc之和，即Rb=Rbl+Rbc ;2.將測試機第一測試端A端、第二測試端B端懸空，測試測試機第三測試端E端、第四測試端F端的串聯(lián)電阻之和R12，即R12 = Re+Rf ；(2)其中，Re是測試機第三測試端E端與待測電阻第三測試端C1端之間的線電阻Ra與接觸電阻Rec之和，即Re=Rel+Rec ；Rf是測試機第四測試端F端與待測電阻第四測試端C2之間的線電阻Rfl與接觸電阻Rrc之和，即Rf=Rfl+Rfc ； 3.將測試機第二測試端B端、第四測試端F端懸空，測試測試機第一測試端A端與第三測試端E端的串聯(lián)電阻之和R13 ；R13=Ra+Rt+Re ；(3)其中，Ra, Re的意義同上，Rt為待測電阻值；4.將測試機第一測試端A端、第三測試端E端懸空，測試機第二測試端B端與第四測試端F端的串聯(lián)電阻之和R14,即R14=RB+RT+RF ;(4)其中，RB，RF，Rt的意義同上。則通過公式“ [(4) + (3) - (2) - (I) ] /2 ”可得待測電阻RT，即Rt= (R14+R13-R12_Rn)/2(5)從上式可知，測試機端與待測電阻Rt之間的線電阻和接觸電阻已經(jīng)完全消除掉了，經(jīng)過計算后的Rt與實際的電阻精確相等，不存在近似。根據(jù)歐姆定律，R=U / I ；其中，測試上述電阻采用施加電壓測試電流的方法測試電阻。在本發(fā)明實施例中，“&、％等虛線框內(nèi)的線電阻和接觸電阻如圖4所示。作為本發(fā)明實施例應用的另一個具體實例，利用本發(fā)明實施例的四端測試法測試NMOS管的導通電阻值，測試電路的結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，待測的導通電阻是當NMOS管導通時的電阻Rm，當NMOS管截止時，NMOS的等效電阻是無窮大的。 A端、B端、E端、F端分別是測試機第一、二、三、四測試端。測試方法如下I.將測試機第三測試端E端、第四測試端F端懸空，測試測試機第一測試端A端、第二測試端B端的串聯(lián)電阻之和R21，待測NMOS管截止，則R21用公式表示如下R21=Ra+Rb ；(6)其中，Ra是測試機第一測試端A端與待測NMOS管第一測試端D2的線電阻與接觸電阻之和，Rb是測試機第二測試端B端與待測NMOS管第二測試端D1的線電阻與接觸電阻之和；2.將測試機第一測試端A端、第二測試端B端懸空，測試測試機第三測試端E端、第四測試端F端的串聯(lián)電阻之和R22，待測NMOS管截止，則R22用公式表示如下R22=Re+Rf ；(7)其中，Re是測試機第三測試端E端與待測電阻第三測試端C1的線電阻與接觸電阻之和，Rf是測試機第四測試端F端與待測電阻第四測試端C2的線電阻與接觸電阻之和；3.將測試機第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端A與第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)端的電阻，設為R23,即R23=RA+Rm+REF;(8)其中，Ra電阻意義同上，Ron為待測MOS管的導通電阻，Ref表示RE，Rf并聯(lián)電阻和；4.將測試機第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第二測試端B端與第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)端的電阻，設為R24,即R24=RB+Ron+REF ；(9)其中，Rb、Ron> Ref電阻值意義同上；5.將測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第三測試端E端與測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)端的電阻設為R25,即R25=RE+Ron+RAB ；(10)其中，Re, Ron電阻意義同上，Rab表示Ra，Rb并聯(lián)電阻和；6.將測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第四測試端F端與測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)端的電阻設為R26 ；R26=RF+Ron+RAB ；(11)其中，Rf, Ron, Rab電阻意義同上；7.分別將測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)，測試機第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端A端、第二測試端B端并聯(lián)端與測試機第三測試端E端、第四測試端F端并聯(lián)端的電阻，設為R27，即R27=RAB+Ron+REF ；(12)其中，Rab, Ron, Ref電阻意義同上；則通過公式“[(11) + (10) + (9) + (8)-2 * (12) - (7) - (6) ]/2” 可得待測 MOS 管的導通電阻Rm，即Ron= (R26+R25+R24+R23_2 * R27-R22-R21)/2(13)作為本發(fā)明的一個實施例，NMOS管的導通電阻的測試也可以采用與普通電阻類似的方式，即上述廣7步驟也可以替換成如下4個步驟，該4個步驟與上述測試普通電阻的4個步驟一致 I.將測試機第三測試端E端、第四測試端F端懸空，測試測試機第一測試端A端、第二測試端B端的串聯(lián)電阻之和R31，待測NMOS管截止，則R31用公式表示如下R31=Ra+Rb ；(14)其中，Ra是測試機第一測試端A端與待測NMOS管第一測試端D2的線電阻與接觸電阻之和，Rb是測試機第二測試端與待測NMOS管第二測試端D1的線電阻與接觸電阻之和；2.將測試機第一測試端A端、第二測試端B端懸空，測試測試機第三測試端E端、第四測試端F端的串聯(lián)電阻之和R32，待測NMOS管截止，則R32用公式表示如下R32=Re+Rf ；(15)其中，Re是測試機第三測試端E端與待測NMOS管第三測試端C1的線電阻與接觸電阻之和，Rf是測試機第四測試端F端與待測NMOS管第四測試端C2的線電阻與接觸電阻之和；3.將測試機第二測試端B端、第四測試端F端懸空，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端A端與第三測試端E端的串聯(lián)電阻之和R33,則R33用公式表示如下；R33=RA+Rm+RE ;(16)其中，Ra, Re的意義同上，Ron為NMOS管的導通電阻；4.將測試機第一測試端A端、第三測試端E端懸空，待測NMOS管導通，測試機第二測試端B端與第四測試端F端的串聯(lián)電阻之和R34,則R34用公式表示如下；R34=RB+Ron+RF ;(17)其中，RB，RF，Rm的意義同上。則通過公式“ [(16) + (17) - (14) - (15) ] /2”可得待測NMOS管的導通電阻Ron,即RQn=(R34+R33-R32-R31)/2(18)根據(jù)歐姆定律中，計算電阻R R=U / I ；其中，測試上述電阻采用施加電流測試電壓的方法測試電阻。通過使用本發(fā)明實施例所提供的電阻測試方法，能夠很好解決現(xiàn)有電阻測試方法中接觸電阻所導致測試誤差的問題，測試方法簡單，對測試設備要求低，易實現(xiàn)，而且所測試的電阻的測試值精準度高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.ー種電阻測試方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 將測試機的四個測試端分別與待測電阻的四個測試端連接，其中測試機第一測試端與第二測試端在待測電阻的同一側(cè)相連，測試機第三、第四測試端在待測電阻的另ー側(cè)相連； 分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值。
2.如權利要求I所述的電阻測試方法，其特征在干，當所述待測電阻為ー個電阻時，所述分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值的步驟具體為 將測試機第三測試端、第四測試端懸空，測試測試機第一測試端、第二測試端的串聯(lián)電阻之和R11 ； 將測試機第一測試端、第二測試端懸空，測試測試機第三測試端、第四測試端的串聯(lián)電阻之和R12 ； 將測試機第二測試端、第四測試端懸空，測試測試機第一測試端與第三測試端的串聯(lián)電阻之和R13 ； 將測試機第一測試端、第三測試端懸空，測試測試機第二測試端與第四測試端的串聯(lián)電阻之和R14 ； 按下式計算待測電阻Rt的阻值 RT=(R14+R13-R12-Rn)/2 ；其中，Rn=RA+RB，R12=Re+Rf，R13=Ra+Rt+Re，R14=Rb+Rt+Rf ； Ra為測試機第一測試端與待測電阻第一測試端之間的線電阻與接觸電阻之和； Rb為測試機第二測試端與待測電阻第二測試端之間的線電阻與接觸電阻之和； Re為測試機第三測試端與待測電阻第三測試端之間的線電阻與接觸電阻之和； Rf為測試機第四測試端與待測電阻第四測試之間的線電阻與接觸電阻之和。
3.如權利要求I所述的電阻測試方法，其特征在于，當測試NMOS管的導通電阻值時，所述分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值的步驟具體為 將測試機第一測試端、第二測試端分別與待測NMOS管的漏端相連，第三、第四測試端分別與待測NMOS的源端相連； 將測試機第三測試端、第四測試端懸空，測試測試機第一測試端、第二測試端的串聯(lián)電阻之和R21，待測NMOS管截止； 將測試機第一測試端、第二測試端懸空，測試測試機第三測試端、第四測試端的串聯(lián)電阻之和R22 ； 將測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端與測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)端的電阻R23 ； 將測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第二測試端與測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)端的電阻R24 ； 將測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第三測試端與測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)端的電阻R25 ；將測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第四測試端與測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)端的電阻R26 ； 分別將測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)，測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端、第二測試端并聯(lián)端與測試機第三測試端、第四測試端并聯(lián)端的電阻R27 ； 按下式計算待測MOS管的導通電阻Rm Ron= (R26+R25+R24+R23_2 * R27_R22_R2l)/2 ； 其中，J ^26_^+Ron+^AB ; Ra為測試機第一測試端與待測NMOS管第一測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rb為測試機第二測試端與待測NMOS管第二測試端的線電阻與接觸電阻之和； Re為測試機第三測試端與待測NMOS管第三測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rf為測試機第四測試端與待測NMOS管第四測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rm為待測NMOS管的導通電阻； Ref為RE、Rf并聯(lián)電阻和； Rab為ル、Rb并聯(lián)電阻和。
4.如權利要求I所述的電阻測試方法，其特征在于，當測試NMOS管的導通電阻值時，所述分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值的步驟具體為 將測試機第一測試端、第二測試端分別與待測NMOS管的漏端相連，第三、第四測試端分別與待測NMOS的源端相連； 將測試機第三測試端、第四測試端懸空，測試測試機第一測試端、第二測試端的串聯(lián)電阻之和R31，待測NMOS管截止； 將測試機第一測試端、第二測試端懸空，測試測試機第三測試端、第四測試端的串聯(lián)電阻之和R32，待測NMOS管截止； 將測試機第二測試端、第四測試端懸空，待測NMOS管導通，測試測試機第一測試端與第三測試端的串聯(lián)電阻之和R33 ； 將測試機第一測試端、第三測試端懸空，待測NMOS管導通，測試測試機第二測試端與第四測試端的串聯(lián)電阻之和R34 ； 按下式計算待測MOS管的導通電阻Rm Ron= (R34+R33_R32_R3l) /2其中，R31=RA+Rb R32=RE+RF，R33=RA+Ron+RE，R34=RB+Ron++RF ； Ra為測試機第一測試端與待測NMOS管第一測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rb是測試機第二測試端與待測NMOS管第二測試端的線電阻與接觸電阻之和； Re是測試機第三測試端與待測NMOS管第三測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rf是測試機第四測試端與待測NMOS管第四測試端的線電阻與接觸電阻之和； Rm為待測NMOS管的導通電阻。
全文摘要
本發(fā)明適用于電阻測試領域，提供了一種電阻測試方法，包括下述步驟將測試機的四個測試端分別與待測電阻的四個測試端連接，其中測試機第一測試端與第二測試端在待測電阻的同一側(cè)相連，測試機第三、第四測試端在待測電阻的另一側(cè)相連；分別測試測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，根據(jù)所述測試機四個測試端之間的部分或全部電阻值，計算待測電阻的阻值。通過使用本發(fā)明實施例所提供的電阻測試方法，能夠很好解決現(xiàn)有電阻測試方法中接觸電阻所導致測試誤差的問題，測試方法簡單，對測試設備要求低，易實現(xiàn)，而且所測試的電阻的測試值精準度高。
文檔編號G01R27/02GK102854386SQ20121027340
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權日2012年8月2日
發(fā)明者趙春波, 李照華, 林道明, 謝靖, 付凌云 申請人:深圳市明微電子股份有限公司