JPH04330762A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
- Publication number
- JPH04330762A JPH04330762A JP2388091A JP2388091A JPH04330762A JP H04330762 A JPH04330762 A JP H04330762A JP 2388091 A JP2388091 A JP 2388091A JP 2388091 A JP2388091 A JP 2388091A JP H04330762 A JPH04330762 A JP H04330762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- emitter
- diffusion layer
- resistance
- semiconductor integrated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 38
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 5
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に関
し、特にコンタクト特性を検査するための構造に関する
。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuit devices, and more particularly to a structure for testing contact characteristics.
【0002】0002
【従来の技術】近年、半導体集積回路はますます高速化
,高集積化されてきている。そのためpn接合が浅接合
化されるとともに不純物拡散層平面寸法も縮小されてい
る。このような高性能化、高集積化された半導体集積回
路において、不純物拡散層と配線金属とのコンタクトを
歩留りが高く、信頼性を保証できるものにするため、様
々な構造のコンタクトが提案されている。例えば、不純
物拡散層と金属配線のコンタクトには、コンタクト抵抗
が小さくかつオーミック特性を持つこと、アロイスパイ
クのような接合破壊が発生しないような配線金属に対す
るバリア性があることが要求されている。このようなコ
ンタクト特性を実現するため、従来よりコンタクト部に
多層金属構造が取り入れられている。一例として、不純
物拡散層表面にオーミック性の向上を目的として白金シ
リサイドを代表とする金属シリサイド層を形成し、その
上に配線金属とのバリア性を維持するために窒化チタン
を代表とするバリア金属層を形成し、その上にアルミニ
ウムを代表とする配線金属を形成するという多層構造が
挙げられる。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have become faster and more highly integrated. Therefore, the pn junction is made shallower, and the plane dimension of the impurity diffusion layer is also reduced. In such high-performance, highly integrated semiconductor integrated circuits, various contact structures have been proposed to ensure high yield and reliability of the contact between the impurity diffusion layer and the wiring metal. There is. For example, a contact between an impurity diffusion layer and a metal wiring is required to have low contact resistance and ohmic characteristics, and to have barrier properties against the wiring metal such that junction breakdown does not occur as in the case of alloy spikes. In order to achieve such contact characteristics, a multilayer metal structure has conventionally been incorporated into the contact portion. As an example, a metal silicide layer, typically platinum silicide, is formed on the surface of the impurity diffusion layer for the purpose of improving ohmic properties, and a barrier metal layer, typically titanium nitride, is formed on top of the metal silicide layer to maintain barrier properties with the wiring metal. One example is a multilayer structure in which a layer is formed and a wiring metal, typically aluminum, is formed on the layer.
【0003】そして、このようなコンタクト部の電気的
特性を製造工程途中あるいはウェハープロセス完了後に
検査する手段として、従来より不純物拡散層と配線金属
をコンタクトを介して鎖状に接続し、抵抗値を測定する
という方法が一般的に行われている。[0003] As a means of inspecting the electrical characteristics of such a contact portion during the manufacturing process or after the completion of the wafer process, conventionally the impurity diffusion layer and the wiring metal are connected in a chain via a contact, and the resistance value is determined. A commonly used method is to measure.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】前述したようにコンタ
クト部が多層構造になり、かつ高集積化のためコンタク
ト寸法が小さくなると、シリサイド層とバリア金属層の
界面あるいはバリア金属層と配線金属層の界面に僅かな
絶縁物層が存在してもコンタクト導通不良となり得る。
一方、前述した−導電型不純物拡散層と配線金属をコン
タクトを介して鎖状に接続したパターンによる検査手段
では必ず不純物拡散層の抵抗を含むことになるが、一般
に半導体集積回路の不純物拡散層のシート抵抗は 10
0Ω/□〜数KΩ/□の範囲にあるのに対し、コンタク
ト抵抗は数Ωのオーダーであり、コンタクト抵抗の変動
を検出する感度が高いとは言えない。更に、不純物拡散
層はリソグラフィーによる寸法バラツキ等により許容誤
差を考慮する必要があり、コンタクト抵抗の変動がこれ
に吸収されてしまい、コンタクト抵抗の変動を見過ごす
恐れがあり、半導体集積回路の信頼性に重大な影響を及
ぼすことにもなる。本発明の目的はコンタクト抵抗の変
動を高精度で測定することを可能とした半導体集積回路
を提供することにある。[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, when the contact portion becomes a multilayer structure and the contact dimensions become smaller due to higher integration, the interface between the silicide layer and the barrier metal layer or between the barrier metal layer and the wiring metal layer becomes Even the presence of a small amount of insulating layer at the interface can result in poor contact conduction. On the other hand, the above-mentioned inspection method using a pattern in which a conductivity type impurity diffusion layer and a wiring metal are connected in a chain via a contact always includes the resistance of the impurity diffusion layer, but generally the resistance of the impurity diffusion layer of a semiconductor integrated circuit is included. Sheet resistance is 10
The contact resistance is in the range of 0Ω/□ to several KΩ/□, whereas the contact resistance is on the order of several Ω, and it cannot be said that the sensitivity for detecting fluctuations in contact resistance is high. Furthermore, it is necessary to consider the tolerance of the impurity diffusion layer due to dimensional variations due to lithography, etc., and variations in contact resistance may be absorbed by this, leading to the risk of overlooking variations in contact resistance, which may affect the reliability of semiconductor integrated circuits. It will also have a significant impact. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that allows variation in contact resistance to be measured with high precision.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、エミッタ拡散層上に形成するエミッタコンタクトを
、コンタクト特性を検査するためのコンタクトと同一寸
法、同一形状に形成し、かつエミッタ拡散層の平面寸法
を前記エミッタコンタクトの寸法に対して充分大きく形
成している。[Means for Solving the Problems] In the semiconductor integrated circuit of the present invention, an emitter contact formed on an emitter diffusion layer is formed in the same size and shape as a contact for testing contact characteristics, and the emitter contact is formed on the emitter diffusion layer. The planar dimensions of the emitter contact are made sufficiently larger than those of the emitter contact.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば、エミッタ抵抗を測定すること
で、所要のコンタクト抵抗を測定して検査することが可
能となり、高精度にコンタクト抵抗の検査が実現できる
。According to the present invention, by measuring the emitter resistance, it is possible to measure and test the required contact resistance, and it is possible to test the contact resistance with high accuracy.
【0007】[0007]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例を示しており、同図(a
)は平面図を、同図(b)は同図(a)のA−A線に沿
う断面図を夫々示している。図示のように半導体集積回
路に設けられるバイポーラトランジスタは半導体基板1
の表面部にコレクタ埋込層2を形成し、この上にエピタ
キシャル層3を成長し、かつこのエピタキシャル層3を
LOCOS酸化膜4で分離して素子領域を画成している
。そして、エピタキシャル層3にはベース拡散層5、コ
レクタ拡散層6、グラフトベース拡散層7を形成し、又
ベース拡散層5にはエミッタ拡散層8を形成し、その上
で全面に絶縁膜9を形成し、前記各拡散層に対してエミ
ッタコンタクト10、ベースコンタクト11、コレクタ
コンタクト12を開口している。これらコンタクト10
,11,12にはシリサイド層13、バリヤメタル14
を形成し、これらを介して配線金属15を接続し、探針
パッド16に接続させている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
) shows a plan view, and figure (b) shows a cross-sectional view taken along line A-A in figure (a). As shown in the figure, a bipolar transistor provided in a semiconductor integrated circuit is a semiconductor substrate 1.
A collector buried layer 2 is formed on the surface of the semiconductor device, an epitaxial layer 3 is grown thereon, and the epitaxial layer 3 is separated by a LOCOS oxide film 4 to define an element region. Then, a base diffusion layer 5, a collector diffusion layer 6, and a graft base diffusion layer 7 are formed in the epitaxial layer 3, an emitter diffusion layer 8 is formed in the base diffusion layer 5, and an insulating film 9 is formed on the entire surface. An emitter contact 10, a base contact 11, and a collector contact 12 are opened to each of the diffusion layers. These contacts 10
, 11, 12 have a silicide layer 13 and a barrier metal 14.
are formed, and a wiring metal 15 is connected to the probe pad 16 via these.
【0008】ここで、この半導体集積回路において検査
すべきコンタクトとしてエミッタコンタクト10を利用
し、このエミッタコンタクト10を検査対象としてのコ
ンタクトと同一寸法、同一形状に形成するとともに、こ
のエミッタコンタクト10が設けられるエミッタ拡散層
8は、その平面寸法をコンタクト寸法に比較して十分大
きくしておき、コンタクトが平坦な面に開口されるよう
にしておく。このように、エミッタコンタクト10の寸
法に対してエミッタ拡散層8の平面寸法を充分大きくす
ることにより、エミッタ抵抗の拡散層における抵抗成分
の変動はリソグラフィーの寸法誤差による影響は極めて
小さくなる。又、深さ方向については一般にバイポーラ
トランジスタのエミッタは十分に精度良く形成されるた
め大きく変動することはない。更に、エミッタ抵抗を構
成する成分の70〜80%はコンタクト抵抗成分と考え
て良い。したがって、このエミッタコンタクト10を利
用してエミッタ抵抗を測定し、かつこの測定値を評価す
ることにより、この半導体集積回路におけるコンタクト
抵抗の変動を精度良く検査することが可能となる。Here, the emitter contact 10 is used as a contact to be inspected in this semiconductor integrated circuit, and this emitter contact 10 is formed to have the same dimensions and the same shape as the contact to be inspected. The planar dimension of the emitter diffusion layer 8 is made sufficiently larger than the contact dimension so that the contact is opened in a flat surface. In this way, by making the planar dimensions of the emitter diffusion layer 8 sufficiently larger than the dimensions of the emitter contact 10, the influence of dimensional errors in lithography on fluctuations in the resistance component of the emitter resistance in the diffusion layer becomes extremely small. In addition, in the depth direction, the emitter of a bipolar transistor is generally formed with sufficient precision, so there is no large variation in the depth direction. Furthermore, 70 to 80% of the components constituting the emitter resistance can be considered to be contact resistance components. Therefore, by measuring the emitter resistance using the emitter contact 10 and evaluating the measured value, it is possible to accurately inspect the variation in contact resistance in this semiconductor integrated circuit.
【0009】尚、エミッタ抵抗の検査方法としては図2
に示すように、コレクタをオープンにした状態でベース
電流Ib を流すと、コレクタ端子の電位VC はVC
=ΔVCE+re Ib
と表される。ここでΔVCE=一定とみなせる条件では
re =ΔVC /ΔIb
で与えられる。FIG. 2 shows a method for testing emitter resistance.
As shown in , when base current Ib flows with the collector open, the potential VC at the collector terminal becomes VC
It is expressed as =ΔVCE+re Ib. Here, under conditions where ΔVCE can be regarded as constant, re = ΔVC /ΔIb.
【0010】図3は本発明の第2の実施例を示す平面図
である。この実施例では同一のバイポーラトランジスタ
のエミッタ拡散層8に対して複数個の異なる寸法、形状
のコンタクト10A,10Bを形成し、それぞれを探針
パッド16に接続している。この構成によれば、1個の
エミッタ拡散層を利用して複数個(2個)の異なる形状
のコンタクトの検査が実現できる。又、この例ではコン
タクト形状の差によるコンタクト抵抗の相対値を精度良
く比較できるという利点も有する。FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of contacts 10A and 10B of different sizes and shapes are formed on the emitter diffusion layer 8 of the same bipolar transistor, and each contact is connected to a probe pad 16. According to this configuration, it is possible to inspect a plurality of (two) contacts of different shapes using one emitter diffusion layer. This example also has the advantage that relative values of contact resistance due to differences in contact shape can be compared with high accuracy.
【0011】因みに、従来のバイポーラトランジスタに
おけるエミッタ拡散層のシート抵抗ρS を100 Ω
/□、エミッタ拡散層寸法W(拡散層幅)を5μm、コ
ンタクト間の寸法Lを5μmとし、リソグラフィ及びエ
ッチング工程での寸法変動ΔWとΔLを夫々±0.5
μmと過程したとき、コンタクト抵抗RC が5Ωであ
れば、このバイポーラトランジスタの2個のコンタクト
と1個の拡散層の直列抵抗は最大で132 Ω、最小で
91.8Ωとなり、コンタクト抵抗RC が一定にもか
かわらず30%の差が生じてしまう。これに対し、本発
明ではエミッタ拡散層寸法Wを充分大きくとることでエ
ミッタ拡散層深さ及び不純物濃度のばらつきによる誤差
は極めて小さく、抵抗成分では10%以下である。更に
、測定値のうち拡散層に起因する成分は1個のコンタク
トに対し拡散層を大きくとることにより3Ω程度にまで
小さくできるため、測定値はコンタクト抵抗RC を5
Ωとすると、最大で8.3 Ω、最小で7.7 Ωとな
り、7.8 %程度の差に抑えられる。Incidentally, the sheet resistance ρS of the emitter diffusion layer in a conventional bipolar transistor is 100 Ω.
/□, the emitter diffusion layer dimension W (diffusion layer width) is 5 μm, the dimension L between contacts is 5 μm, and the dimensional fluctuations ΔW and ΔL in the lithography and etching processes are ±0.5, respectively.
μm, if the contact resistance RC is 5Ω, the maximum series resistance of the two contacts and one diffusion layer of this bipolar transistor is 132Ω and the minimum is 91.8Ω, and the contact resistance RC is constant. Despite this, there is a difference of 30%. In contrast, in the present invention, by making the emitter diffusion layer dimension W sufficiently large, the error due to variations in the emitter diffusion layer depth and impurity concentration is extremely small, and is less than 10% in the resistance component. Furthermore, the component of the measured value due to the diffusion layer can be reduced to about 3Ω by making the diffusion layer large for one contact, so the measured value is based on the contact resistance RC of 5Ω.
Assuming Ω, the maximum is 8.3 Ω and the minimum is 7.7 Ω, so the difference can be suppressed to about 7.8%.
【0012】0012
【発明の効果】以上説明したように本発明は、検査する
コンタクトと同一寸法、同一形状のコンタクトをエミッ
タ拡散層に形成し、かつエミッタ拡散層の寸法をコンタ
クトの寸法に対して充分に大きく形成しているので、そ
のエミッタ抵抗を測定することでコンタクトの検査が実
現でき、リソグラフィの寸法ばらつき等によるコンタク
ト抵抗の変動に関わらずコンタクト抵抗を高精度に検査
することができる効果がある。As explained above, the present invention forms a contact having the same size and shape as the contact to be inspected in the emitter diffusion layer, and also forms the emitter diffusion layer sufficiently larger than the contact. Therefore, the contact can be inspected by measuring the emitter resistance, and the contact resistance can be inspected with high precision regardless of the variation in the contact resistance due to dimensional variations in lithography.
【図1】本発明の第1実施例を示し、(a)は平面図、
(b)はそのA−A線断面図である。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, (a) is a plan view;
(b) is a sectional view taken along the line A-A.
【図2】エミッタ抵抗を測定する方法を説明するための
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a method of measuring emitter resistance.
【図3】本発明の第2実施例の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a second embodiment of the invention.
5 ベース拡散層
6 コレクタ拡散層
7 グラフトベース拡散層
8 エミッタ拡散層
10,10A,10B エミッタコンタクト13
シリサイド
14 バリヤメタル
15 配線金属5 Base diffusion layer 6 Collector diffusion layer 7 Graft base diffusion layer 8 Emitter diffusion layer 10, 10A, 10B Emitter contact 13
Silicide 14 Barrier metal 15 Wiring metal
Claims (1)
体集積回路において、エミッタ拡散層上に形成するエミ
ッタコンタクトをコンタクト特性を検査するためのコン
タクトと同一寸法、同一形状に形成し、かつエミッタ拡
散層の平面寸法を前記エミッタコンタクトの寸法に対し
て充分大きく形成したことを特徴とする半導体集積回路
。1. In a semiconductor integrated circuit including a bipolar transistor, an emitter contact formed on an emitter diffusion layer is formed in the same size and shape as a contact for testing contact characteristics, and the planar dimensions of the emitter diffusion layer are A semiconductor integrated circuit characterized in that the emitter contact is formed sufficiently large in size relative to the size of the emitter contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2388091A JPH04330762A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2388091A JPH04330762A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04330762A true JPH04330762A (en) | 1992-11-18 |
Family
ID=12122768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2388091A Pending JPH04330762A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04330762A (en) |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP2388091A patent/JPH04330762A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3808527A (en) | Alignment determining system | |
EP0352940B1 (en) | Method of measuring specific contact resistivity of self-aligned contacts in integrated circuits | |
US5347226A (en) | Array spreading resistance probe (ASRP) method for profile extraction from semiconductor chips of cellular construction | |
US6770906B2 (en) | Semiconductor reliability test chip | |
US4918377A (en) | Integrated circuit reliability testing | |
US7105856B1 (en) | Test key having a chain circuit and a kelvin structure | |
US6288453B1 (en) | Alignment of openings in semiconductor fabrication | |
US7688083B2 (en) | Analogue measurement of alignment between layers of a semiconductor device | |
CN110335861B (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2718380B2 (en) | Semiconductor device electrical characteristics inspection pattern and inspection method | |
US3650020A (en) | Method of monitoring semiconductor device fabrication | |
US6383827B1 (en) | Electrical alignment test structure using local interconnect ladder resistor | |
US7084427B2 (en) | Systems and methods for overlay shift determination | |
US3304594A (en) | Method of making integrated circuit by controlled process | |
CN205723527U (en) | Reliability testing structure | |
JPH04330762A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US6828647B2 (en) | Structure for determining edges of regions in a semiconductor wafer | |
JPH0531307B2 (en) | ||
JP2002141474A (en) | Planar semiconductor chip, testing method therefor and semiconductor wafer | |
KR100607766B1 (en) | Probe needle structure of probe card for testing semiconductor device and method for fabricating probe needle | |
JP4087289B2 (en) | Semiconductor device and inspection method thereof | |
KR0179172B1 (en) | Test method using test pattern | |
JPH01225138A (en) | Short-circuit monitor for semiconductor integrated circuit device | |
JPH1074811A (en) | Method of evaluating semiconductor device | |
JP2000223543A (en) | Field pattern defect detection method in semiconductor production process |