JPH05340978A - コンタクト抵抗の測定用装置 - Google Patents

コンタクト抵抗の測定用装置

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JPH05340978A
JPH05340978A JP15040692A JP15040692A JPH05340978A JP H05340978 A JPH05340978 A JP H05340978A JP 15040692 A JP15040692 A JP 15040692A JP 15040692 A JP15040692 A JP 15040692A JP H05340978 A JPH05340978 A JP H05340978A
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JP
Japan
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metal layer
contact
contact hole
contact resistance
resistance
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Withdrawn
Application number
JP15040692A
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English (en)
Inventor
Yukio Ido
幸夫 井土
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンタクト抵抗の測定用装置に関し、極めて
簡単な構成で、コンタクト・ホール内の異種金属コンタ
クト界面に於ける電流分布を均一にすることを可能と
し、高い精度で正確なコンタクト抵抗を測定できるよう
にしようとする。 【構成】 基板11上の低抵抗金属層13及びその上に
在ってコンタクト・ホール14Aをもつ絶縁膜14、絶
縁膜14上に在ってコンタクト・ホール14Aを介し金
属層13とコンタクトするコンタクト抵抗を測定すべき
金属層15、金属層15を覆い且つコンタクト・ホール
14Aの直上に位置するコンタクト・ホール16A及び
絶縁膜14を貫通すると金属層13が表出されるコンタ
クト・ホール16Bをもつ絶縁膜16、コンタクト・ホ
ール16Aを介し金属層15とコンタクトするコンタク
ト抵抗を測定すべき金属電極17、コンタクト・ホール
16Bを介し金属層13とコンタクトする電流の流出側
金属電極18を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異種金属間のコンタク
ト抵抗を高精度で測定するのに好適な構成を有するコン
タクト抵抗の測定用装置に関する。一般に、半導体素子
の微細化に伴って、その半導体素子と外部配線との間の
コンタクト部分に関する微細化も大きく進展している。
【0002】コンタクト部分が微細化された場合、異種
金属間のコンタクト抵抗は出来る限り小さなものにしな
ければならず、そして、そのようなコンタクト系の開発
をするには、前記コンタクト抵抗を高い精度で測定する
方法が確立されなければならない。
【0003】
【従来の技術】図9は従来から用いられてきたコンタク
ト抵抗の測定用装置を解説する為の要部切断側面図であ
る。図に於いて、1はシリコン基板、2はSiO2 から
なる絶縁膜、3はコンタクト抵抗の測定を必要とする金
属膜、4はSiO2 からなる絶縁膜、5はコンタクト抵
抗の測定を必要とする金属電極、6は電流の流出側金属
電極をそれぞれ示している。
【0004】この測定用装置では、図に矢印で示してあ
るように、金属電極5から金属膜3を介して金属電極6
に対して電流を流すことでコンタクト抵抗の測定を行
う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図9に見られる測定用
装置は、半導体装置で謂うプレーナ型になっていること
から、金属電極6に向かって流れる電流は、金属電極5
の直下に於ける金属膜3内に於いて、直角に方向を変え
なければならない。従って、金属膜3と金属電極5とが
コンタクトしている界面に於ける電流分布は、付記して
ある線図に見られるように不均一となる。
【0006】線図に於いては、縦軸に電流密度〔A/c
2 〕を、そして、横軸にはコンタクト・ホールに依っ
て画定された金属膜3と金属電極5との界面をそれぞれ
採ってある。図の特性線から明らかなように、界面に於
ける電流密度は、金属電極6に近い側では高く、反対側
は低くなっている。従って、これでは、正確なコンタク
ト抵抗の値を得ることはできない。
【0007】本発明は、極めて簡単な構成に依って、コ
ンタクト・ホール内の異種金属コンタクト界面に於ける
電流分布を均一にすることを可能とし、高い精度で正確
なコンタクト抵抗を測定できるようにしようとする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、コンタクト
抵抗を測定する為の電流が流れる方向を曲げないような
構成を採ることが基本になっている。
【0009】即ち、本発明に依るコンタクト抵抗の測定
用装置に於いては、 (1)基板(例えばn型シリコン半導体基板11)上に
第一の絶縁膜(例えばSiO 2 からなる絶縁膜12)を
介して形成された抵抗率が低い金属層(例えばWSi 2
からなる低抵抗金属層13)及びその抵抗率が低い金属
層上に形成され第一のコンタクト・ホール(例えばコン
タクト・ホール14A)を有する第二の絶縁膜(例えば
SiO2 からなる絶縁膜14)と、前記第二の絶縁膜上
に形成され且つ前記第一のコンタクト・ホールを介して
前記抵抗率が低い金属層とコンタクトするコンタクト抵
抗を測定すべき金属層(例えば多結晶シリコンからなる
コンタクト抵抗を測定すべき金属層15)と、前記コン
タクト抵抗を測定すべき金属層を覆い且つ前記第一のコ
ンタクト・ホールの直上に位置する第二コンタクト・ホ
ール(例えばコンタクト・ホール16A)及び最終的に
前記第二の絶縁膜を貫通した場合に前記抵抗率が低い金
属層の一部表面が露出する第三のコンタクト・ホール
(例えばコンタクト・ホール16B)をもつ第三の絶縁
膜(例えばSiO2 からなる絶縁膜16)と、前記第二
のコンタクト・ホールを介して前記コンタクト抵抗を測
定すべき金属層とコンタクトするコンタクト抵抗を測定
すべき金属電極(例えばAlからなるコンタクト抵抗を
測定すべき金属電極17)と、前記第三のコンタクト・
ホールを介して前記抵抗率が低い金属層とコンタクトす
る電流の流出側金属電極(例えばAlからなる電流の流
出側金属電極18)とを備えてなることを特徴とする
か、或いは、
【0010】(2)前記(1)に於いて、基板上に第一
の絶縁膜を介して形成された抵抗率が低い金属層の一部
が第二の絶縁膜に形成された第一のコンタクト・ホール
内を埋めて表面が同一面をなすように突出(例えば突出
部分13A)してなることを特徴とする。
【0011】
【作用】前記手段を採ることに依り、金属電極17と金
属層15とのコンタクト界面、並びに、金属層15と低
抵抗金属層13とのコンタクト界面に於ける電位は分布
を生ずることなく一定値でフラットになり、それら界面
及び金属層15を流れる電流は方向を変えることなく、
均一な分布でながれる。従って、測定対象となるコンタ
クト・ホール16Aに於けるコンタクト界面の電流密度
は一様であって、高い精度で正確にコンタクト抵抗の値
を評価することができ、電極・配線コンタクト部分の微
細化、延いては、半導体素子の微細化に大きく貢献する
ことができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明実施例を解説する為のコンタク
ト抵抗の測定用装置を表す要部切断側面図である。図に
於いて、11は例えばn型であるシリコン半導体基板、
12はSiO2 からなる絶縁膜、13は例えばWSi2
からなる低抵抗金属層、14はSiO2 からなる絶縁
膜、14Aはコンタクト・ホール、15は例えば多結晶
シリコンからなるコンタクト抵抗を測定すべき金属層、
15Aはコンタクト抵抗を測定すべき界面、16はSi
2 からなる絶縁膜、16Aはコンタクト・ホール、1
7は例えばAlからなるコンタクト抵抗を測定すべき金
属電極、18は例えばAlからなる電流の流出側金属電
極、19は金属層15の電圧測定用金属電極をそれぞれ
示している。尚、シリコン半導体基板11の導電型はp
型であっても良い。
【0013】本実施例に於いては、金属層15と金属電
極17とをコンタクトさせる為のコンタクト・ホール1
6Aの直下に低抵抗金属層13に電流を流出させる為の
コンタクト・ホール14Aが形成されている。従って、
金属電極17に流し込まれた電流は、界面15Aと直交
して流れ、且つ、そのまま真下に流れ、コンタクト・ホ
ール14Aを介して低抵抗金属層13に流入する。
【0014】このようなことから、界面15Aから金属
層15を介してコンタクト・ホール14Aに流れる電流
の密度には分布を生ずることなく、付記した線図に見ら
れるように、略、平坦化される。従って、コンタクト抵
抗は高い精度で正確に測定することが可能である。
【0015】図示例に於いては、低抵抗金属層13にW
Si2 を用いたが、これは、例えばTaSi2 など高耐
熱性金属からなる層に代替することができ、また、多結
晶シリコンからなる金属層15やAlからなる金属電極
17は、コンタクト抵抗を測定することが必要な材料に
適宜変更することは云うまでもない。図2乃至図7は図
1に見られる実施例を製造する工程を解説する為の工程
要所に於ける測定用装置の要部切断側面図であり、以
下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、図1に於い
て用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味
を持つものとする。
【0016】図2参照 2−(1) 化学気相堆積(chemical vapor dep
osition:CVD)法を適用することに依り、n
型シリコン半導体基板11上に厚さ例えば50〔nm〕
のSiO2 からなる絶縁膜12を形成する。 2−(2) 同じくCVD法を適用することに依り、絶縁膜12上に
厚さ例えば0.38〔μm〕のWSi2 からなる低抵抗
金属層13を形成する。
【0017】図3参照 3−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば50〔n
m〕のSiO2 からなる絶縁膜14を形成する。 3−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスをCCl4 とする反応性イオン・エッ
チング(reactive ion etching:
RIE)法を適用することに依り、絶縁膜14の選択的
エッチングを行ってコンタクト・ホール14Aを形成す
る。
【0018】図4参照 4−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば0.38
〔μm〕のn+ −多結晶シリコンからなるコンタクト抵
抗を測定すべき金属層15を形成する。 4−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチャントを(HNO3 +HF)ベースのシリコン・
エッチング液とするウエット・エッチング法を適用する
ことに依り、金属層15のパターニングを行う。
【0019】図5参照 5−(1) CVD法を適用することに依り、金属層15上での厚さ
が0.1〔μm〕であるSiO2 からなる絶縁膜16を
形成する。
【0020】図6参照 6−(1) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスをCCl4 とするRIE法とエッチャ
ントをフッ化水素酸とするウエット・エッチング法を併
用することに依り、絶縁膜16の選択的エッチングを行
ってコンタクト・ホール16A,16B,16Cを形成
する。尚、コンタクト・ホール16Bは電流の流出側金
属電極18を形成する為のものであり、また、コンタク
ト・ホール16Cは電圧測定用金属電極19を形成する
為のものであることは云うまでもない。
【0021】ここで、コンタクト・ホール16Aは、さ
きに絶縁膜14に形成したコンタクト・ホール14Aと
位置合わせし、その直上に形成しなければならない。ま
た、RIE法とウエット・エッチング法を併用する理由
は、RIE法をエッチングの最終段階まで適用し、金属
層15の表面をイオンで叩いてダメージを与えることに
起因する問題を回避する為である。
【0022】図7参照 7−(1) CVD法を適用することに依って、厚さ例えば0.6
〔μm〕のAl膜を形成する。
【0023】7−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスを例えばCCl4 系ガスとするRIE
法を適用することに依り、工程7−(1)で形成したA
l膜のパターニングを行って、コンタクト抵抗を測定す
べき金属電極17、電流の流出側金属電極18、電圧測
定用金属電極19をそれぞれ形成する。このようにして
得られるコンタクト抵抗の測定用装置は、前記説明した
工程からも明らかなように、通常の集積回路装置の製造
工程を利用して作成することができ、従って、集積回路
装置と同じウエハに搭載することは容易である。
【0024】図8は本発明に於ける他の実施例を解説す
る為のコンタクト抵抗の測定用装置を表す要部切断側面
図であり、図1乃至図7に於いて用いた記号と同記号は
同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。図8
に見られる実施例が図1に見られる実施例と相違すると
ころは、低抵抗金属層13がコンタクト・ホール14A
を埋める突出部分13Aをもち、その表面が絶縁膜14
の表面と同一面をなしていることである。
【0025】図8に見られる構造のコンタクト抵抗の測
定用装置を製造することは極めて容易であり、例えば、
低抵抗金属層13をリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチング・ガスを例えばCCl4
系ガスとするRIE法を適用することに依り、突出部分
13Aが残るように周辺全域をエッチングすることで除
去し、次いで、全面を覆うように絶縁膜14を形成して
からエッチ・バックを行って突出部分13Aの頂面が表
出された段階で停止し、その後は、図2乃至図7につい
て説明した工程と同じ工程を採って完成させれば良い。
本実施例も図1について説明した実施例と同じ効果を奏
することは云うまでもない。
【0026】
【発明の効果】本発明に依るコンタクト抵抗の測定用装
置では、低抵抗金属層13及びその上に形成されるコン
タクト・ホール14Aを有する絶縁膜14と、絶縁膜1
4上に形成され且つコンタクト・ホール14Aを介して
低抵抗金属層13とコンタクトする金属層15と、金属
層15を覆い且つコンタクト・ホール14Aの直上に位
置するコンタクト・ホール16A及び最終的に絶縁膜1
4を貫通した場合に低抵抗金属層13の一部表面が露出
するコンタクト・ホール16Bをもつ絶縁膜16と、コ
ンタクト・ホール16Aを介して金属層15とコンタク
トする金属電極17と、コンタクト・ホール16Bを介
して低抵抗金属層13とコンタクトする電流の流出側金
属電極18とを備えている。
【0027】前記構成を採ることに依り、金属電極17
と金属層15とのコンタクト界面、並びに、金属層15
と低抵抗金属層13とのコンタクト界面に於ける電位は
分布を生ずることなく一定値でフラットになり、それら
界面及び金属層15を流れる電流は方向を変えることな
く、均一な分布でながれる。従って、測定対象となるコ
ンタクト・ホール16Aに於けるコンタクト界面の電流
密度は一様であって、高い精度で正確にコンタクト抵抗
の値を評価することができ、電極・配線コンタクト部分
の微細化、延いては、半導体素子の微細化に大きく貢献
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例を解説する為のコンタクト抵抗
の測定用装置を表す要部切断側面図である。
【図2】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図3】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図4】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図5】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図6】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図7】図1に見られる実施例を製造する工程を解説す
る為の工程要所に於ける測定用装置の要部切断側面図で
ある。
【図8】本発明に於ける他の実施例を解説する為のコン
タクト抵抗の測定用装置を表す要部切断側面図である。
【図9】従来から用いられてきたコンタクト抵抗の測定
用装置を解説する為の要部切断側面図である。
【符号の説明】
11 例えばn型であるシリコン半導体基板 12 SiO2 からなる絶縁膜 13 例えばWSi2 からなる低抵抗金属層 14 SiO2 からなる絶縁膜 14A コンタクト・ホール 15 例えば多結晶シリコンからなるコンタクト抵抗を
測定すべき金属層 15A コンタクト抵抗を測定すべき界面 16 SiO2 からなる絶縁膜 16A コンタクト・ホール 17 例えばAlからなるコンタクト抵抗を測定すべき
金属電極 18 例えばAlからなる電流の流出側金属電極 19 金属層15の電圧測定用金属電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に第一の絶縁膜を介して形成された
    抵抗率が低い金属層及びその抵抗率が低い金属層上に形
    成され第一のコンタクト・ホールを有する第二の絶縁膜
    と、 前記第二の絶縁膜上に形成され且つ前記第一のコンタク
    ト・ホールを介して前記抵抗率が低い金属層とコンタク
    トするコンタクト抵抗を測定すべき金属層と、 前記コンタクト抵抗を測定すべき金属層を覆い且つ前記
    第一のコンタクト・ホールの直上に位置する第二コンタ
    クト・ホール及び最終的に前記第二の絶縁膜を貫通した
    場合に前記抵抗率が低い金属層の一部表面が露出する第
    三のコンタクト・ホールをもつ第三の絶縁膜と、 前記第二のコンタクト・ホールを介して前記コンタクト
    抵抗を測定すべき金属層とコンタクトするコンタクト抵
    抗を測定すべき金属電極と、 前記第三のコンタクト・ホールを介して前記抵抗率が低
    い金属層とコンタクトする電流の流出側金属電極とを備
    えてなることを特徴とするコンタクト抵抗の測定用装
    置。
  2. 【請求項2】基板上に第一の絶縁膜を介して形成された
    抵抗率が低い金属層の一部が第二の絶縁膜に形成された
    第一のコンタクト・ホール内を埋めて表面が同一面をな
    すように突出してなることを特徴とする請求項1記載の
    コンタクト抵抗の測定用装置。
JP15040692A 1992-06-10 1992-06-10 コンタクト抵抗の測定用装置 Withdrawn JPH05340978A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106771726A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 深圳市华星光电技术有限公司 测试组件及其监控显示面板电性特性的方法、显示面板

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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