JP2602956B2 - Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 - Google Patents
Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法Info
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- JP2602956B2 JP2602956B2 JP1204848A JP20484889A JP2602956B2 JP 2602956 B2 JP2602956 B2 JP 2602956B2 JP 1204848 A JP1204848 A JP 1204848A JP 20484889 A JP20484889 A JP 20484889A JP 2602956 B2 JP2602956 B2 JP 2602956B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、CMOS−LSIから放出されるラッチアップに
起因する発光及びホットエレクトロンに起因する発光の
ような微小発光の位置及び種類を評価する方法に関する
ものである。
起因する発光及びホットエレクトロンに起因する発光の
ような微小発光の位置及び種類を評価する方法に関する
ものである。
（従来の技術） バルクCMOS構造に起因するラッチアップの電流パスを
評価する従来の方法として、赤外線サーモグラフ法、
液晶法、EBIC（Electron Beam Induced Current）
法、レーザ照射法等がある。これらの方法は、空間分
解能がよくないこと（、）、取扱いが複雑であるこ
と、ビームによる損傷を生じること（、）等のた
め、高分解能のラッチアップパスの正確な評価は困難で
あった。
評価する従来の方法として、赤外線サーモグラフ法、
液晶法、EBIC（Electron Beam Induced Current）
法、レーザ照射法等がある。これらの方法は、空間分
解能がよくないこと（、）、取扱いが複雑であるこ
と、ビームによる損傷を生じること（、）等のた
め、高分解能のラッチアップパスの正確な評価は困難で
あった。
最近、Khuranaらにより、ラッチアップ発光及びホッ
トエレクトロン発光の位置を検出するための装置の開発
が報告されている（1984 IEEE International Reliabil
ity Physics Symposium pp.122−127,1986 IEEE Intern
ational Reliability Physics Symposium PP.189−19
4）。この装置は、エミッション顕微鏡といわれてお
り、第４図に示すように、二次元光子計数撮像管と画像
処理装置で構成され、発光像を元のIC像と重ね合わせる
ことにより位置検出を行う機能を有し、LSIの故障解
析、設計のデバッキングツール等として有用であること
が示されている。
トエレクトロン発光の位置を検出するための装置の開発
が報告されている（1984 IEEE International Reliabil
ity Physics Symposium pp.122−127,1986 IEEE Intern
ational Reliability Physics Symposium PP.189−19
4）。この装置は、エミッション顕微鏡といわれてお
り、第４図に示すように、二次元光子計数撮像管と画像
処理装置で構成され、発光像を元のIC像と重ね合わせる
ことにより位置検出を行う機能を有し、LSIの故障解
析、設計のデバッキングツール等として有用であること
が示されている。
しかしながら、LSI内においては様々な原因で発光す
るので、上記のような従来の技術では、発光位置は検出
できるがその原因が何か明確に区別することはできず、
電源電流、レイアウト図との照合、繰り返しテストパタ
ーンと発光位置との対応付け等によって原因を推定する
外はなかった。
るので、上記のような従来の技術では、発光位置は検出
できるがその原因が何か明確に区別することはできず、
電源電流、レイアウト図との照合、繰り返しテストパタ
ーンと発光位置との対応付け等によって原因を推定する
外はなかった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的は、CMOS−LSIからの発光原因は主にホットエ
レクトロンに起因する発光及びラッチアップによる発光
であることに着目し、これらの微小発光の評価を行う方
法を提供することにある。
その目的は、CMOS−LSIからの発光原因は主にホットエ
レクトロンに起因する発光及びラッチアップによる発光
であることに着目し、これらの微小発光の評価を行う方
法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明のCMOS−LSIから放出される微小発光の位置及
び種類を評価する方法は、動作中のCMOS−LSIからの微
小発光について、少なくとも透過エネルギー1.5eV以下
のフィルタを通して得られる画像及び少なくとも透過エ
ネルギー1.8eV以上のフィルタを通して得られる画像を
画像処理し、透過エネルギー1.8eV以上のフィルタを通
して得られる画像をホットエレクトロン発光画像とし、
透過エネルギー1.5eV以下のフィルタを通して得られる
画像から前記ホットエレクトロン発光画像に対応する画
像を差し引いた画像をラッチアップ画像とすることを特
徴とする方法である。
び種類を評価する方法は、動作中のCMOS−LSIからの微
小発光について、少なくとも透過エネルギー1.5eV以下
のフィルタを通して得られる画像及び少なくとも透過エ
ネルギー1.8eV以上のフィルタを通して得られる画像を
画像処理し、透過エネルギー1.8eV以上のフィルタを通
して得られる画像をホットエレクトロン発光画像とし、
透過エネルギー1.5eV以下のフィルタを通して得られる
画像から前記ホットエレクトロン発光画像に対応する画
像を差し引いた画像をラッチアップ画像とすることを特
徴とする方法である。
このような本発明の方法によれば、CMOS構造半導体素
子から放出される微小発光がそのメカニズムに対応した
発光スペクトル特性を有することを利用し、異なる透過
エネルギーのフィルタを通して得られる発光像を比較す
ることにより、発光位置の決定及び発光原因の同定を行
うことができる。
子から放出される微小発光がそのメカニズムに対応した
発光スペクトル特性を有することを利用し、異なる透過
エネルギーのフィルタを通して得られる発光像を比較す
ることにより、発光位置の決定及び発光原因の同定を行
うことができる。
（発明の実施の形態） 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明のCMOS−LSIの微小発光評価方法を
実施するために用いる装置の一例のブロック図である。
第１図において、１はCMOS−LSIを固定するステージ、
２は微小領域拡大用顕微鏡、３は二次元光子計数撮像
管、４は画像処理装置、５は透過光エネルギー選択用フ
ィルタ、10は被測定用CMOS−LSIである。
実施するために用いる装置の一例のブロック図である。
第１図において、１はCMOS−LSIを固定するステージ、
２は微小領域拡大用顕微鏡、３は二次元光子計数撮像
管、４は画像処理装置、５は透過光エネルギー選択用フ
ィルタ、10は被測定用CMOS−LSIである。
CMOS−LSI10の微小発光領域を顕微鏡２で拡大し、透
過エネルギー1.5eV以下のフィルタ５を透過させること
により透過エネルギーを制限し、この透過エネルギーに
対する二次元発光分布を二次元光子計数撮像管３で検出
する。次に、フィルタ５を透過光エネルギー1.8eV以上
のフィルタ５′に換えて同様にこの透過エネルギーに対
する発光像を得、これらの発光像を画像処理装置４で比
較処理する。
過エネルギー1.5eV以下のフィルタ５を透過させること
により透過エネルギーを制限し、この透過エネルギーに
対する二次元発光分布を二次元光子計数撮像管３で検出
する。次に、フィルタ５を透過光エネルギー1.8eV以上
のフィルタ５′に換えて同様にこの透過エネルギーに対
する発光像を得、これらの発光像を画像処理装置４で比
較処理する。
シリコンCMOS−LSIにおけるMOS−FETのドレイン近傍
からのホットエレクトロン発光及びCMOSラッチアップか
らの発光のスペクトル特性を第２図に示す。ここで、ホ
ットエレクトロン発光の発光スペクトルは、ラッチアッ
プ発光のそれとは異なり、高エネルギー側でのテイルが
あるので、ホットエレクトロン発光像及びCMOSラッチア
ップからの発光像が共に観測される透過エネルギー（少
なくとも1.5eV以下）のフィルタＡを通した発光像ａ
と、ホットエレクトロン発光像のみが検出され、CMOSラ
ッチアップからの発光像は検出されない透過エネルギー
（少なくとも1.8eV以上）のフィルタＢを通した発光像
ｂとを、画像処理によって比較処理を行い、その差（ａ
像−ｂ像）を出力させる。この差の領域がラッチアップ
領域である。
からのホットエレクトロン発光及びCMOSラッチアップか
らの発光のスペクトル特性を第２図に示す。ここで、ホ
ットエレクトロン発光の発光スペクトルは、ラッチアッ
プ発光のそれとは異なり、高エネルギー側でのテイルが
あるので、ホットエレクトロン発光像及びCMOSラッチア
ップからの発光像が共に観測される透過エネルギー（少
なくとも1.5eV以下）のフィルタＡを通した発光像ａ
と、ホットエレクトロン発光像のみが検出され、CMOSラ
ッチアップからの発光像は検出されない透過エネルギー
（少なくとも1.8eV以上）のフィルタＢを通した発光像
ｂとを、画像処理によって比較処理を行い、その差（ａ
像−ｂ像）を出力させる。この差の領域がラッチアップ
領域である。
実施例を検証するため、低倍率（約100倍）で実測し
た結果を第３図に示す。第３図（ａ）は透過エネルギー
1.5eVのバンドパスフィルタを介した発光像、第３図
（ｂ）は透過エネルギー1.9eVのバンドパスフィルタを
介した発光像を示す。これらの二つの像を比較すること
により、第３図（ａ）の上部の発光がホットエレクトロ
ン発光であり、下部の発光がラッチアップ発光であるこ
とが分かる。そこで、この部分をさらに拡大して1000倍
程度の高倍率で評価し、ICパターン像と対比させたとこ
ろ、上部の発光がNMOS−FETのドレイン近傍からの発光
であり、下部の発光が寄生pnpn構造からの発光であるこ
とが判明した。
た結果を第３図に示す。第３図（ａ）は透過エネルギー
1.5eVのバンドパスフィルタを介した発光像、第３図
（ｂ）は透過エネルギー1.9eVのバンドパスフィルタを
介した発光像を示す。これらの二つの像を比較すること
により、第３図（ａ）の上部の発光がホットエレクトロ
ン発光であり、下部の発光がラッチアップ発光であるこ
とが分かる。そこで、この部分をさらに拡大して1000倍
程度の高倍率で評価し、ICパターン像と対比させたとこ
ろ、上部の発光がNMOS−FETのドレイン近傍からの発光
であり、下部の発光が寄生pnpn構造からの発光であるこ
とが判明した。
この実施例ではシリコンCMOS−LSIにおける微小発光
評価方法について述べたが、他のCMOS−LSIについても
同様に適用できることは勿論である。また、第１図の装
置のステージの代わりにウェハプローバを用いれば、ウ
ェハ段階での評価を行うこともできる。
評価方法について述べたが、他のCMOS−LSIについても
同様に適用できることは勿論である。また、第１図の装
置のステージの代わりにウェハプローバを用いれば、ウ
ェハ段階での評価を行うこともできる。
（発明の効果） 本発明のCMOS−LSIの微小発光評価方法によれば、LSI
内の素子から放出される光のエネルギーに対応する発光
像を測定することにより、その発光原因を知ることがで
きるという優れた効果を奏する。
内の素子から放出される光のエネルギーに対応する発光
像を測定することにより、その発光原因を知ることがで
きるという優れた効果を奏する。
第１図は本発明のCMOS−LSIの微小発光評価方法を実施
するための装置の一例を示すブロック図、 第２図はシリコンCMOS−LSIにおけるMOS−FETのドレイ
ン近傍からのホットエレクトロン発光及びCMOSラッチア
ップからの発光のスペクトル特性を示す図、 第３図（ａ）は透過エネルギー1.5eVのバンドパスフィ
ルタを介した発光像を示す図、 第３図（ｂ）は透過エネルギー1.9eVのバンドパスフィ
ルタを介した発光像を示す図、 第４図は従来技術を説明する図である。 １……CMOS−LSIを固定するステージ ２……微小領域拡大用顕微鏡 ３……二次元光子計数撮像管 ４……画像処理装置 ５、５′……透過エネルギー選択用フィルタ 10……被測定用CMOS−LSI
するための装置の一例を示すブロック図、 第２図はシリコンCMOS−LSIにおけるMOS−FETのドレイ
ン近傍からのホットエレクトロン発光及びCMOSラッチア
ップからの発光のスペクトル特性を示す図、 第３図（ａ）は透過エネルギー1.5eVのバンドパスフィ
ルタを介した発光像を示す図、 第３図（ｂ）は透過エネルギー1.9eVのバンドパスフィ
ルタを介した発光像を示す図、 第４図は従来技術を説明する図である。 １……CMOS−LSIを固定するステージ ２……微小領域拡大用顕微鏡 ３……二次元光子計数撮像管 ４……画像処理装置 ５、５′……透過エネルギー選択用フィルタ 10……被測定用CMOS−LSI
Claims (1)
- 【請求項１】動作中のCMOS−LSIからの微小発光につい
て、少なくとも透過エネルギー1.5eV以下のフィルタを
通して得られる画像及び少なくとも透過エネルギー1.8e
V以上のフィルタを通して得られる画像を画像処理し、
透過エネルギー1.8eV以上のフィルタを通して得られる
画像をホットエレクトロン発光画像とし、透過エネルギ
ー1.5eV以下のフィルタを通して得られる画像から前記
ホットエレクトロン発光画像に対応する画像を差し引い
た画像をラッチアップ画像とすることを特徴とするCMOS
−LSIの微小発光評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204848A JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204848A JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370153A JPH0370153A (ja) | 1991-03-26 |
| JP2602956B2 true JP2602956B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=16497396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1204848A Expired - Fee Related JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602956B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1204848A patent/JP2602956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0370153A (ja) | 1991-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |