JPH03211855A - コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびその製造方法Info
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- JPH03211855A JPH03211855A JP644190A JP644190A JPH03211855A JP H03211855 A JPH03211855 A JP H03211855A JP 644190 A JP644190 A JP 644190A JP 644190 A JP644190 A JP 644190A JP H03211855 A JPH03211855 A JP H03211855A
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Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コンタクトホール・エレクトロマイグレーシ
ョン試験デバイス、特に温度センサを備えるコンタクト
ホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよ
びその製造方法に関する。
ョン試験デバイス、特に温度センサを備えるコンタクト
ホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよ
びその製造方法に関する。
エレクトロマイグレーションの試験デバイス番＝ＶＬＳ
Ｉデバイスにおける導体の信顛性を評価するために用
いられている。ＶＬＳ Ｉデバイスにょいて、薄い導体
およびサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる電流
は、導体材料のマイグレーションを引き起こし、動作を
乱しデバイスを不Ｒにする原因となる。
Ｉデバイスにおける導体の信顛性を評価するために用
いられている。ＶＬＳ Ｉデバイスにょいて、薄い導体
およびサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる電流
は、導体材料のマイグレーションを引き起こし、動作を
乱しデバイスを不Ｒにする原因となる。
このようなエレクトロマイグレーション現象を調べるた
めに用いられるデバイスは、試験の進行を速めるために
、通常、高い温度で試験される。
めに用いられるデバイスは、試験の進行を速めるために
、通常、高い温度で試験される。
試験中のデバイスの温度は、導体材料のエレクトロマイ
クレージョン抵抗の決定およびデバイスの寿命の算出に
用いられる重要なパラメータである通常のエレクトロマ
イグレーション試験方法は試験デバイス周囲の空気の温
度、または試験デバイスが設けられている基板の温度を
監視している（Ｒ，Ｊ、 Ｄｕｌｎｉａｋ、 Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 Ｉ、ｅｔｔ、 ５４（１９８９）ρ１
２２９）。
クレージョン抵抗の決定およびデバイスの寿命の算出に
用いられる重要なパラメータである通常のエレクトロマ
イグレーション試験方法は試験デバイス周囲の空気の温
度、または試験デバイスが設けられている基板の温度を
監視している（Ｒ，Ｊ、 Ｄｕｌｎｉａｋ、 Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 Ｉ、ｅｔｔ、 ５４（１９８９）ρ１
２２９）。
コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験の
間にサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる大きな
電流は、コンタクトホール周囲のデバイス温度を、基板
温度よりも増大させる。したがって、空気または基板の
温度を単に検出しても、この温度により決定される、エ
レクトロマイグレーション抵抗およびデバイス寿命は、
デバイスの実際の試験状態を正確に反映していない。こ
のため良好な試験精度が得られないという問題点があっ
た。
間にサブミクロン幅のコンタクトホールを流れる大きな
電流は、コンタクトホール周囲のデバイス温度を、基板
温度よりも増大させる。したがって、空気または基板の
温度を単に検出しても、この温度により決定される、エ
レクトロマイグレーション抵抗およびデバイス寿命は、
デバイスの実際の試験状態を正確に反映していない。こ
のため良好な試験精度が得られないという問題点があっ
た。
本発明の目的は、このような問題点を解決し、コンタク
トホールの温度をその場測定可能とするコンタクトホー
ル・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびそ
の製造方法を提供することにある。
トホールの温度をその場測定可能とするコンタクトホー
ル・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびそ
の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明は、コンタクトホールを流れる電流による導体材
料のエレクトロマイグレーション現象を調べるコンタク
トホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスで
あって、 コンタクトホールの近傍に、熱電対として機能する２つ
の異なる導体からなる温度センサを備えコンタクトホー
ルの温度を、直接およびその場で測定することを可能に
したことを特徴とする。
料のエレクトロマイグレーション現象を調べるコンタク
トホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスで
あって、 コンタクトホールの近傍に、熱電対として機能する２つ
の異なる導体からなる温度センサを備えコンタクトホー
ルの温度を、直接およびその場で測定することを可能に
したことを特徴とする。
また、本発明のコンタクトホール・エレクトロマ・イグ
レーション試験デバイスの製造方法は、試験デバイスの
下部導体を形成し、この下部導体を第１の絶縁体で被覆
する工程と、 前記第１の絶縁体上に温度センサの第１の導体層を形成
し、続いてこの第１の導体層上に、温度センサの第２の
導体層を形成し、この第２の導体層上を第２の絶縁体で
被覆する工程と、前記第２の絶縁体、第２の導体層、第
１の導体層、第１の絶縁体をエツチングし、前記下部導
体に至るコンタクトホールを形成する工程と、コンタク
トホールの内部側壁に第３の絶縁体を形成する工程と、 コンタクトホールの内部および上部に、試験デバイスの
上部導体を形成する工程とを含むことを特徴とする。
レーション試験デバイスの製造方法は、試験デバイスの
下部導体を形成し、この下部導体を第１の絶縁体で被覆
する工程と、 前記第１の絶縁体上に温度センサの第１の導体層を形成
し、続いてこの第１の導体層上に、温度センサの第２の
導体層を形成し、この第２の導体層上を第２の絶縁体で
被覆する工程と、前記第２の絶縁体、第２の導体層、第
１の導体層、第１の絶縁体をエツチングし、前記下部導
体に至るコンタクトホールを形成する工程と、コンタク
トホールの内部側壁に第３の絶縁体を形成する工程と、 コンタクトホールの内部および上部に、試験デバイスの
上部導体を形成する工程とを含むことを特徴とする。
ＶＬＳ Ｉデバイスに、したがってエレクトロマイグレ
ーション試験に用いられる代表的な導体は、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金、シリコンまたはポリシリコ
ン、およびコンタクトホールに障壁層として用いられる
多種類の金属である。
ーション試験に用いられる代表的な導体は、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金、シリコンまたはポリシリコ
ン、およびコンタクトホールに障壁層として用いられる
多種類の金属である。
表１は、数種類の可能な熱電対、およびこれらの熱電対
の温度が１００″Ｃおよび２００’Ｃにそれぞれ上昇し
たときに発生ずるおおよその電圧を示している。２つの
温度の間における電圧差は、熱電対の感度を表す。
の温度が１００″Ｃおよび２００’Ｃにそれぞれ上昇し
たときに発生ずるおおよその電圧を示している。２つの
温度の間における電圧差は、熱電対の感度を表す。
２つの層間の電圧差を測定することによって、コンタク
トホールの実際の温度が決定できる。
トホールの実際の温度が決定できる。
表１によれば、熱電対の一方にシリコンまたはポリシリ
コンを用いると、２つの導体層の間において最大の電圧
差を生じることがわかる。
コンを用いると、２つの導体層の間において最大の電圧
差を生じることがわかる。
第１図は、本発明のコンタクトホール・エレクトロマイ
グレーション試験デバイスの一実施例の模式的断面図で
ある。
グレーション試験デバイスの一実施例の模式的断面図で
ある。
この試験デバイスは、試験デバイスのコンタクトホール
を通して接続される下部導体１と上部導体８と、コンタ
クトホールの近傍に設けられた第１の導体層３と第２の
導体層４とを有しており、第１の導体層３と第２の導体
層４とは熱電対を構成し、温度センサとして機能する。
を通して接続される下部導体１と上部導体８と、コンタ
クトホールの近傍に設けられた第１の導体層３と第２の
導体層４とを有しており、第１の導体層３と第２の導体
層４とは熱電対を構成し、温度センサとして機能する。
コンタクトボールの内部側壁は絶縁体７で覆われ、第１
の導体Ｎ３および第２の導体層４が上部導体８と短絡す
るのを防止している。
の導体Ｎ３および第２の導体層４が上部導体８と短絡す
るのを防止している。
このようなコンタクトホール・エレク１−ロマイグレー
ション試験デバイスによれば、コンタクトホール・エレ
クトロマイグレーション試験の際に、温度センサによっ
てコンタクトホールの温度を直接かつその場で測定する
ことができる。
ション試験デバイスによれば、コンタクトホール・エレ
クトロマイグレーション試験の際に、温度センサによっ
てコンタクトホールの温度を直接かつその場で測定する
ことができる。
次に、第１図の試験デバイスの製造方法を第２図を参照
しながら説明する。なお、第２図は製造工程の各段階で
の模式的断面図を示している。
しながら説明する。なお、第２図は製造工程の各段階で
の模式的断面図を示している。
まず第２図（ａ）に示すように、ＳｉＯ□からなる絶縁
体２上に、砒素がドープされたシリコンからなる、試験
デバイスの下部導体１を形成する。そして、この拡散層
である下部導体１をＳ ｉ Ｏ，からなる絶縁体２で覆
う。
体２上に、砒素がドープされたシリコンからなる、試験
デバイスの下部導体１を形成する。そして、この拡散層
である下部導体１をＳ ｉ Ｏ，からなる絶縁体２で覆
う。
次に第２図（ｂ）に示すように、ドープされたポリシリ
コンを温度センサの第１の導体層３としてデポジットし
、リソグラフィ技術を用いてエツチングし、ポリシリコ
ンパターンを形成する。
コンを温度センサの第１の導体層３としてデポジットし
、リソグラフィ技術を用いてエツチングし、ポリシリコ
ンパターンを形成する。
次に第２図（Ｃ）に示すように、ポリシリコンパターン
上に温度センサの第２の導体層４としてアルミニウムを
スパッタし、リソグラフィ技術を用いてアルミニウムパ
ターンを形成する。
上に温度センサの第２の導体層４としてアルミニウムを
スパッタし、リソグラフィ技術を用いてアルミニウムパ
ターンを形成する。
次に第２図（ｄ）に示すように、アルミニウムパターン
上に、５ｉｎ２からなる絶縁体５をデポジットする。
上に、５ｉｎ２からなる絶縁体５をデポジットする。
次に第２図（ｅ）に示すように、リソグラフィ技術を用
いて、上部ＳｉＯ□層５．アルミニウム層４゜ポリシリ
コンＪＩ３．および下部Ｓ ｉ Ｏｚ Ｎ ２をエツチ
ングして、下部導体ｌに至るコンタクトホール６を形成
する。
いて、上部ＳｉＯ□層５．アルミニウム層４゜ポリシリ
コンＪＩ３．および下部Ｓ ｉ Ｏｚ Ｎ ２をエツチ
ングして、下部導体ｌに至るコンタクトホール６を形成
する。
次に第２図（ｆ）に示すように、ＳｉＯ□の薄い層７を
、Ｓ ｉ ０２層５上およびコンタクトホール６の内部
にデポジットする。
、Ｓ ｉ ０２層５上およびコンタクトホール６の内部
にデポジットする。
次に第２図（（２）に示すように、コンタクトホール側
壁にＳｉＯ□層７をそのまま残して、コンタクトホール
６の底部およびＳｉｎ、層５上のＳｉ０ｇ層７をエッチ
バック（ｅｔｃｈｂａｃｋ）する。残されたＳｉＯ□層
は、コンタクトホール周囲にある温度センサの導体層３
，４がコンタクトホール内部にある試験デバイスの導体
と短絡するのを防止する。
壁にＳｉＯ□層７をそのまま残して、コンタクトホール
６の底部およびＳｉｎ、層５上のＳｉ０ｇ層７をエッチ
バック（ｅｔｃｈｂａｃｋ）する。残されたＳｉＯ□層
は、コンタクトホール周囲にある温度センサの導体層３
，４がコンタクトホール内部にある試験デバイスの導体
と短絡するのを防止する。
最後に、試験デバイスの下部導体１に接続されるように
コンタクトホール６の内部とＳｉＯ□層５上に、アルミ
ニウムからなる上部導体８をデポジットし、リソグラフ
ィ技術を用いてパターン形成して、第１図の構造の試験
デバイスを完成する。
コンタクトホール６の内部とＳｉＯ□層５上に、アルミ
ニウムからなる上部導体８をデポジットし、リソグラフ
ィ技術を用いてパターン形成して、第１図の構造の試験
デバイスを完成する。
本発明のコンタクトホール・エレクトロマイグレーショ
ン試験デバイスは、コンタクトホールの近傍に温度セン
サを有しているので、この温度センサが、エレクトロマ
イグレーション試験中のコンタクトホールの温度を有効
に検出し、これにより試験精度を増加することができる
。
ン試験デバイスは、コンタクトホールの近傍に温度セン
サを有しているので、この温度センサが、エレクトロマ
イグレーション試験中のコンタクトホールの温度を有効
に検出し、これにより試験精度を増加することができる
。
また本発明の製造方法によれば、コンタクトホールの近
傍に温度センサを有するコンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験デバイスを容易に製造することが
できる。
傍に温度センサを有するコンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験デバイスを容易に製造することが
できる。
第１図は本発明のコンタクトホールエレクトロマイグレ
ーション試験デバイスの一実施例の模式第２図は第１図
の試験デバイスの製造方法を説明するための各製造工程
での模式的断面図である。 １・・・・・試験デバイスの下部導体 ２．５．７・・・絶縁体 ３・・・・・温度センサの第１の導体層４・・・・・温
度センサの第２の導体層６ ・コンタク トホール
ーション試験デバイスの一実施例の模式第２図は第１図
の試験デバイスの製造方法を説明するための各製造工程
での模式的断面図である。 １・・・・・試験デバイスの下部導体 ２．５．７・・・絶縁体 ３・・・・・温度センサの第１の導体層４・・・・・温
度センサの第２の導体層６ ・コンタク トホール
Claims (2)
- （１）コンタクトホールを流れる電流による導体材料の
エレクトロマイグレーション現象を調べるコンタクトホ
ール・エレクトロマイグレーション試験デバイスであっ
て、 コンタクトホールの近傍に、熱電対として機能する２つ
の異なる導体からなる温度センサを備え、コンタクトホ
ールの温度を、直接およびその場で測定することを可能
にしたことを特徴とするコンタクトホール・エレクトロ
マイグレーション試験デバイス。 - （２）請求項１記載のコンタクトホール・エレクトロマ
イグレーション試験デバイスを製造する方法において、 試験デバイスの下部導体を形成し、この下部導体を第１
の絶縁体で被覆する工程と、 前記第１の絶縁体上に温度センサの第１の導体層を形成
し、続いてこの第１の導体層上に、温度センサの第２の
導体層を形成し、この第２の導体層上を第２の絶縁体で
被覆する工程と、 前記第２の絶縁体、第２の導体層、第１の導体層、第１
の絶縁体をエッチングし、前記下部導体に至るコンタク
トホールを形成する工程と、コンタクトホールの内部側
壁に第３の絶縁体を形成する工程と、 コンタクトホールの内部および上部に、試験デバイスの
上部導体を形成する工程とを含むことを特徴とするコン
タクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP644190A JP2867525B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP644190A JP2867525B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211855A true JPH03211855A (ja) | 1991-09-17 |
| JP2867525B2 JP2867525B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=11638490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP644190A Expired - Fee Related JP2867525B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | コンタクトホール・エレクトロマイグレーション試験デバイスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867525B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP644190A patent/JP2867525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2867525B2 (ja) | 1999-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |