[发明专利]用于建立具体电极位置的方法及系统

说明书

本发明涉及一种通过提供多点探针和试样来建立具体电极位置的方法。方法包括以下步骤：测量或确定多点探针的电极中的两个之间的距离；以及建立表示试样的电阻模型。方法还包括以下步骤：执行至少三个不同的薄片电阻测量；以及基于电阻模型对于不同薄片电阻测量中的每一个建立对应的预测薄片电阻。其后，方法包括以下步骤：建立构成预测薄片电阻中的每一个与其对应测量薄片电阻之间的差的一组差；以及通过使用距离并执行数据拟合，导出多点探针在试样的表面上的具体电极位置，该执行通过使构成所述一组差的和的误差函数最小化来进行。

技术领域

本发明涉及位置校正方法和用于关于四个探针电阻测量进行位置校正的系统。

背景技术

多电极探针常用于确定试样的一个或更多个电气参数。在执行这种测量时，为了产生电接触，使得多电极探针与样本表面接触。电极与样本表面之间的接触的实际位置将总是与随机样式的各给定电极-表面啮合处的所设计位置不同，这引起几何误差，这些几何误差转化成样本电气参数估计的有限可重复性和再现性。具体地，在使用具有共线电极的多电极探针时，可以区分在线和离线位置误差。在线位置误差给出主要贡献，而离线位置误差给出二级贡献。本发明特别为多电极探针电气测量提供了用于减少在线位置误差的影响的方法和系统。

L.J.van der Pauw已经在公知公报Philips Res.Rep.13,1 1958和PhilipsTech.Rev.20,220 1958中并且D.C.Worledge已经在Appl.Phys.Lett.84,1695(2004)以及美国专利申请US 2004/0183554中描述了对导电样本执行多电极探针测量的位置误差校正的当前现有技术方法。所谓的van der Pauw方法的典型公式化依赖以下关系：

其中，R_A和R_B是在公知的A和B构造中进行的电阻测量，而R_o是要估计的薄片电阻。D.C.Worledge将简化版本给出为：

其中，α、γ_A以及γ_B是仅取决于四个所设计的电极坐标的系数。

上述现有技术位置校正方法假设样本是由单层组成的无限薄片。如果满足这种假设且如果这种探针放置在离任意样本边界远大于两个电极之间的最大距离的距离处，则在现有技术中开发的位置校正方法当在单层试样上使用多电极探针时充分工作。

然而，应注意，现有技术中的两个位置校正方法不估计电极之间的实际相对距离，而是它们相反依赖完全描述所测量电阻值(给定薄片电阻)的几何对数项之间的关系。换言之，现有技术位置校正方法仅在电阻测量值R_A和R_B可以被写为下式时高效地工作：

然而，当在这些理想条件(诸如对包括由非导电隧穿势垒层分离的两个或更多个薄片的磁性隧道结(MTJ)堆上，或靠近单个薄片的边界，或在薄片大约与多电极探针相同尺寸或仅稍大于多电极探针尺寸或在类似的几何约束下)下不执行测量时，上述方法在最佳情况下将仅产生粗略位置校正或根本不产生任何位置校正，或者在最差的情况下，测量将由于有错误的位置校正而失真。

因为电流将受试样的边界限制并由此电阻将在边界附近更高，所以接近试样的边界将背离现有技术的理想无限单层的假设。对应地，使用多层试样将允许电流根据多个层的独立层薄片电阻和离电流注入电极的距离在多个层中重新分布，这引起在单个无限薄片的情况下不存在的特性长度尺度。