JPH11214463A - 評価用半導体装置及びそれを用いたデバイスパラメータ抽出装置 - Google Patents
評価用半導体装置及びそれを用いたデバイスパラメータ抽出装置Info
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- JPH11214463A JPH11214463A JP10015327A JP1532798A JPH11214463A JP H11214463 A JPH11214463 A JP H11214463A JP 10015327 A JP10015327 A JP 10015327A JP 1532798 A JP1532798 A JP 1532798A JP H11214463 A JPH11214463 A JP H11214463A
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Abstract
低濃度拡散領域の抵抗値を正確に求めることができる評
価用半導体装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 評価用電界効果トランジスタ10は、ゲ
ート電極11と、このゲート電極11の両端からデザイ
ンルールで規定される最小間隔幅を示す距離L1(例え
ば、0.5μm)の位置でオーミックコンタクトする第
1ソース評価用電極14s1及び第1ドレイン評価用電
極14d1とを備えるとともに、ゲート電極11の両端
から前記距離L1よりは遠い距離L2(例えば、4.0
μm)の第2の位置でオーミックコンタクトする第2ソ
ース評価用電極14s2及び第2ドレイン評価用電極1
4d2を備え、各評価用電極間の抵抗値を求めること
で、低濃度拡散領域の抵抗値を算出する。
Description
(Light Doped Drain)構造の電界効
果型トランジスタの回路シミュレーション用パラメータ
を求めるための評価用半導体装置及びそれを用いたデバ
イスパラメータ抽出装置に関する。
は、SPICE(Simulation Programwith IC Emphasis
)シミュレータなどの回路シミュレータに組み込まれ
たデバイスモデルが実際のデバイス特性を再現するよう
に、トランジスタ特性等のパラメータ抽出が行われる。
この抽出されたパラメータに基づき回路シミュレーショ
ンを行うことで、回路特性等が算出される。このトラン
ジスタ特性等を示すパラメータは、回路シミュレーショ
ンにおいて重要なファクタであり、特に重要なファクタ
となるパラメータは、実際に試作されたサンプルを実測
し、その結果によって求められている。
ョン用パラメータであるピンチオフ領域長を正確に求め
るデバイスパラメータ抽出装置が、特公平7−7312
9号公報に提案されている。このデバイスパラメータ抽
出装置は、試作された複数のゲート長が異なる電界効果
トランジスタを用いて、各電界効果トランジスタにゲー
ト電圧を印加して抵抗値を算出する。そして、デバイス
パラメータ抽出装置は、これらの抵抗値とゲート長と関
係に基づきピンチオフ点を算出して、回路シミュレーシ
ョンのパラメータとなるドレイン領域からピンチオフ点
までのピンチオフ領域長を算出している。
ネル長等の回路シミュレーション用パラメータを求める
方法が、特開昭54−26667号公報に提案されてい
る。この方法は、試作されたゲート長の異なる複数の電
界効果トランジスタについて、ドレイン電圧が微小なと
きのソース・ドレイン間の抵抗値をそれぞれ測定するこ
とで前記パラメータを算出している。
r Semiconductor )型或いはMOS(Metal Oxide Semi
conductor )型の電界効果トランジスタにおいては、ド
レイン領域の端部における電界集中を緩和するために、
ソース及びドレインを形成する高濃度不純物拡散領域の
ゲート電極側に前記高濃度不純物拡散領域よりも不純物
の濃度が低い低濃度不純物拡散領域を設けたいわゆるL
DD構造の電界効果トランジスタが用いられている。こ
のLDD構造の電界効果トランジスタに関するパラメー
タも回路シミュレーションを行う場合には必要であり、
特に、このLDD構造の電界効果トランジスタにおいて
は、ドレイン電流に影響を及ぼす低濃度不純物拡散領域
の抵抗値を示すパラメータを求めることが、回路シミュ
レーションを精度よく行うためには必要とされている。
の低濃度不純物拡散領域の抵抗値を評価可能な評価用素
子が、特開平6−236912号公報に提案されてい
る。この評価用素子には、少なくとも2個のダミーゲー
ト電極が互いに近接するように形成されており、そのダ
ミーゲート電極間に不純物を注入し低濃度不純物拡散領
域が形成され、その低濃度不純物拡散領域上にダミーサ
イドウォールが形成されている。そして、ダミーゲート
電極間の抵抗値を測定することで、低濃度不純物拡散領
域における抵抗値を抽出している。
129号公報に提案されているデバイスパラメータ抽出
装置で行われる手法、又は特開昭54−26667号公
報に提案されている方法を用いて、LDD構造の評価用
電界効果トランジスタの低濃度不純物拡散領域、高濃度
不純物拡散領域、コンタクト抵抗、及び配線抵抗を含む
寄生抵抗値を求めることはできる。しかし、前述の手法
又は方法では、LDD構造の電界効果トランジスタの構
成について考慮したものではないので、回路シミュレー
ションにおいて重要なパラメータである低濃度不純物拡
散領域の抵抗値だけを求めることはできない。従って、
ドレイン電流に影響を及ぼす低濃度不純物拡散領域の抵
抗値を示すパラメータを求めることはできず、回路シミ
ュレーションの精度を向上させることができないという
問題がある。
案されている評価用素子を用いて、LDD構造の評価用
電界効果トランジスタの低濃度不純物拡散領域の抵抗値
を示すパラメータを求めることも考えられる。しかし、
LDD構造の電界効果トランジスタでは、高濃度不純物
拡散領域の形成時の横方向拡散によって、低濃度不純物
拡散領域と高濃度不純物拡散領域との間における不純物
の濃度分布は段階的になっている。前記評価用素子を用
いる場合には、低濃度不純物拡散領域の濃度分布が均一
な部分の抵抗値しか求めることができないので、低濃度
不純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域との間における
段階的な不純物の濃度分布が反映された抵抗値を求める
ことができないという問題がある。
物拡散領域の抵抗値を用いてLDD構造の低濃度不純物
拡散領域の抵抗値を求める場合、対象となるLDD構造
の電界効果トランジスタの低濃度不純物拡散領域の長さ
を求める必要がある、しかしながら、この低濃度不純物
拡散領域の正確な長さを求めることは、低濃度不純物拡
散領域と高濃度不純物拡散領域との間では、不純物の濃
度分布が段階的であるため困難である。このため前記評
価用素子では、正確な低濃度不純物拡散領域の抵抗値を
算出することができず、回路シミュレーションの精度を
向上させることができないという問題がある。
てなされたものにして、回路シミュレーションの精度を
向上させるために、いわゆるLDD構造の電界効果トラ
ンジスタにおける低濃度不純物拡散領域の抵抗値を正確
に求めることができる評価用半導体装置及びそれを用い
たデバイスパラメータ抽出装置を提供することを目的と
する。
装置は、電界効果トランジスタのソース及びドレインを
形成する高濃度不純物拡散領域のゲート電極側に隣接し
て前記高濃度不純物拡散領域よりも不純物の濃度が低い
低濃度不純物拡散領域が設けられる評価用半導体装置に
おいて、ソース側の第1の位置でソースの不純物拡散領
域とオーミックコンタクトする第1ソース評価用電極及
びドレイン側の第1の位置でドレインの不純物拡散領域
とオーミックコンタクトする第1ドレイン評価用電極を
備えるとともに、ソース側の第2の位置でソースの不純
物拡散領域とオーミックコンタクトする第2ソース評価
用電極及びドレイン側の第2の位置でドレインの不純物
拡散領域とオーミックコンタクトする第2ドレイン評価
用電極を備え、前記第1の位置はゲート電極から前記高
濃度不純物拡散領域と前記低濃度不純物拡散領域との境
界部分よりも遠く、前記第2の位置はゲート電極から第
1の位置よりも遠いことを特徴とする。
極及び第1ドレイン評価用電極と、第2ソース評価用電
極及び第2ドレイン評価用電極を用いて評価用半導体装
置の電気的特性を測定することで、前記LDD領域の抵
抗値を算出することができる。これによって、低濃度不
純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域との間の段階的な
濃度分布を加味した前記LDD領域の抵抗値を求めるこ
とができる。この抵抗値を回路シミュレーション用パラ
メータとして用いることで、回路シミュレーションの精
度の向上を図ることができる。
評価用電極の間、又は第1ドレイン評価用電極と第2ド
レイン評価用電極の間の抵抗値を求めることで、高濃度
不純物拡散領域の抵抗、コンタクト抵抗、及び配線抵抗
を含む電極間抵抗値を算出することができる。
までの距離は、デザインルールで規定される最小間隔幅
であってもよい。
価用電極がオーミットコンタクトする第1の位置を、低
濃度不純物拡散領域のより正確な抵抗値を算出するため
に、低濃度不純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域との
境界部分に設定することが好ましい。しかし、ゲート電
極と前記境界部分との間の距離は、デザインルールで規
定される最小間隔幅よりも小さい。従って、第1ソース
評価用電極及び第1ドレイン評価用電極が前記境界部分
でオーミックコンタクトするように構成することは困難
である。そこで、第1の位置をゲート電極からデザイン
ルールで規定される最小間隔幅の位置に設定すること
で、第1ソース評価用電極及び第1ドレイン評価用電極
が前記境界部分に可能な限り近い第1の位置でオーミッ
トコンタクトするように構成することができる。これに
よって、極力、低濃度不純物拡散領域の抵抗値が反映さ
れたLDD領域の抵抗値を算出することができる。
シート抵抗を用いて、LDD領域における高濃度不純物
拡散領域部分の抵抗値を算出し、LDD領域の抵抗値か
ら算出した高濃度不純物拡散領域部分の抵抗値を減算す
ることで、正確な低濃度不純物拡散領域の抵抗値を求め
てもよい。この抵抗値を回路シミュレーション用パラメ
ータとして用いることで、回路シミュレーションの精度
をより向上させることができる。
装置は、測定条件に基づいてゲート長の異なる複数の前
記評価用半導体装置の電気的特性を測定する測定手段
と、前記評価用半導体装置の第1ドレイン評価用電極と
第2ソース評価用電極との間又は第1ソース評価用電極
と第2ドレイン評価用電極との間に印加する電圧と複数
のゲート電圧とを測定条件として前記測定手段に与え、
前記測定手段からの測定結果に基づき実質的なゲート長
における寄生抵抗値を算出する寄生抵抗値算出手段と、
第1ソース評価用電極と第2ソース評価用電極との間、
又は第1ドレイン評価用電極と第2ドレイン評価用電極
との間に印加する電圧を測定条件として前記測定手段に
与え、前記測定手段からの測定結果に基づき電極間抵抗
値を算出する電極間抵抗値算出手段と、前記寄生抵抗値
と前記電極間抵抗値とに基づき低濃度不純物拡散領域を
含む領域の抵抗値を算出する領域抵抗値算出手段と、を
備えることを特徴とする。
置のLDD領域の抵抗値を正確に算出することができ
る。
それを備えたデバイスパラメータ抽出装置の実施の形態
について、図に従い説明する。なお、本実施の形態で
は、この発明の評価用半導体装置は、評価用電界効果ト
ランジスタで構成される。
態に係る評価用半導体装置を構成する評価用電界効果ト
ランジスタのゲート電極と各評価用電極との位置関係を
示した平面図である。図2は、図1に示す評価用電界効
果トランジスタ10のI−Iにおける断面図である。こ
の実施の形態における評価用電界効果トランジスタ10
は、LDD構造のMIS型又はMOS型の電界効果トラ
ンジスタである。
p型又はn型のシリコン基板20上にゲート酸化膜23
を介してゲート電極11が形成される。そして、ゲート
電極11をマスクとしてn型又はp型の不純物をイオン
注入し、低濃度不純物拡散領域25が形成される。この
ゲート電極11の側壁に酸化膜をエッチバックすること
によりサイドウォール26が形成され、このサイドウォ
ール26及びゲート電極11をマスクとし、前記低濃度
不純物拡散領域25を形成した場合よりもドーズ量及び
注入エネルギーの大きくしてn型又はp型の不純物をイ
オン注入することにより高濃度不純物拡散領域27が形
成される。これらの両領域25,27は、活性化のため
の熱処理が施されて、基板20にLDD構造からなるソ
ースS及びドレインDが形成される。
ール26、及び高濃度不純物拡散領域27上にシリコン
酸化膜28が堆積され、リソグラフィ及びエッチングに
よりゲート電極11の両端から距離L1及び距離L2の
位置にそれぞれコンタクトホールが形成される。すなわ
ち、ソースSを構成する高濃度不純物拡散領域27に第
1ソースコンタクト領域12s及び第2ソースコンタク
ト領域13sが形成され、ドレインDを構成する高濃度
不純物拡散領域27に第1ドレインコンタクト領域12
d及び第2ドレインコンタクト領域13dがそれぞれ形
成される。
を介して取り出し用電極16と接続されている。
0は、ゲート電極11の両端からデザインルールで規定
される最小の間隔を示す距離L1(例えば、0.5μ
m)の第1の位置に第1ソースコンタクト領域12s及
び第1ドレインコンタクト領域12dが形成されてい
る。ゲート電極11の両端からデザインルールで規定さ
れる最小の間隔を示す距離L1に第1ソースコンタクト
領域12s及び第1ドレインコンタクト領域12dを形
成することにより、LDD構造の低濃度不純物拡散領域
と高濃度不純物拡散領域との境界部分に最も近い部分に
コンタクト領域を形成することができる。そして、第1
ソース評価用電極14s1は、第1ソースコンタクト領
域12sでソースの不純物拡散領域とオーミックコンタ
クトされ、第1ドレイン評価用電極14d1は、第1ド
レインコンタクト領域12dでドレインの不純物拡散領
域とオーミックコンタクトされる。
L1よりは遠い距離L2(例えば、4.0μm)の第2
の位置に第2ソースコンタクト領域13s及び第2ドレ
インコンタクト領域13dが形成されている。そして、
第2ソース評価用電極14s2は、第2ソースコンタク
ト領域13sでソースの不純物拡散領域とオーミックコ
ンタクトされ、第2ドレイン評価用電極14d2は、第
2ドレインコンタクト領域13dでドレインの不純物拡
散領域とオーミックコンタクトされる。
効果トランジスタ10の低濃度不純物拡散領域25と、
ゲート電極11から距離L1の第1の位置までの高濃度
不純物拡散領域27aとをLDD領域Xとする。そし
て、前記第1ソース評価用電極14s1と、第1ドレイ
ン評価用電極14d1と、第2ソース評価用電極14s
2又は第2ドレイン評価用電極14d2を用いて、評価
用半導体装置の電気的特性を測定することで、低濃度不
純物拡散領域25と高濃度不純物拡散領域27aとの間
の濃度分布を加味したLDD領域Xの抵抗値を求めるこ
とができる。
メータとして用いることで、回路シミュレーションの精
度の向上を図ることができる。
2ソース評価用電極14s2の間、又は第1ドレイン評
価用電極14d1と第2ドレイン評価用電極14d2の
間の抵抗値を求めることで、高濃度不純物拡散領域の抵
抗、コンタクト抵抗、及び配線抵抗を含む電極間抵抗値
を算出することができる。そして、高濃度不純物拡散領
域の面積だけが異なる他の評価用半導体装置の電極間抵
抗値と、算出された電極間抵抗値とを比較することで、
高濃度不純物拡散領域のシート抵抗を求めることがで
き、高濃度不純物拡散領域の抵抗値を算出することがで
きる。また、同様にして、コンタクト抵抗の抵抗値と配
線抵抗の抵抗値とを求めることもできる。
述のように形成された評価用電界トランジスタ10を用
いて前記LDD領域Xの抵抗値を算出するデバイスパラ
メータ抽出装置について説明を行う。図3は、デバイス
パラメータ抽出装置30の内部構成を示すブロック図で
ある。
は、ゲート長の異なる複数の前記評価用トランジスタ1
0からなる評価用電界効果トランジスタ群31を用い
る。本実施の形態では、評価用電界効果トランジスタ群
31は、例えば、ゲート長L=0.5μm,0.8μ
m,1.2μmのnMOS型の評価用電界効果トランジ
スタ10a,10b,10cで構成される。これらの評
価用電界効果トランジスタ10a,10b,10cにお
いて、ゲート電極11から第1ソース評価用電極14s
1及び第1ドレイン評価用電極14d1までの距離L1
は0.5μmであり、ゲート電極11から第2ソース評
価用電極14s2及び第2ドレイン評価用電極14d2
までの距離L2は4.0μmであり、ゲート幅は20μ
mである。
は、デバイスパラメータ抽出装置30の測定部32に取
り付けられる。この測定部32には、ウェハ状態で測定
する場合はプローバが用いられ、パッケージ状態で測定
する場合はパッケージ取付用ソケットが用いられる。ま
た、測定部32には、測定するトランジスタを切り換え
るために、スイッチングマトリクス装置が用いられる。
このスイッチングマトリクス装置には、複数のスイッチ
が評価用電界効果トランジスタ群31の各トランジスタ
に対応するように構成されており、例えば、ON状態に
なったスイッチに対応するトランジスタが測定対象とな
るように切り換えることができる。このスイッチングマ
トリクス装置を用いることで、容易且つ迅速に測定する
トランジスタを切り換えることができる。また、測定部
32にプローバを用いる場合に、複数のプローブ(針)
が形成されたプローブシートを用いてもよく、このプロ
ーブシートを用いることで1度に複数の電界効果トラン
ジスタ(素子)を測定することができ、より測定効率を
向上させることができる。
定部32に取り付けられた評価用電界効果トランジスタ
群31を測定するための測定条件が、キーボード等から
成る入力装置37から入力され、閾値電圧算出部42及
び電極間抵抗値算出部44に与えられる。
件に基づき測定部32を制御し、測定部32は、各評価
用電界効果トランジスタ10a,10b,10cのゲー
ト電圧Vgに対するドレイン電流Idを測定する。そし
て、閾値電圧算出部42は、測定部32の測定結果に基
づき後述する手法で各評価用電界効果トランジスタ10
a,10b,10cの閾値電圧Vthをそれぞれ求め
る。求められた各閾値電圧Vthは、前記測定条件とと
もに寄生抵抗値算出部43に与えられる。
果トランジスタ10a,10b,10cの閾値電圧Vt
hに基づきゲート電圧Vgを設定し、このゲート電圧V
gと前記測定条件とに基づき測定部32を制御し、その
制御によって、測定部32は、各評価用電界効果トラン
ジスタ10a,10b,10cのドレイン電流Idを測
定する。そして、寄生抵抗値算出部43は、測定部32
の測定結果であるドレイン電流Idを用いて、後述する
手法により寄生抵抗値Rexを求め、この寄生抵抗値R
exは、LDD領域抵抗値算出部45に与えられる。
定条件に基づき測定部32を制御し、その制御によっ
て、測定部32は各評価用電界効果トランジスタ10
a,10b,10cの第1ソース評価用電極14s1と
第2ソース評価用電極14s2との間、又は第1ドレイ
ン評価用電極14d1と第2ドレイン評価用電極14d
2との間に流れる電流Ioを測定する。そして、電極間
抵抗値算出部44は、測定部32の測定結果である電流
Ioを用いて、後述する手法により抵抗値Roを求め、
この抵抗値Roは、LDD領域抵抗値算出部45に与え
られる。
抵抗Rex及び抵抗値Roに基づき後述する手法により
LDD領域Xの抵抗値Rlddを算出し、その抵抗値R
lddを出力装置39に与える。出力装置39は、CR
T等の表示装置やプリンタなどで構成されており、与え
られた抵抗値Rlddを出力する。
具体的な処理動作について以下に説明を行う。図4は、
デバイスパラメータ抽出装置30の具体的な処理動作を
示すフローチャートである。
領域のドレイン電圧Vd=0.1V,ゲート電圧Vg=
0〜3V(0.05V間隔)が測定条件として閾値電圧
算出部42に与えられる。閾値電圧算出部42は与えら
れた測定条件に基づき測定部32を制御し、測定部32
では、各評価用電界効果トランジスタ10a,10b,
10cの第1ソース評価用電極14s1と第2ドレイン
評価用電極14d2の間、又は第1ドレイン評価用電極
14d1と第1ソース評価用電極14s1の間にドレイ
ン電圧Vdが印加され、ゲート電圧Vgに対するドレイ
ン電流Idが測定される。そして、閾値電圧算出部42
は、測定部32の測定結果に基づき各評価用電界効果ト
ランジスタ10a,10b,10cのゲート電圧Vgと
ドレイン電流Idとの特性を求める(ステップS1)。
界効果トランジスタ10a,10b,10cのゲート電
圧Vgとドレイン電流Idとの特性を示す曲線の傾きが
最大となる点をそれぞれ求め、それらの点における前記
特性を示す曲線に対する接線をそれぞれ求める。そし
て、閾値電圧算出部42は、各接線上のドレイン電流I
d=0となるゲート電圧Vgの値をそれぞれ求め、求め
たゲート電圧Vgからドレイン電圧Vd/2を減算し、
各算出結果を各評価用電界効果トランジスタ10a,1
0b,10cの閾値電圧Vthとする(ステップS
2)。各評価用電界効果トランジスタ10a,10b,
10cの閾値電圧Vthは、測定条件であるドレイン電
圧Vdとともに寄生抵抗値算出部43に与えられる。
果トランジスタ10a,10b,10cの閾値電圧Vt
hに基づき、(Vg−Vth)=2.5V又は2.0V
となるようなゲート電圧Vgをそれぞれ求める。寄生抵
抗値算出部43は、このゲート電圧Vgとドレイン電圧
Vdとに基づいて測定部32を制御する。測定部32で
は、各評価用電界効果トランジスタ10a,10b,1
0cにおける第1ソース評価用電極14s1と第2ドレ
イン評価用電極14d2の間、又は第1ドレイン評価用
電極14d1と第2ソース評価用電極14s2との間に
ドレイン電圧Vdが印加され、2つのゲート電圧Vgに
対するドレイン電流Idがそれぞれ計測される(ステッ
プS3)。
にて入力された電圧0.1Vが測定条件として与えら
れ、この測定条件に基づいて測定部32を制御する。測
定部32では、各評価用電界効果トランジスタ10a,
10b,10cのいずれか1つの第1ドレイン評価用電
極14d1と第2ドレイン評価用電極14d2との間、
又は第1ソース評価用電極14s1と第2ソース評価用
電極14s2との間に電圧0.1Vが印加され、電流I
oが計測される(ステップS4)。なお、各評価用電界
効果トランジスタ10a,10b,10cの第1ドレイ
ン評価用電極14d1と第2ドレイン評価用電極14d
2との間、及び第1ソース評価用電極14s1と第2ソ
ース評価用電極14s2との間に電圧0.1Vがそれぞ
れ印加され、6つの電流が求められるようにしてもよ
い。また、測定条件として入力された電圧0.1Vはド
レイン電圧Vdと同じであり、この測定条件をドレイン
電圧Vdと同じ値にすることが最も好ましいが、他の値
であってもよい。
h)=2.5Vによって求められたゲート電圧Vgに対
するドレイン電流Idを用いて、各評価用電界効果トラ
ンジスタ10a,10b,10cの抵抗値R=2.5/
Idを算出する。そして、寄生抵抗値算出部43は、こ
れらの抵抗値Rと各評価用電界効果トランジスタ10
a,10b,10cのゲート長Lとの関係を示す第1の
回帰直線R=aL+bの定数a,bを求める。また、寄
生抵抗値算出部43は、(Vg−Vth)=2.0Vに
よって求められたゲート電圧Vgに対するドレイン電流
Idを用いて、同様に第2の回帰直線R=aL+bの定
数a,bを求める。そして、寄生抵抗値算出部43は、
(Vg−Vth)=2.5Vに対する第1の回帰直線
と、(Vg−Vth)=2.0Vに対する第2の回帰直
線との交点を求め、その交点の抵抗値Rexを低濃度不
純物拡散領域の抵抗、高濃度不純物拡散領域の抵抗、コ
ンタクト抵抗、及び配線抵抗を含む寄生抵抗値Rexと
する。前記交点の抵抗値Rexは、ピンチオフ領域長が
0である場合の実質的なチャネル長に対する抵抗値を示
す。この寄生抵抗値Rexは、LDD領域抵抗値算出部
45に与えられる(ステップS5)。
ン電圧Vdと同じ電圧0.1VとステップS4で計測さ
れた電流Ioとに基づき、高濃度不純物拡散領域の抵
抗、コンタクト抵抗、及び配線抵抗を含む電極間抵抗値
Ro=0.1/Ioを算出する(ステップS6)。この
電極間抵抗値Roは、LDD領域抵抗値算出部45に与
えられる。なお、6つの電流が測定された場合は、電極
間抵抗値算出部44は、6つの電流の平均値を用いて抵
抗値Roを算出する。
抵抗Rex及び前記抵抗値Roを用いて、LDD領域の
抵抗値Rldd=(Rex−Ro)/2を抽出する(ス
テップS7)。このLDD領域の抵抗値Rlddは、出
力装置39に与えられ、出力装置39は、与えられた抵
抗値Rlddを出力する(ステップS8)。
用いることで、低濃度不純物拡散領域25と高濃度不純
物拡散領域27aとの間における段階的な濃度分布が加
味されたLDD領域Xの抵抗値Rlddを求めることが
できる。この抵抗値Rlddを用いることで、回路シミ
ュレーションの精度の向上を図ることができる。
が比較的高い値に決定される(Vg−Vth)=2.5
V又は2.0Vを用いて、ゲート電圧Vgを設定するこ
とが最も好ましい。これは、ゲート電圧Vgが高くなる
とチャネル抵抗が小さくなり、相対的にLDD領域Xの
抵抗値Rlddの影響が大きくなるためである。上述の
抵抗値Rldd=(Rex−Ro)/2の式は、(Vg
−Vth)=2.5V又は2.0V時の抵抗値Rldd
のチャネル抵抗が略0に近くなることを利用したもので
ある。
lddがゲート電圧Vgによって変化することを関係式
として求めておき、(Vg−Vth)=(2.5V,
2.3V)、(2.3V,2.1V)、(2.1V,
1.9V)、…における寄生抵抗値Rexをそれぞれ求
めることで、LDD領域Xの抵抗値Rlddのバイアス
依存性を求めることができる。そして、これを利用し
て、ゲート電圧Vgが低い場合でもLDD領域の抵抗値
Rlddを求めることができる。
30にて第1ドレイン評価用電極14d1と第2ドレイ
ン評価用電極14d2との間の抵抗値を求めることで、
高濃度不純物拡散領域27の抵抗、コンタクト抵抗、及
び配線抵抗を含む電極間抵抗値Roを算出することがで
きる。そして、この電極間抵抗値Roから同一ウェハ上
で形成された高濃度不純物拡散領域27の面積だけが互
いに異なる他の評価用電界効果トランジスタの電極間抵
抗値を減算すると、異なる面積分に対する抵抗値を算出
することができ、高濃度不純物拡散領域27のシート抵
抗を求めることができる。従って、このシート抵抗を用
いて高濃度不純物拡散領域27の抵抗値を求めることが
できる。同様に、前記電極抵抗値Roから配線の長さだ
けが互いに異なる他の評価用電界効果トランジスタの電
極間抵抗値を減算することで、単位長さ当たりの抵抗値
を求めることができ、配線抵抗の抵抗値を求めることも
できる。さらに、電極間抵抗値Roから高濃度不純物拡
散領域27の抵抗値と前記配線抵抗の抵抗値とを減算す
ることで、コンタクト抵抗の抵抗値を求めることもでき
る。また、上述した手法と同様にしてコンタクト抵抗も
求めることもできる。
ールで規定される最小間隔幅にすることで第1ソース評
価用電極14s1又は第1ドレイン評価用電極14d1
を低濃度不純物拡散領域25と高濃度不純物拡散領域2
7aとの境界部分に極力近い部分でオーミックコンタク
トさせることができ、LDD領域Xの抵抗値Rlddに
低濃度不純物拡散領域25の抵抗値がより反映されるよ
うにしている。
拡散領域27aの抵抗値を、前述の高濃度不純物拡散領
域27のシート抵抗を用いて算出し、抵抗値Rlddか
らその値を減算することで、より正確な低濃度不純物拡
散領域25の抵抗値を求めることができる。この抵抗値
を回路シミュレーションとして用いることで、回路シミ
ュレーションの精度をより向上させることができる。
ータ装置の評価用電界効果トランジスタ群31に3つの
電界効果トランジスタ10a,10b,10cを備えた
が、チャネル長の異なる電界効果トランジスタ10を少
なくとも2つ備える構成であればよい。
の位置の間に、前記高濃度不純物拡散領域と前記低濃度
不純物拡散領域との境界部分が形成されるので、低濃度
不純物拡散領域と高濃度不純物拡散領域との間の濃度分
布を加味したLDD領域の抵抗値を求めることができ
る。このため、回路シミュレーションの精度の向上を図
ることができる。そして、ゲート電極と第1の位置の間
の高濃度不純物拡散領域部分の抵抗値は、第1ソース評
価用電極と第2ソース評価用電極の間、又は第1ドレイ
ン評価用電極と第2ドレイン評価用電極の間の電極間抵
抗値を用いて求められた高濃度不純物拡散領域のシート
抵抗に基づき求めることができ、前記LDD領域の抵抗
値から前記高濃度不純物拡散領域の抵抗値を減算するこ
とで、正確な低濃度不純物拡散領域の抵抗値を求めるこ
とができ、回路シミュレーションの精度をより向上させ
ることができる。
を構成する評価用電界効果トランジスタのゲート電極と
各評価用電極との位置関係を示した平面図である。
Iにおける断面図である。
ブロック図である。
作を示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 電界効果トランジスタのソース及びドレ
インを形成する高濃度不純物拡散領域のゲート電極側に
隣接して前記高濃度不純物拡散領域よりも不純物の濃度
が低い低濃度不純物拡散領域が設けられる評価用半導体
装置において、ソース側の第1の位置でソースの不純物
拡散領域とオーミックコンタクトする第1ソース評価用
電極及びドレイン側の第1の位置でドレインの不純物拡
散領域とオーミックコンタクトする第1ドレイン評価用
電極を備えるとともに、ソース側の第2の位置でソース
の不純物拡散領域とオーミックコンタクトする第2ソー
ス評価用電極及びドレイン側の第2の位置でドレインの
不純物拡散領域とオーミックコンタクトする第2ドレイ
ン評価用電極を備え、前記第1の位置はゲート電極から
前記高濃度不純物拡散領域と前記低濃度不純物拡散領域
との境界部分よりも遠く、前記第2の位置はゲート電極
から第1の位置よりも遠いことを特徴とする評価用半導
体装置。 - 【請求項2】 前記ゲート電極から前記第1の位置まで
の距離は、デザインルールで規定される最小間隔幅であ
ることを特徴とする請求項1に記載の評価用半導体装
置。 - 【請求項3】 測定条件に基づいてゲート長の異なる複
数の請求項1又は2に記載の評価用半導体装置の電気的
特性を測定する測定手段と、前記評価用半導体装置の第
1ドレイン評価用電極と第2ソース評価用電極との間又
は第1ソース評価用電極と第2ドレイン評価用電極との
間に印加する電圧と複数のゲート電圧とを測定条件とし
て前記測定手段に与え、前記測定手段からの測定結果に
基づき実質的なゲート長における寄生抵抗値を算出する
寄生抵抗値算出手段と、第1ソース評価用電極と第2ソ
ース評価用電極との間又は第1ドレイン評価用電極と第
2ドレイン評価用電極との間に印加する電圧を測定条件
として前記測定手段に与え、前記測定手段からの測定結
果に基づき電極間抵抗値を算出する電極間抵抗値算出手
段と、前記寄生抵抗値と前記電極間抵抗値とに基づき低
濃度不純物拡散領域を含む領域の抵抗値を算出する領域
抵抗値算出手段と、を備えることを特徴とするデバイス
パラメータ抽出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01532798A JP3736962B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 評価用半導体装置及びそれを用いたデバイスパラメータ抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01532798A JP3736962B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 評価用半導体装置及びそれを用いたデバイスパラメータ抽出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11214463A true JPH11214463A (ja) | 1999-08-06 |
JP3736962B2 JP3736962B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=11885692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01532798A Expired - Fee Related JP3736962B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 評価用半導体装置及びそれを用いたデバイスパラメータ抽出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3736962B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6518592B1 (en) | 2000-05-01 | 2003-02-11 | Mitsubushi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus, method and pattern for evaluating semiconductor device characteristics |
JP2005005691A (ja) * | 2003-05-16 | 2005-01-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 電界効果型トランジスタの評価方法 |
JP2009010135A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Nec Electronics Corp | 半導体評価素子、半導体集積回路装置および評価方法 |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP01532798A patent/JP3736962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
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US6518592B1 (en) | 2000-05-01 | 2003-02-11 | Mitsubushi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus, method and pattern for evaluating semiconductor device characteristics |
US6779160B2 (en) | 2000-05-01 | 2004-08-17 | Renesas Technology Corp. | Apparatus, method and pattern for evaluating semiconductor device characteristics |
JP2005005691A (ja) * | 2003-05-16 | 2005-01-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 電界効果型トランジスタの評価方法 |
JP2009010135A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Nec Electronics Corp | 半導体評価素子、半導体集積回路装置および評価方法 |
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