JP2000340622A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000340622A
JP2000340622A JP15238399A JP15238399A JP2000340622A JP 2000340622 A JP2000340622 A JP 2000340622A JP 15238399 A JP15238399 A JP 15238399A JP 15238399 A JP15238399 A JP 15238399A JP 2000340622 A JP2000340622 A JP 2000340622A
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JP
Japan
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region
potential
semiconductor device
source
transistor
Prior art date
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Application number
JP15238399A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kitahata
秀樹 北畑
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can be analyzed for failures by applying the laser potential probing method, even when the area of a diffusion layer is narrowed to 0.5 μm or smaller or a metal silicide layer covering the diffusion layer hinders potential monitoring. SOLUTION: In a semiconductor device, a plurality of transistors, each having a gate electrode, source regions 4 and 6, and drain regions 5 and 7 are formed via insulating and separating regions and metallic wiring is formed in the upper layers of the transistors. At measuring of the potentials at prescribed regions of the transistors by measuring the intensity of the reflected light of laser light projected upon the regions from the rear surfaces of the substrates of the transistors, rectangular potential monitoring regions 11 and 12 which can receive the laser light and have, for example, 0.5 μm by 0.5 μm regions or larger are partly formed in the source or drain regions and electrically connected to the source areas, drain regions, or gate electrode which become the objects of potential measurement and the potentials at the regions are measured from the intensity of the reflected light of the laser light projected upon the potential monitoring regions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、半導体基板内に電位モニタ領域を有する半導
体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having a potential monitor region in a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の故障解析の方法としては、
電子ビームで金属配線をプロービングして、その電位を
モニターすることにより、異常信号経路を検出するとい
う電子ビームテスタ法が有効である。しかしながら、電
子ビームテスタ法では、半導体装置の大規模化に伴い、
多層配線化が進むと、上層配線に埋もれた下層配線の電
位をモニターすることが困難となる。
2. Description of the Related Art As a method of failure analysis of a semiconductor device,
An electron beam tester method of detecting an abnormal signal path by probing a metal wiring with an electron beam and monitoring its potential is effective. However, with the electron beam tester method, with the increase in the scale of semiconductor devices,
As the number of multilayer wirings increases, it becomes difficult to monitor the potential of the lower wirings buried in the upper wirings.

【0003】そこで、多層配線が形成された半導体装置
の故障解析の方法として、半導体基板を透過する赤外光
によるフランツ−ケルデッシュ効果を利用したレーザ電
位プロービング法が、特開平10−111347号公報
等に記載されている。この方法によれば、シリコン基板
裏面から、配線に阻害されることなく、任意の拡散層の
電位をモニターすることが可能になる。
As a method of analyzing a failure of a semiconductor device having a multilayer wiring, a laser potential probing method utilizing the Franz-Keldesch effect by infrared light transmitted through a semiconductor substrate is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-111347. It is described in. According to this method, it is possible to monitor the potential of an arbitrary diffusion layer from the back surface of the silicon substrate without being hindered by wiring.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体装置
の高性能化に伴い、トランジスタの微細化が進むと、個
々の拡散層領域の寸法が小さくなり、更に、隣接する拡
散層領域との距離が短くなるために、波長の長い赤外光
を用いるレーザ電位プロービング法では、以下に示す問
題が生じる。
However, as the performance of the semiconductor device becomes higher and the transistor becomes finer, the size of each diffusion layer region becomes smaller and the distance between adjacent diffusion layer regions becomes smaller. The laser potential probing method using infrared light having a long wavelength causes the following problems due to the shortening.

【0005】まず、第1の問題点は、トランジスタが微
細化された半導体装置においては、十分な電位モニター
感度が得られず、また、隣接する2つの拡散領域の中心
間距離が、レーザのビーム径の半分程度になると、2つ
の拡散層の電位を分離してモニターすることができなく
なるという点である。
A first problem is that, in a semiconductor device having a miniaturized transistor, sufficient potential monitor sensitivity cannot be obtained, and the distance between the centers of two adjacent diffusion regions is reduced by the laser beam. When the diameter is reduced to about half, the potential of the two diffusion layers cannot be monitored separately.

【0006】その理由は、モニターしようとする拡散領
域の寸法が、プロービングするレーザのビーム径より小
さくなり、電位モニターとして有効に利用される光量が
少なくなってしまうからであり、又、レーザのビームが
モニターしようとしている拡散領域以外の隣接する拡散
領域に入ってしまうと、隣接する拡散領域の電位がノイ
ズとなり、電位モニター感度を更に低下させてしまうか
らである。
The reason is that the size of the diffusion region to be monitored becomes smaller than the beam diameter of the laser to be probed, and the amount of light effectively used as a potential monitor is reduced. This is because, if a pixel enters an adjacent diffusion region other than the diffusion region to be monitored, the potential of the adjacent diffusion region becomes noise, and the potential monitoring sensitivity is further reduced.

【0007】すなわち、光の波長をλ、これを集光する
レンズの開口数をNAとすると、光の回折効果により、
レーザのビーム径を、0.8×λ÷NA程度より小さく
絞ることは出来ない。例えば、シリコン基板の場合、レ
ーザ電位プロービング法に応用可能な、基板を透過でき
る光の波長は、1.12μm以上になるので、開口数が
0.9のレンズを使用しても、1μm程度にビームを絞
ることは困難となる。従って、拡散領域が幅1μm以下
の寸法で形成された場合、電位モニターに有効な光量が
低下することになる。
That is, assuming that the wavelength of light is λ and the numerical aperture of the lens for condensing the light is NA, the diffraction effect of light causes
The laser beam diameter cannot be reduced to less than about 0.8 × λ ÷ NA. For example, in the case of a silicon substrate, the wavelength of light that can be transmitted through the substrate, which can be applied to the laser potential probing method, is 1.12 μm or more. It is difficult to narrow the beam. Therefore, when the diffusion region is formed with a width of 1 μm or less, the amount of light effective for the potential monitor is reduced.

【0008】フランツ−ケルデッシュ効果を利用したレ
ーザ電位プロービング法では、ppmオーダーの光量変
化を測定する為、光量の低下は深刻な問題であり、幅
0.5μm以下の拡散層をモニターすることは困難とな
る。又、拡散領域が0.5μm以下になると、隣接する
拡散領域の中心間距離が1μm以下にまで近接してくる
ようになり、隣接する拡散領域を完全に分離して電位モ
ニターを行うことは更に困難となる。
In the laser potential probing method utilizing the Franz-Keldesch effect, since a change in the amount of light on the order of ppm is measured, a decrease in the amount of light is a serious problem, and it is difficult to monitor a diffusion layer having a width of 0.5 μm or less. Becomes Further, when the diffusion region becomes 0.5 μm or less, the distance between the centers of the adjacent diffusion regions comes close to 1 μm or less, and it is further difficult to completely separate the adjacent diffusion regions and perform the potential monitoring. It will be difficult.

【0009】第2の問題点は、拡散層の平面寸法が電位
モニターに支障のない程度の大きさであっても、拡散層
表面が金属シリサイドで覆われているようなトランジス
タで構成される半導体装置においては、レーザ電位プロ
ービング法を適用した故障解析を行うことが困難となる
場合があるという点である。
The second problem is that even if the plane size of the diffusion layer is large enough to prevent the potential monitor from being hindered, the semiconductor is constituted by a transistor whose surface is covered with metal silicide. In the device, it is sometimes difficult to perform a failure analysis to which the laser potential probing method is applied.

【0010】その理由は、拡散層であるシリコンと電極
である金属のシリサイド反応による界面モフォロジが劣
化し、レーザ光が乱反射されて、検出される反射光の強
度が低下することで、電位モニターを妨げるためであ
る。
The reason is that the interface morphology is degraded due to the silicide reaction between silicon as the diffusion layer and the metal as the electrode, and the laser light is irregularly reflected and the intensity of the detected reflected light is reduced. It is to prevent.

【0011】すなわち、半導体基板裏面より入射したレ
ーザ光は、拡散層の底部に形成されたpn接合部でフラ
ンツ−ケルデッシュ効果により強度変調され、拡散層表
面の金属シリサイド界面で反射し、再び強度変調されな
がらpn接合部を通過して、基板裏面から出て来る。こ
の反射光の強度を測定することにより、拡散層の電位を
モニターする場合、金属シリサイド界面での乱反射は、
ppmオーダーの光量変化に対して大きなノイズと成り
得る。従って、拡散層が金属シリサイドで覆われている
場合には、微細化に伴う感度低下が促進されることにな
り、電位モニターは困難になってしまう。
That is, the laser light incident from the back surface of the semiconductor substrate is intensity-modulated at the pn junction formed at the bottom of the diffusion layer by the Franz-Keldysh effect, reflected at the metal silicide interface on the surface of the diffusion layer, and intensity-modulated again. While passing through the pn junction, and comes out from the back surface of the substrate. When monitoring the potential of the diffusion layer by measuring the intensity of the reflected light, the irregular reflection at the metal silicide interface
A large noise can be caused by a change in the amount of light on the order of ppm. Therefore, when the diffusion layer is covered with the metal silicide, a decrease in sensitivity due to miniaturization is promoted, and it becomes difficult to monitor the potential.

【0012】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、拡散層領域が0.5μ
m以下に微細化された場合や、拡散層を覆う金属シリサ
イド層が電位モニターの妨げになるような場合でも、レ
ーザ電位プロービング法を適用して故障解析を行うこと
ができる半導体装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a diffusion layer having a region of 0.5 μm.
To provide a semiconductor device capable of performing a failure analysis by applying a laser potential probing method even when the size is reduced to m or less or a metal silicide layer covering a diffusion layer hinders potential monitoring. It is in.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1の視点において、半導体基板の一側
表面に、ゲート電極によって分離されたソース領域及び
ドレイン領域を有するトランジスタが絶縁分離領域を介
して複数形成され、前記トランジスタの上層に前記ソー
ス領域及びドレイン領域の各々と接続された金属配線が
配設され、前記半導体基板の他側表面から照射されたレ
ーザ光の反射光強度を測定することによって、前記トラ
ンジスタの所定の領域の電位が測定される半導体装置に
おいて、前記ソース領域又はドレイン領域に、その一部
を前記レーザ光を受光できる所定の面積とした電位モニ
タ領域が形成され、前記電位モニタ領域以外の電位測定
の対象となるソース領域、ドレイン領域又はゲート電極
が、前記電位モニタ領域と電気的に接続され、前記電位
モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光強度から前記
電位測定の対象となる領域の電位が測定されるものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a transistor having a source region and a drain region separated by a gate electrode on one surface of a semiconductor substrate. A plurality of metal wirings are formed via an insulating isolation region and connected to each of the source region and the drain region on an upper layer of the transistor, and reflected light of laser light emitted from the other surface of the semiconductor substrate In the semiconductor device in which the potential of a predetermined region of the transistor is measured by measuring intensity, a potential monitor region having a predetermined area in which a part thereof can receive the laser light is provided in the source region or the drain region. The source region, the drain region, or the gate electrode which is formed and is a potential measurement target other than the potential monitor region is the potential monitor. It is connected to region and electrically, in which the potential of the subject to area of potential monitoring the from the reflected light intensity of the irradiated laser beam in the region potential measurement is measured.

【0014】本発明は、第2の視点において、半導体基
板の一側表面に、ゲート電極によって分離されたソース
領域及びドレイン領域を有するトランジスタが絶縁分離
領域を介して複数形成され、前記トランジスタの上層に
前記ソース領域及びドレイン領域の各々と接続された金
属配線が配設され、前記半導体基板の他側表面から照射
されたレーザ光の反射光強度を測定することによって、
前記トランジスタの所定の領域の電位が測定される半導
体装置において、前記ゲート電極又は前記絶縁分離領域
を介して隣接する複数のソース領域及びドレイン領域を
前記金属配線により相互接続して、前記レーザ光を受光
できる所定の面積を有する同電位の電位モニタ領域が形
成され、前記電位モニタ領域外の前記トランジスタであ
って、電位測定の対象となるソース領域、ドレイン領域
又はゲート電極が前記電位モニタ領域と電気的に接続さ
れ、前記電位モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光
強度から前記電位測定の対象となる領域の電位が測定さ
れるものである。
According to a second aspect of the present invention, in a second aspect, a plurality of transistors having a source region and a drain region separated by a gate electrode are formed on one side surface of a semiconductor substrate via an insulating separation region. A metal wiring connected to each of the source region and the drain region is provided, and by measuring the reflected light intensity of the laser light emitted from the other surface of the semiconductor substrate,
In a semiconductor device in which the potential of a predetermined region of the transistor is measured, a plurality of source regions and drain regions adjacent to each other via the gate electrode or the insulating separation region are interconnected by the metal wiring, and the laser light is emitted. A potential monitor region having a predetermined area capable of receiving light and having the same potential is formed, and the transistor outside the potential monitor region, wherein a source region, a drain region, or a gate electrode to be measured for potential is electrically connected to the potential monitor region. The potential of the region to be subjected to the potential measurement is measured from the reflected light intensity of the laser light applied to the potential monitoring region.

【0015】また、本発明は、第3の視点において、半
導体基板の一側表面に、ゲート電極によって分離された
ソース領域及びドレイン領域を有するトランジスタが絶
縁分離領域を介して複数形成され、前記トランジスタの
上層に前記ソース領域及びドレイン領域の各々と接続さ
れた金属配線が配設され、前記半導体基板の他側表面か
ら照射されたレーザ光の反射光強度を測定することによ
って、前記トランジスタの所定の領域の電位が測定され
る半導体装置において、前記ゲート電極、ソース領域又
はドレイン領域以外の領域に、前記レーザ光を受光でき
る所定の面積の拡散領域を有する電位モニタ領域を形成
し、前記電位モニタ領域外の前記トランジスタであっ
て、電位測定の対象となるソース領域、ドレイン領域又
はゲート電極が前記電位モニタ領域と電気的に接続さ
れ、前記電位モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光
強度から前記電位測定の対象となる領域の電位が測定さ
れるものである。
According to a third aspect of the present invention, in a third aspect, a plurality of transistors each having a source region and a drain region separated by a gate electrode are formed on one surface of a semiconductor substrate via an insulating separation region. A metal wiring connected to each of the source region and the drain region is provided in an upper layer, and by measuring a reflected light intensity of a laser beam irradiated from the other surface of the semiconductor substrate, a predetermined amount of the transistor is measured. In a semiconductor device in which a potential of a region is measured, a potential monitor region having a diffusion region of a predetermined area capable of receiving the laser light is formed in a region other than the gate electrode, the source region, or the drain region, In the outside transistor, the source region, the drain region or the gate electrode to be measured for the potential is the Position connected monitor region and electrically, in which the potential of the subject to area of potential monitoring the from the reflected light intensity of the irradiated laser beam in the region potential measurement is measured.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体装置は、その
好ましい一実施の形態において、ゲート電極、ソース領
域(図1の4、6)、ドレイン領域(図1の5、7)を
有するトランジスタが絶縁分離領域を介して複数形成さ
れ、トランジスタの上層に金属配線が形成された半導体
装置であって、基板の裏面から照射したレーザ光の反射
光強度を測定することによって、トランジスタの所定の
領域の電位を測定するにあたって、ソース領域又はドレ
イン領域に、その一部をレーザ光を受光できる、例え
ば、0.5μm四方以上の面積とした電位モニタ領域
(図1の11、12)を形成し、電位測定の対象となる
ソース領域、ドレイン領域又はゲート電極を電位モニタ
領域と電気的に接続し、電位モニタ領域に照射されたレ
ーザ光の反射光強度から電位測定の対象となる領域の電
位を測定される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment of the semiconductor device according to the present invention, a transistor having a gate electrode, a source region (4, 6 in FIG. 1) and a drain region (5, 7 in FIG. 1). Is formed in a plurality of layers via an insulating isolation region, a metal wiring is formed on the upper layer of the transistor, the reflected light intensity of the laser light irradiated from the back surface of the substrate, the predetermined area of the transistor In measuring the potential of the substrate, a potential monitor region (11, 12 in FIG. 1) is formed in the source region or the drain region. A source region, a drain region, or a gate electrode to be subjected to potential measurement is electrically connected to the potential monitor region, and the reflected light intensity of the laser light applied to the potential monitor region We are measuring the potential of a region of interest of the potential measurement.

【0017】[0017]

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0018】[実施例1]まず、図1乃至図5を参照し
て、本発明の第1の実施例に係る半導体装置について説
明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る半導体装
置の構成を説明するための平面図であり、図2は、図1
のa−a′線における断面図、図3は、b−b′線にお
ける断面図である。また、図4及び図5は、本実施例の
半導体装置を用いて電位モニタ測定を行う方法を模式的
に説明するための図である。
Embodiment 1 First, a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view for explaining a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line aa ', and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line bb'. FIGS. 4 and 5 are diagrams for schematically explaining a method of performing a potential monitor measurement using the semiconductor device of the present embodiment.

【0019】まず、図1乃至図3を参照して、第1の実
施例に係る半導体装置の構成について説明する。本実施
例の半導体装置は、p型シリコン基板1(図1には図示
せず)の表面に、p型ウェル拡散層2(図1には図示せ
ず)とn型ウェル拡散層3が形成されており、n型ウェ
ル拡散層3内には、p型ソース領域6、p型ドレイン領
域7、及び、n型ウェル拡散層3に電位を供給するため
のn型ウェルコンタクト領域9が形成されている。ま
た、p型ウェル拡散層2内には、n型ソース領域4、n
ドレイン領域5、及び、p型ウェル拡散層2に電位を供
給するためのp型基板コンタクト領域10が形成されて
いる。更に、各ソース、ドレイン領域間にはゲート酸化
膜を介してゲート電極8が形成されている。隣接するソ
ース、ドレインはゲート電極8で隔てられ、隣接するソ
ース間は絶縁酸化膜領域で隔てられている。
First, the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the semiconductor device of this embodiment, a p-type well diffusion layer 2 (not shown in FIG. 1) and an n-type well diffusion layer 3 are formed on the surface of a p-type silicon substrate 1 (not shown in FIG. 1). In the n-type well diffusion layer 3, a p-type source region 6, a p-type drain region 7, and an n-type well contact region 9 for supplying a potential to the n-type well diffusion layer 3 are formed. ing. In the p-type well diffusion layer 2, the n-type source region 4, n
A p-type substrate contact region 10 for supplying a potential to the drain region 5 and the p-type well diffusion layer 2 is formed. Further, a gate electrode 8 is formed between each source and drain region via a gate oxide film. Adjacent sources and drains are separated by a gate electrode 8, and adjacent sources are separated by an insulating oxide film region.

【0020】ソース、ドレイン領域4、5、6、7は何
れも最小寸法0.5μm以下で形成されているが、n型
ソース領域4、p型ソース領域6を部分的に拡張して、
各々、例えば0.5μm四方以上になるn型電位モニタ
領域11、p型電位モニタ領域12を形成している。本
実施例では、n型ウェルコンタクト領域9、又はp型ウ
ェルコンタクト領域10を挟んで両側に配置されている
ソース領域のみを、各々、n型ウェルコンタクト領域
9、又はp型ウェルコンタクト領域10を囲むように拡
張しているので、トランジスタのピッチを変更する必要
が無く、集積度を損わずに電位モニタ領域を確保してい
る。
Although the source and drain regions 4, 5, 6, and 7 are all formed with a minimum dimension of 0.5 μm or less, the n-type source region 4 and the p-type source region 6 are partially expanded.
For example, an n-type potential monitor region 11 and a p-type potential monitor region 12 each having a size of, for example, 0.5 μm square or more are formed. In the present embodiment, only the source regions arranged on both sides of the n-type well contact region 9 or the p-type well contact region 10 are replaced with the n-type well contact region 9 or the p-type well contact region 10, respectively. Since it is extended so as to surround it, there is no need to change the pitch of the transistors, and the potential monitor area is secured without deteriorating the degree of integration.

【0021】上述した本実施例の半導体装置の動作につ
いて説明する。n型電位モニタ領域11とp型ウェル拡
散層2の界面、及び、p型電位モニタ領域12とn型ウ
ェル拡散層3の界面には、何れにもpn接合が形成され
ている。通常、n型ウェル拡散層3にはn型ウェルコン
タクト領域9を介して最高電源電位が、p型ウェル拡散
層2にはp型ウェルコンタクト領域10を介して最低電
源電位が供給されているので、n型電位モニタ領域1
1、又はp型電位モニタ領域12の電位に応じて、各々
のpn接合に掛かる電圧が変化する。
The operation of the above-described semiconductor device of this embodiment will be described. A pn junction is formed at the interface between the n-type potential monitor region 11 and the p-type well diffusion layer 2 and at the interface between the p-type potential monitor region 12 and the n-type well diffusion layer 3. Normally, the highest power supply potential is supplied to the n-type well diffusion layer 3 via the n-type well contact region 9 and the lowest power supply potential is supplied to the p-type well diffusion layer 2 via the p-type well contact region 10. , N-type potential monitor area 1
1 or the voltage applied to each pn junction changes according to the potential of the p-type potential monitor region 12.

【0022】この電圧変化に伴い、フランツ−ケルデッ
シュ効果による光の吸収率変化が発生するので、シリコ
ンを透過する赤外光レーザビームを、p型シリコン基板
1の裏面から電位モニタ領域11、12に照射すると、
pn接合部透過時に光強度の変化が起こる。従って、電
位モニタ領域11、12を覆うシリサイド電極13aで
反射して戻ってきた赤外光の強度をモニターすること
で、電位モニタ領域11、12の電位を判別することが
できる。
A change in the voltage causes a change in the absorptivity of light due to the Franz-Keldesch effect, so that the infrared laser beam transmitted through the silicon is applied from the back surface of the p-type silicon substrate 1 to the potential monitor regions 11 and 12. When irradiated,
A change in light intensity occurs at the time of transmission through the pn junction. Therefore, the potential of the potential monitoring regions 11 and 12 can be determined by monitoring the intensity of the infrared light reflected and returned by the silicide electrode 13a covering the potential monitoring regions 11 and 12.

【0023】このとき、光の回折効果により、シリコン
を透過可能な最も短い波長の赤外光を用いても、1μm
以下にビームを絞ることは困難であるために、通常の半
導体装置では測定対象外の拡散層にもレーザが照射され
てしまうが、本実施例では、電位モニタ領域として、
0.5μm四方以上の領域が確保されているために、拡
散層を隔てる絶縁酸化膜領域、又はゲート電極を越え
て、隣接する拡散層にレーザが照射されることを防ぐこ
とができる。
At this time, due to the diffraction effect of light, even if infrared light having the shortest wavelength that can be transmitted through silicon is used, 1 μm
Since it is difficult to focus the beam below, the laser is also irradiated to the diffusion layer outside the measurement target in a normal semiconductor device.
Since the area of 0.5 μm square or more is ensured, it is possible to prevent the laser from being irradiated to the adjacent diffusion layer beyond the insulating oxide film area separating the diffusion layer or the gate electrode.

【0024】従って、電位モニタ領域に隣接する拡散層
の電位の影響を受けることなく、各電位モニター層の電
位を単独で検出することが可能となる。なお、電位モニ
タ領域として、1μm四方以上の領域を確保するように
すれば、レーザ光をより有効に電位モニタ領域に照射す
ることが可能になるので、フランツ−ケルデッシュ効果
の検出精度を向上させることができる。
Therefore, the potential of each potential monitor layer can be detected independently without being affected by the potential of the diffusion layer adjacent to the potential monitor region. If a region of 1 μm square or more is secured as the potential monitor region, it is possible to more effectively irradiate the potential monitor region with laser light, and thus the detection accuracy of the Franz-Keldesch effect is improved. Can be.

【0025】また、拡散層とシリサイド電極13の界面
は、シリサイド反応によりモフォロジが悪くなっている
ために、レーザビームが反射する際に乱反射が発生し易
く、フランツ−ケルデッシュ効果の検出が困難になる場
合がある。この界面モフォロジは、シリサイド反応を抑
制することで改善されるが、シリサイド反応を抑制する
とトランジスタのソース、又はドレインにおいて、接触
抵抗が高くなるという問題が発生する。
Since the morphology of the interface between the diffusion layer and the silicide electrode 13 is deteriorated due to the silicide reaction, irregular reflection easily occurs when the laser beam is reflected, and it becomes difficult to detect the Franz-Keldesch effect. There are cases. Although this interface morphology is improved by suppressing the silicide reaction, a problem arises in that suppressing the silicide reaction increases the contact resistance at the source or the drain of the transistor.

【0026】しかしながら、本実施例では、トランジス
タのソース、ドレイン領域と電位モニタ領域は明確に区
別されているので、選択的に電位モニタ領域のシリサイ
ド電極13aのみのシリサイド反応を抑制することや、
シリサイドを形成しないことが可能である。電位モニタ
領域には、電位のみが供給され、定常的な電流は流れな
いので、このような構成により電位モニタ領域部分のみ
接続抵抗が増加しても、トランジスタ特性を損なうこと
なく電位モニターを行うことが可能である。
However, in this embodiment, since the source and drain regions of the transistor and the potential monitor region are clearly distinguished, it is possible to selectively suppress the silicide reaction of only the silicide electrode 13a in the potential monitor region.
It is possible that silicide is not formed. Since only the potential is supplied to the potential monitoring region and a steady current does not flow, even if the connection resistance increases only in the potential monitoring region portion by such a configuration, the potential monitoring should be performed without impairing the transistor characteristics. Is possible.

【0027】但し、電位モニタ領域の接続抵抗の増加
は、電位モニタ領域に対する充放電時の抵抗負荷を増大
させる。又、本実施例の電位モニタ領域は、微細化され
たトランジスタの拡散領域に対し、比較的広い面積とな
るため、容量負荷としても大きなものになっている。従
って、図4のように、電位をモニターしたい点を直接、
電位モニタ領域に接続すると、各回路に対して、大きな
負荷が発生し、回路動作速度を律速してしまう場合があ
る。
However, the increase in the connection resistance in the potential monitor region increases the resistance load during charging and discharging of the potential monitor region. Further, since the potential monitor region of the present embodiment has a relatively large area compared to the diffusion region of the miniaturized transistor, the potential monitor region has a large capacity load. Therefore, as shown in FIG.
When connected to the potential monitoring area, a heavy load is generated on each circuit, and the circuit operation speed may be limited.

【0028】そのような場合は、図5に示すように、バ
ッファ回路を介して電位モニタ領域へ接続することで、
回路動作速度の律速の問題を回避することができる。バ
ッファ回路は、電位モニタ領域の負荷により、回路ブロ
ック1、回路ブロック2の通常の動作速度に追従できな
くなる場合もあるが、電位モニタ領域の電位は他の回路
ブロックへの入力として利用されないので、半導体装置
全体の動作速度を律速することにはならない。即ち、故
障解析時のみ、動作速度を落として、バッファ回路が追
従できるようにすれば、電位モニターが可能になる。
In such a case, as shown in FIG. 5, by connecting to a potential monitor area via a buffer circuit,
The problem of limiting the circuit operation speed can be avoided. The buffer circuit may not be able to follow the normal operation speed of the circuit blocks 1 and 2 due to the load of the potential monitor area. However, since the potential of the potential monitor area is not used as an input to another circuit block, It does not limit the operating speed of the entire semiconductor device. That is, the potential monitoring can be performed by lowering the operation speed and allowing the buffer circuit to follow only at the time of failure analysis.

【0029】従って、図4又は図5に示すような、A
点、回路ブロック1、B点、回路ブロック2及びC点の
順で伝達される信号経路において、A点及びB点の電位
をモニターすることにより回路ブロック1が、B点及び
C点の電位をモニターすることにより回路ブロック2
が、各々、正常に動作しているかを確認することができ
る。
Therefore, as shown in FIG. 4 or FIG.
In the signal path transmitted in the order of the point, the circuit block 1, the point B, the circuit block 2 and the point C, the circuit block 1 monitors the potentials at the points A and B, thereby reducing the potential at the points B and C. Circuit block 2 by monitoring
However, it can be confirmed whether or not each is operating normally.

【0030】上述したように、本実施例の半導体装置に
よれば、電位モニタ領域として、0.5μm四方以上の
領域が確保されているために、隣接する拡散層にレーザ
が照射されることを防ぐことができる、隣接する拡散層
の電位の影響を受けることなく、各電位モニター層の電
位を単独で検出することが可能となる。また、トランジ
スタのソース、ドレイン領域と電位モニタ領域は明確に
区別されているので、選択的に電位モニタ領域のシリサ
イド電極13aのみのシリサイド反応を抑制すること
や、シリサイドを形成しないことが可能であり、モフォ
ロジの劣化の影響を回避することができる。
As described above, according to the semiconductor device of this embodiment, since the area of 0.5 μm square or more is secured as the potential monitor area, it is necessary to prevent the laser from being irradiated to the adjacent diffusion layer. The potential of each potential monitor layer can be detected independently without being affected by the potential of the adjacent diffusion layer, which can be prevented. Further, since the source and drain regions of the transistor and the potential monitor region are clearly distinguished, it is possible to selectively suppress the silicide reaction of only the silicide electrode 13a in the potential monitor region or not to form silicide. , It is possible to avoid the influence of morphological deterioration.

【0031】[実施例2]次に、図6及び図7を参照し
て、本発明の第2の実施例に係る半導体装置について説
明する。図6は、本発明の第2の実施例に係る半導体装
置の構成を説明するための平面図であり、図7は、図6
のc−c′線における断面図である。
Embodiment 2 Next, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view for explaining the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line cc ′ of FIG.

【0032】図6を参照して、第2の実施例に係る半導
体装置について説明すると、前記した第1の実施例と同
様に、p型シリコン基板1の表面に、p型ウェル拡散層
2とn型ウェル拡散層3が形成され、n型ウェル拡散層
3内には、p型ソース領域6、p型ドレイン領域7及び
n型ウェルコンタクト領域9が、また、p型ウェル拡散
層2内には、n型ソース領域4、nドレイン領域5及び
p型ウェルコンタクト領域10が形成されている。更
に、各ソース、ドレイン領域間にはゲート酸化膜を介し
てゲート電極8が形成され、隣接するソース、ドレイン
間はゲート電極8で隔てられ、隣接するソース間は絶縁
酸化膜領域で隔てられている。
Referring to FIG. 6, the semiconductor device according to the second embodiment will be described. As in the first embodiment, a p-type well diffusion layer 2 and a p-type well diffusion layer 2 are formed on the surface of a p-type silicon substrate 1. An n-type well diffusion layer 3 is formed. In the n-type well diffusion layer 3, a p-type source region 6, a p-type drain region 7, and an n-type well contact region 9 are formed. Has an n-type source region 4, an n-drain region 5, and a p-type well contact region 10. Further, a gate electrode 8 is formed between each source and drain region via a gate oxide film, an adjacent source and drain are separated by a gate electrode 8, and an adjacent source is separated by an insulating oxide film region. I have.

【0033】本実施例の半導体装置は、前記した第1の
実施例と異なり、ソース、ドレイン領域4、5、6、7
は何れも最小寸法0.5μm以下で形成されているが、
隣接するソース、ドレイン領域を複数個組み合わせるこ
とで0.5μm四方以上になるn電位モニタ領域11、
又はp型電位モニタ領域12を形成することを特徴とし
ている。
The semiconductor device of this embodiment differs from the first embodiment in that the source and drain regions 4, 5, 6, 7
Are formed with a minimum dimension of 0.5 μm or less,
An n-potential monitor region 11, which becomes 0.5 μm square or more by combining a plurality of adjacent source and drain regions,
Alternatively, a p-type potential monitor region 12 is formed.

【0034】すなわち、各電位モニタ領域内のソース、
ドレイン領域は、図7に示すように、金属配線16によ
り電気的に相互接続され、同じ電位が供給されるように
構成されている。このような構成により、任意のトラン
ジスタ領域を配線接続により電位モニタ領域として利用
することができるので、電位モニタ領域を予め設定して
おく必要がなく、前記した第1の実施例に比べて、電位
モニタ領域の数や配置を配線設計で自由に変更できると
いう利点がある。
That is, the source in each potential monitor area,
As shown in FIG. 7, the drain regions are electrically interconnected by metal wirings 16 and are configured to be supplied with the same potential. With such a configuration, an arbitrary transistor region can be used as a potential monitor region by wiring connection, so that it is not necessary to set the potential monitor region in advance, and the potential monitor region is lower than in the first embodiment. There is an advantage that the number and arrangement of monitor areas can be freely changed by wiring design.

【0035】但し、上述のシリサイド界面モフォロジー
を改善する手法を適用する場合は、予め、電位モニタ領
域を設定しておく必要があり、設計の自由度は大きく改
善されない。従って、この実施例は、特に、シリサイド
界面モフォロジーが電位モニタの障害にならないような
製法で製造される半導体装置において有効である。
However, when the above-described technique for improving the silicide interface morphology is applied, it is necessary to set a potential monitor region in advance, and the degree of freedom in design is not greatly improved. Therefore, this embodiment is particularly effective for a semiconductor device manufactured by a manufacturing method in which the silicide interface morphology does not hinder the potential monitor.

【0036】[実施例3]次に、図8乃至図10を参照
して、本発明の第3の実施例に係る半導体装置について
説明する。図8は、本発明の第3の実施例に係る半導体
装置の構成を説明するための平面図であり、図9及び図
10は、図8のd−d′線における断面図である。
Third Embodiment Next, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a plan view for explaining the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views taken along line dd 'of FIG.

【0037】図8を参照して、第3の実施例に係る半導
体装置について説明すると、前記した第1の実施例と同
様に、p型シリコン基板1には、p型ソース領域6、p
型ドレイン領域7、n型ウェルコンタクト領域9、n型
ソース領域4、nドレイン領域5、及び、p型ウェルコ
ンタクト領域10が形成されている。また、各ソース、
ドレイン領域間にはゲート酸化膜を介してゲート電極8
が形成され、隣接するソース、ドレイン間はゲート電極
8で隔てられ、隣接するソース間は絶縁酸化膜領域で隔
てられている。
Referring to FIG. 8, the semiconductor device according to the third embodiment will be described. As in the first embodiment, the p-type silicon substrate 1 has the p-type source region 6 and the p-type
A type drain region 7, an n-type well contact region 9, an n-type source region 4, an n-drain region 5, and a p-type well contact region 10 are formed. Also, each source,
A gate electrode 8 is provided between the drain regions via a gate oxide film.
Are formed, the adjacent source and drain are separated by a gate electrode 8, and the adjacent sources are separated by an insulating oxide film region.

【0038】本実施例の半導体装置は、図1又は図6に
示す第1又は第2の実施例のトランジスタが形成されて
いた領域の一部を、0.5μm四方以上の平面寸法を有
するn電位モニタ領域11、又はp型電位モニタ領域1
2の形成領域に置き換えたものである。
In the semiconductor device of this embodiment, a part of the region where the transistor of the first or second embodiment shown in FIG. 1 or FIG. Potential monitor area 11 or p-type potential monitor area 1
2 is replaced with the formation region 2.

【0039】第1の実施例の場合、トランジスタのソー
ス領域を拡張して電位モニタ領域を形成していたため、
拡張されたトランジスタのソース電位以外をモニターし
ようとすると、電位モニタ領域にモニターしたい箇所の
電位を配線で供給する必要があり、そのトランジスタは
素子として利用できなくなる。即ち、任意の1箇所の電
位をモニターするには、トランジスタ1個分を犠牲にす
る必要があった。また、第2の実施例の場合も、1箇所
の電位をモニターに対し、トランジスタ1個分の領域を
電位モニタ領域として使用するため、トランジスタ1個
分を犠牲にする必要があった。
In the case of the first embodiment, the potential monitor region is formed by extending the source region of the transistor.
To monitor a source other than the source potential of the expanded transistor, it is necessary to supply a potential at a portion to be monitored to the potential monitor region by wiring, and the transistor cannot be used as an element. That is, in order to monitor the potential at any one place, it is necessary to sacrifice one transistor. Also, in the case of the second embodiment, since a region of one transistor is used as a potential monitor region while one potential is monitored, it is necessary to sacrifice one transistor.

【0040】これに対して、図8に示す第3の実施例の
電位モニタ領域は、トランジスタ1個分の領域に2個の
電位モニタ領域を形成するような構成としているため、
電位モニタ数が同じであれば、トランジスタ集積度の低
下を半分に抑えることができるという利点がある。
On the other hand, the potential monitor region of the third embodiment shown in FIG. 8 is configured such that two potential monitor regions are formed in one transistor region.
If the number of potential monitors is the same, there is an advantage that the reduction in transistor integration can be suppressed to half.

【0041】また、第1の実施例の電位モニタ領域で可
能であった、選択的に電位モニタ領域のシリサイド電極
13aのシリサイド反応を抑制することにより、界面モ
フォロジの劣化を抑える手法は、本実施例の電位モニタ
領域にも適用することができる。なお、図1の電位モニ
タ領域の場合は、トランジスタのソース領域と拡散層を
共有している部分があるため、トランジスタ特性への影
響は避けられず、完全に独立して製造条件を設定できな
い場合があるが、図8の電位モニタ領域は、完全にトラ
ンジスタ領域とは分離して形成されているため、電位モ
ニタ領域として最適化された製造条件で形成することが
できるという利点がある。
The technique of suppressing the deterioration of the interface morphology by selectively suppressing the silicide reaction of the silicide electrode 13a in the potential monitor region, which was possible in the potential monitor region of the first embodiment, is described in the present embodiment. The present invention can be applied to the potential monitoring region of the example. In the case of the potential monitor region shown in FIG. 1, since there is a portion sharing the diffusion layer with the source region of the transistor, the influence on the transistor characteristics is inevitable, and the manufacturing conditions cannot be set completely independently. However, since the potential monitor region of FIG. 8 is formed completely separately from the transistor region, there is an advantage that the potential monitor region can be formed under optimized manufacturing conditions as the potential monitor region.

【0042】[実施例4]次に、図10を参照して、本
発明の第4の実施例に係る半導体装置について説明す
る。図10は、本発明の第4の実施例に係る半導体装置
の構成を説明するための断面図であり、図9と同様に図
8のd−d′線における断面図である。
Fourth Embodiment Next, a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line dd 'of FIG. 8, similarly to FIG.

【0043】第4の実施例に係る半導体装置のソース又
はドレイン領域、電位モニタ領域等のレイアウトに関し
ては、前記した第3の実施例と同様であるが、図10に
示す第4の実施例では、電位モニタ領域11の大部分は
シリサイド電極13aで覆われておらず、絶縁膜を介し
て、金属配線層16で覆われていることを特徴としてい
る。
The layout of the source or drain region, the potential monitor region and the like of the semiconductor device according to the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment described above, but the fourth embodiment shown in FIG. Most of the potential monitoring region 11 is not covered with the silicide electrode 13a, but is covered with the metal wiring layer 16 via the insulating film.

【0044】電位モニタ領域11には、モニタしたい所
望のソース領域4の電位が、金属配線16を介し、電位
モニタ領域11の端部に設けられたシリサイド電極13
aから供給されている。電位モニタ領域11のシリサイ
ド電極13aで覆われていない領域は、0.5μm四方
以上の平面寸法の領域を確保して形成しておく。
In the potential monitor region 11, the potential of the desired source region 4 to be monitored is applied via the metal wiring 16 to the silicide electrode 13 provided at the end of the potential monitor region 11.
a. The region of the potential monitor region 11 which is not covered with the silicide electrode 13a is formed by securing a region having a plane dimension of 0.5 μm square or more.

【0045】すると、レーザ電位プロービング法で、こ
の電位モニタ領域11の電位をモニタする場合、シリコ
ン基板1の裏面から照射されたレーザビームは、p型ウ
ェル拡散層とn型電位モニタ層とで形成されるpn接合
を介し、層間膜を透過して、金属配線層16にまで達し
た後、反射して、シリコン基板1の裏面へ戻って行く。
すなわち、金属配線16は、レーザ光の反射板として機
能し、シリサイド反応でモフォロジが劣化するシリサイ
ド電極に対して、レーザ光の乱反射を防止することがで
きるという利点がある。
When monitoring the potential of the potential monitor region 11 by the laser potential probing method, the laser beam irradiated from the back surface of the silicon substrate 1 is formed by the p-type well diffusion layer and the n-type potential monitor layer. After passing through the interlayer film and reaching the metal wiring layer 16 through the pn junction, the light is reflected and returns to the back surface of the silicon substrate 1.
That is, the metal wiring 16 functions as a reflector for laser light, and has an advantage that irregular reflection of laser light can be prevented with respect to a silicide electrode whose morphology is degraded by a silicide reaction.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0047】第1の効果は、拡散層領域がレーザのビー
ム径より小さく微細化されたトランジスタで構成される
半導体装置においても、レーザ電位プロービング法を適
用して、故障解析を行うことが可能になるということで
ある。
The first effect is that failure analysis can be performed by applying the laser potential probing method even in a semiconductor device in which the diffusion layer region is formed of a miniaturized transistor smaller than the laser beam diameter. It is to become.

【0048】その理由は、プロービングするレーザのビ
ーム径に対し、十分大きな寸法の拡散層を電位モニタ領
域として形成しておき、その領域と電位をモニタしたい
箇所とを電気的に接続することにより、所望の箇所の電
位をモニタすることができるからである。
The reason is that a diffusion layer having a sufficiently large size with respect to the beam diameter of the laser to be probed is formed as a potential monitoring region, and the region is electrically connected to a portion where the potential is to be monitored. This is because a potential at a desired location can be monitored.

【0049】第2の効果は、拡散層表面が界面モフォロ
ジの悪い金属シリサイドで覆われているようなトランジ
スタで構成される半導体装置においても、レーザ電位プ
ロービング法を適用した故障解析を行うことができると
いうことである。
The second effect is that failure analysis using the laser potential probing method can be performed even in a semiconductor device composed of a transistor whose diffusion layer surface is covered with metal silicide having poor interface morphology. That's what it means.

【0050】その理由は、トランジスタの拡散領域とは
分離して形成した拡散層を電位モニタ領域として利用す
るため、電位モニタ領域の拡散層表面のシリサイド化を
抑えることができるからであり、また、金属配線でレー
ザ光を反射し、電位モニタを行うことができるからであ
る。
The reason is that the diffusion layer formed separately from the diffusion region of the transistor is used as a potential monitoring region, so that silicidation of the surface of the diffusion layer in the potential monitoring region can be suppressed. This is because the laser light is reflected by the metal wiring and the potential can be monitored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための平面図である。
FIG. 1 is a plan view for explaining a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための図であり、図1のa−a′線における
断面図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line aa 'of FIG.

【図3】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための図であり、図1のb−b′線における
断面図である。
FIG. 3 is a view for explaining the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line bb 'of FIG.

【図4】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の動作
を説明するための回路ブロック図である。
FIG. 4 is a circuit block diagram for explaining an operation of the semiconductor device according to the first example of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の動作
を説明するための回路ブロック図である。
FIG. 5 is a circuit block diagram for explaining an operation of the semiconductor device according to the first example of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための平面図である。
FIG. 6 is a plan view for explaining a structure of a semiconductor device according to a second example of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための図であり、図6のc−c′線における
断面図である。
FIG. 7 is a view for explaining the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line cc 'in FIG.

【図8】本発明の第3の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための平面図である。
FIG. 8 is a plan view illustrating the structure of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例に係る半導体装置の構造
を説明するための図であり、図8のd−d′線における
断面図である。
FIG. 9 is a view for explaining the structure of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line dd ′ of FIG.

【図10】本発明の第4の実施例に係る半導体装置の構
造を説明するための図であり、図8のd−d′線におけ
る断面図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the structure of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line dd ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 p型ウェル拡散層 3 n型ウェル拡散層 4 n型ソース領域 5 n型ドレイン領域 6 p型ソース領域 7 p型ドレイン領域 8 ゲート電極 9 n型ウェルコンタクト領域 10 p型基板コンタクト領域 11 n型電位モニタ領域 12 p型電位モニタ領域 13 シリサイド電極 13a シリサイド電極(電位モニタ領域) 14 シリコン酸化膜 15 金属プラグ 16 金属配線 17 絶縁分離領域 Reference Signs List 1 p-type silicon substrate 2 p-type well diffusion layer 3 n-type well diffusion layer 4 n-type source region 5 n-type drain region 6 p-type source region 7 p-type drain region 8 gate electrode 9 n-type well contact region 10 p-type substrate Contact region 11 N-type potential monitor region 12 P-type potential monitor region 13 Silicide electrode 13a Silicide electrode (potential monitor region) 14 Silicon oxide film 15 Metal plug 16 Metal wiring 17 Insulation isolation region

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の一側表面に、ゲート電極によ
って分離されたソース領域及びドレイン領域を有するト
ランジスタが絶縁分離領域を介して複数形成され、前記
トランジスタの上層に前記ソース領域及びドレイン領域
の各々と接続された金属配線が配設され、 前記半導体基板の他側表面から照射されたレーザ光の反
射光強度を測定することによって、前記トランジスタの
所定の領域の電位が測定される半導体装置において、 前記ソース領域又はドレイン領域に、その一部を前記レ
ーザ光を受光できる所定の面積とした電位モニタ領域が
形成され、 前記電位モニタ領域以外の電位測定の対象となるソース
領域、ドレイン領域又はゲート電極が、前記電位モニタ
領域と電気的に接続され、 前記電位モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光強度
から前記電位測定の対象となる領域の電位が測定され
る、ことを特徴とする半導体装置。
A plurality of transistors each having a source region and a drain region separated by a gate electrode are formed on one surface of a semiconductor substrate via an insulating separation region, and the source and drain regions are formed above the transistor. In a semiconductor device, a metal wiring connected to each of the semiconductor substrates is provided, and a potential of a predetermined region of the transistor is measured by measuring a reflected light intensity of a laser beam emitted from another surface of the semiconductor substrate. A potential monitor region having a predetermined area that can partially receive the laser light is formed in the source region or the drain region, and a source region, a drain region, or a gate other than the potential monitor region to be subjected to potential measurement. An electrode is electrically connected to the potential monitor area, and reflects the laser light applied to the potential monitor area. A semiconductor device, wherein a potential of a region to be measured for the potential is measured from light intensity.
【請求項2】半導体基板の一側表面に、ゲート電極によ
って分離されたソース領域及びドレイン領域を有するト
ランジスタが絶縁分離領域を介して複数形成され、前記
トランジスタの上層に前記ソース領域及びドレイン領域
の各々と接続された金属配線が配設され、 前記半導体基板の他側表面から照射されたレーザ光の反
射光強度を測定することによって、前記トランジスタの
所定の領域の電位が測定される半導体装置において、 前記ゲート電極又は前記絶縁分離領域を介して隣接する
複数のソース領域及びドレイン領域を前記金属配線によ
り相互接続して、前記レーザ光を受光できる所定の面積
を有する同電位の電位モニタ領域が形成され、 前記電位モニタ領域外の前記トランジスタであって、電
位測定の対象となるソース領域、ドレイン領域又はゲー
ト電極が前記電位モニタ領域と電気的に接続され、 前記電位モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光強度
から前記電位測定の対象となる領域の電位が測定され
る、ことを特徴とする半導体装置。
2. A plurality of transistors each having a source region and a drain region separated by a gate electrode are formed on one side surface of a semiconductor substrate via an insulating separation region, and the source and drain regions are formed above the transistor. In a semiconductor device, a metal wiring connected to each of the semiconductor substrates is provided, and a potential of a predetermined region of the transistor is measured by measuring a reflected light intensity of a laser beam emitted from another surface of the semiconductor substrate. A plurality of source and drain regions adjacent to each other via the gate electrode or the insulating isolation region are interconnected by the metal wiring to form a potential monitor region having a predetermined area capable of receiving the laser beam and having the same potential; The transistor outside the potential monitor region, wherein the source region and the drain A region or a gate electrode is electrically connected to the potential monitor region, and a potential of the region to be measured for the potential is measured from a reflected light intensity of a laser beam applied to the potential monitor region, Semiconductor device.
【請求項3】半導体基板の一側表面に、ゲート電極によ
って分離されたソース領域及びドレイン領域を有するト
ランジスタが絶縁分離領域を介して複数形成され、前記
トランジスタの上層に前記ソース領域及びドレイン領域
の各々と接続された金属配線が配設され、 前記半導体基板の他側表面から照射されたレーザ光の反
射光強度を測定することによって、前記トランジスタの
所定の領域の電位が測定される半導体装置において、 前記ゲート電極、ソース領域又はドレイン領域以外の領
域に、前記レーザ光を受光できる所定の面積の拡散領域
を有する電位モニタ領域を形成し、 前記電位モニタ領域外の前記トランジスタであって、電
位測定の対象となるソース領域、ドレイン領域又はゲー
ト電極が前記電位モニタ領域と電気的に接続され、 前記電位モニタ領域に照射されたレーザ光の反射光強度
から前記電位測定の対象となる領域の電位が測定され
る、ことを特徴とする半導体装置。
3. A plurality of transistors having a source region and a drain region separated by a gate electrode are formed on one side surface of a semiconductor substrate via an insulating separation region, and the source and drain regions are formed above the transistor. In a semiconductor device, a metal wiring connected to each of the semiconductor substrates is provided, and a potential of a predetermined region of the transistor is measured by measuring a reflected light intensity of a laser beam emitted from another surface of the semiconductor substrate. Forming a potential monitor region having a diffusion region having a predetermined area capable of receiving the laser light in a region other than the gate electrode, the source region, or the drain region; The source region, the drain region or the gate electrode of the target is electrically connected to the potential monitor region, A semiconductor device, wherein a potential of a region to be measured for the potential is measured from a reflected light intensity of a laser beam applied to the potential monitoring region.
【請求項4】前記ソース領域、ドレイン領域及び電位モ
ニタ領域の表面に金属シリサイド層が形成され、 前記電位モニタ領域の金属シリサイド層が、前記ソース
領域又はドレイン領域の金属シリサイド層に比べ、半導
体とのシリサイド反応を抑えて形成され、 前記レーザ光が前記電位モニタ領域の前記金属シリサイ
ド層で反射される、ことを特徴とする請求項1乃至3の
いずれか一に記載の半導体装置。
4. A metal silicide layer is formed on surfaces of the source region, the drain region, and the potential monitor region, and the metal silicide layer of the potential monitor region is smaller than the metal silicide layer of the source region or the drain region. 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the laser light is reflected by the metal silicide layer in the potential monitoring region. 5.
【請求項5】前記電位モニタ領域の表面に金属シリサイ
ド層が形成されておらず、 前記レーザ光の入射方向から見て、前記電位モニタ領域
が前記金属配線で覆われ、前記レーザ光が前記金属配線
で反射される、ことを特徴とする請求項3記載の半導体
装置。
5. A metal silicide layer is not formed on the surface of the potential monitor region, and the potential monitor region is covered with the metal wiring when viewed from the direction of incidence of the laser light, and the laser light is 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the light is reflected by the wiring.
【請求項6】前記トランジスタの一部によりバッファ回
路又はインバータ回路が構成され、前記バッファ回路又
はインバータ回路の出力が前記電位モニタ領域と接続さ
れ、前記バッファ回路又はインバータ回路の入力が電位
測定個所となる前記トランジスタのソース領域、ドレイ
ン領域又はゲート電極のいずれかと接続される、ことを
特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の半導体
装置。
6. A buffer circuit or an inverter circuit is constituted by a part of the transistor, an output of the buffer circuit or the inverter circuit is connected to the potential monitor area, and an input of the buffer circuit or the inverter circuit is connected to a potential measuring point. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is connected to any one of a source region, a drain region, and a gate electrode of the transistor.
【請求項7】前記レーザ光を受光できる所定の面積が
0.5μm四方より大きい、ことを特徴とする前記請求
項1乃至6のいずれか一に記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein a predetermined area capable of receiving the laser beam is larger than 0.5 μm square.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006324443A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Nec Electronics Corp Semiconductor device and its manufacturing method, system and method for supporting design thereof, and method for verifying performance thereof

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