隨著大規(guī)模集成電路向深次微米時(shí)代發(fā)展，制程的可控制范圍將變得更加狹窄，對(duì)集成電路可靠性的要求也不斷提高。集成電路制造商需要更多的在線、實(shí)時(shí)監(jiān)控手段來保證生產(chǎn)線上的良率與產(chǎn)品的可靠性。由于對(duì)集成電路組件容量要求愈來愈大但相對(duì)于芯片尺寸要求愈來愈小，因此，金屬互連層在產(chǎn)品的可靠性方面扮演著越來越重要的角色。芯片級(jí)的應(yīng)力遷移（Stress Migration）測試、恒溫電遷移測試（Iso- thermal Electro Migration） 與封裝級(jí)測試是監(jiān)測金屬互連層可靠性的主要方法。但是他們的共同問題是需要幾百甚至上千小時(shí)的測試周期，這對(duì)于快速的在線監(jiān)測要求來說是不能接受的。電阻溫度系數(shù)（Temperature Coefficient of Resistance）作為一個(gè)反映電阻隨溫度變化的參數(shù)在金屬互連線的可靠性測試中被廣泛使用。對(duì)電阻溫度系數(shù)的內(nèi)在含義進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，指出電阻溫度系數(shù)的大小與金屬互連層的微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)，與電遷移測試的結(jié)果具有較強(qiáng)的相關(guān)性。電阻溫度系數(shù)可以作為一個(gè)金屬互連層可靠性監(jiān)測的早期參數(shù)，對(duì)工藝發(fā)展、產(chǎn)品驗(yàn)證以及在線監(jiān)測進(jìn)行早期預(yù)測。

電阻溫度系數(shù)

電阻溫度系數(shù)（temperature coefficient of resistance 簡稱TCR）表示電阻當(dāng)溫度改變1攝氏度時(shí)，電阻值的相對(duì)變化，單位為ppm/℃。有負(fù)溫度系數(shù)、正溫度系數(shù)及在某一特定溫度下電阻只會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度系數(shù)。紫銅的電阻溫度系數(shù)為1/234.5℃。電阻溫度系數(shù)是一個(gè)與金屬的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的一個(gè)參數(shù)，在沒有任何缺陷的情況下，它具有理論上的最大值。也就是說，電阻溫度系數(shù)本身的大小在一定程度上表征了金屬工藝的性能。在新技術(shù)工藝的研發(fā)過程或在線監(jiān)測中，我們可以利用電阻溫度系數(shù)對(duì)金屬的可靠性進(jìn)行早期監(jiān)測與快速評(píng)估。

在半導(dǎo)體中，金屬互連層（鋁或銅）的阻值在常溫附近的范圍內(nèi)與它的溫度具有線性關(guān)系，這也是半導(dǎo)體測試中金屬互連線經(jīng)常被用來作為溫度傳感器的原因。半導(dǎo)體中用電阻溫度系數(shù)來表征金屬的阻值和它的溫度之間的關(guān)系。電阻溫度系數(shù)表示單位溫度改變時(shí)，電阻值（電阻率）的相對(duì)變化。

電阻溫度系數(shù)并不恒定而是一個(gè)隨著溫度而變化的值。隨著溫度的增加，電阻溫度系數(shù)變小。因此，我們所說的電阻溫度系數(shù)都是針對(duì)特定的溫度的。

對(duì)于一個(gè)具有純粹的晶體結(jié)構(gòu)的理想金屬來說，它的電阻率來自于電子在晶格結(jié)構(gòu)中的散射，與溫度具有很強(qiáng)的相關(guān)性。實(shí)際的金屬由于工藝的影響，造成它的晶格結(jié)構(gòu)不再完整，例如界面、晶胞邊界、缺陷、雜質(zhì)的存在，電子在它們上面的散射形成的電阻率是一個(gè)與溫度無關(guān)的量。因此，實(shí)際的金屬電阻率是由相互獨(dú)立的兩部分組成。

電阻溫度系數(shù)是一個(gè)與金屬的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的一個(gè)參數(shù)，在沒有任何缺陷的情況下，它具有理論上的最大值。也就是說，電阻溫度系數(shù)本身的大小在一定程度上表征了金屬工藝的性能。在新技術(shù)工藝的研發(fā)過程或在線監(jiān)測中，我們可以利用電阻溫度系數(shù)對(duì)金屬的可靠性進(jìn)行早期監(jiān)測與快速評(píng)估。

用電阻比計(jì)算溫度要比用電阻絕對(duì)值計(jì)算溫度更準(zhǔn)確的原因？

自1927年通過國際實(shí)用溫標(biāo)至如今，國際實(shí)用溫標(biāo)都采用電阻比計(jì)算溫度，這是因?yàn)橛脴?biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測量時(shí)，用電阻比計(jì)算溫度要比用電阻絕對(duì)計(jì)算溫度更準(zhǔn)確，介紹用電阻比計(jì)算溫度要比用電阻絕對(duì)值計(jì)算溫度更準(zhǔn)確的原因。

1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)是電阻值Rtp，在防止條件下的自然變化或受熱后的變化有三種情況：①逐漸升高；②逐漸下降；③經(jīng)充分退火后，Rtp趨于穩(wěn)定。電阻比雖然也同樣有逐漸升高或下降的趨勢，但要比電阻絕對(duì)值的變化穩(wěn)定得多。

2、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)電阻值是由測溫電橋或電位差計(jì)測定，為此至少也需要使用一個(gè)（或幾個(gè)）標(biāo)準(zhǔn)電阻作標(biāo)準(zhǔn)，因此在電阻值的傳遞過程中，由于檢定誤差或標(biāo)準(zhǔn)電阻的不穩(wěn)定性，以及由于其他原因引起的誤差（其中包括系統(tǒng)誤差），會(huì)使人誤人為標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)時(shí)不穩(wěn)定的。如果采用電阻比計(jì)算溫度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電阻的變化對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)電阻比的影響很小，甚至可以忽略。

3、雖然Rtp的穩(wěn)定是考察標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的主要依據(jù)，但是還應(yīng)考察溫度計(jì)測量范圍內(nèi)某一固定溫度電阻比的穩(wěn)定性，還規(guī)定了溫度計(jì)的感溫元件必須滿足系列兩個(gè)條件之一：WGa≥1.11807 或 WHg≤0.844235，這樣從電阻的絕對(duì)值和相對(duì)值的變化情況來考察標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的穩(wěn)定性，便會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的考察更加全面，溫度測量更加可靠準(zhǔn)確。用電阻比計(jì)算溫度要比用電阻絕對(duì)計(jì)算溫度更準(zhǔn)確。