JPS5997062A - 絶縁膜抵抗率の測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ　　発明の技術分野 本発明は半導体集積回路や各種表示装置等に多用されて
いる絶縁膜の抵抗率の測定方法に係り。

特に液晶の電気的特性を利用した簡便かつ効率的な測定
方法に関する。

（ｂｌ　　技術の背景 半導体集積回路や表示装置等所謂半導体工業の手法に基
づく製造工程、あるいはその試作開発過程において各種
の絶縁膜は頻繁に使用され、その絶縁性能の管理や評価
が絶えず行われている。

さらに例えばＥＬ発光層を誘電体層で挟んだＥＬ発光装
置を例にとれば、その寿命や品質は発光層の絶縁破壊で
決るので、絶縁材料の品質管理は極めて重要である。

（Ｃ１従来技術と問題点 電極上に形成した絶縁膜の抵抗率を測定するに際しては
、従来は絶縁膜上にアルミニウム等を蒸着して測定電極
を形成し、該電極と下地の電極との間の抵抗を測定する
方法がとられていた。

この方法は一種の破壊試験であり５Ｍ造工程途中の絶縁
膜に対しては適用出来ないという不便がある。

由来絶縁を目的とした絶縁薄膜１例えば２酸化シリコン
（Ｓｉ０２）や窒化’Ｊ’）コン（Ｓｉ３　Ｎ４　）等
の薄膜が所定の抵抗率を有するが、あるいはピンホール
や膜厚不整等の欠陥がないがというような絶縁性の測定
や評価は非常に困難で測定の信頼性も低い場合が多い。

上記の困難性の要因の一つには、絶縁薄膜の抵抗は、そ
の抵抗率の高低よりも前記のピンボールや薄肉部の混在
に左右されることにあり、従ってその薄膜抵抗率の測定
は信頼性に乏しい憾みがあった。

（ｄ）　　発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので、ピンホールや
薄肉部が混在して安定且つ正確な抵抗率の測定が困難な
絶縁薄膜に対して、有効な抵抗率測定方法を提供しよう
とするものである。

上記の発明の目的は、測定すべき該絶縁膜上に液晶層を
配設して２重層とし、少なくも一方は透明な測定用の２
個の測定電極で挟み、前記電極を介して印加電圧を変化
して前記液晶層に電気光学的効果が発生した時の前記測
定電極間の印加電圧と前記液晶層の閾電圧に基づいて前
記絶縁膜の抵抗率を求めることを特徴とする絶縁膜抵抗
率の測定方法により容易に達成される。

（ｆｌ　　発明の実施例 絶縁薄膜のピンホール欠陥を検出する方法の一つに液晶
の電気光学的効果を利用する方法がある。

この方法は電極上に形成された絶縁膜のピンボールを非
破壊で精度よく測定出来る方法であり、前記のＥＬ用の
絶縁膜の評価に適しているが、さらに抵抗率の測定に活
用するように試みた。

本発明に基づ〈実施例を説明するに先立ち９発明者等が
行った液晶に関する実験結果の一例を紹介しよう 第１図はその測定原理を示す。液晶１として旧ＢＡ等の
ネマチック液晶を用い、ＩＴ○（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ　
０ｘｉｄｅ　）透明電極２で前記液晶ｌを挟んで直流電
源３を印加し、顕微鏡４で一方の透明電極２を通して液
晶表面を観察しながら８次第に電圧をＯｖから上げて行
きある特定の電圧■。に達すると、液晶内にウィリアム
・ドメインと呼ばれる電気光学的効果パターンが発生す
るのが明確容易に視認出来る。この電圧■ｏを閾電圧と
称し、液晶の材質と、印加電圧が直流か交流か、交流の
場合はその周波数とで決る固有の値をとる。

発明者の測定実験で得られた電流・電圧特性の一例を第
２図に示す。液晶膜の厚みｄが１０μｍおよび５０μｍ
の２例についての測定結果より閾電圧ν０は本実験例で
は５ｖで、２種の膜厚に対するｖｏＯ値はよ（一致して
いる。また測定結果をプロットして得られた直線の傾斜
より前記液晶■の抵抗率ρ０を求めると約２．２　Ｘ　
１０１０Ωとなる。

液晶の閾電圧ＶＯと抵抗率ρ０とが明らかになれば、こ
れらを利用した本発明に基づいて絶縁薄膜の抵抗率を測
定することが出来る。

第３図は本発明に基づく絶縁膜の抵抗率の測定装置を概
念的に示す側面図である。以下図に従って説明する。

被測定物の絶縁膜１５と前記の閾電圧Ｖ。と抵抗率ρ０
が既知の液晶層１１とを重ねて、　　ＩＴＯ透明電極１
２と該絶縁膜１５の下地の電極１６とで挟み、直流電源
１３より電圧Ｖ、を印加する。顕８に鏡１４で液晶層を
観察しながら電圧Ｖｌを上げていくと、前述のような液
晶層１１に電気光学的効果が現れる。その時の印加電圧
ｖ１の値をＶＩＯとすると、電圧■、。は前記液晶層１
１と絶縁膜１５とに分圧される。

液晶層１１の電圧は先に説明した通り、閾電圧ｖ。

であり既知である。従って絶縁膜１５に印加されている
電圧はＶＩＯｖｏとなる。

今、液晶層１１の厚さをｄ。ｍｍ、絶縁膜１５の厚さを
ａ２ｍｍとし、また絶縁膜１５の抵抗率をρ２とすると
、抵抗による電圧の分圧の原理から次ぎの関係が成立す
る。

ρ２−ｄｏ　ρｏ　　（Ｖ＋　ｏ　／Ｖｏ　　　１）　
／、ｄ２　　（１１ここで閾電圧ｖｏ、印加電圧■＋　
Ｏ＋厚さｄＯ＋ｄ２および液晶層１１の抵抗率ρ０はい
ずれも既知であるから、（１）式によって絶縁膜１５の
抵抗率を算出することが出来る。

さらに好都合なことには、絶縁膜１５にピンホールや薄
層の部分があっても、その部分の微小な領域に前記電気
光学的パターンがみられるだけで大部分の領域は変化が
ないから、前記ピンホールや薄層部によって絶縁［９１
５の抵抗率の測定を誤ることはない。全面的に前記電気
光学的効果が現れた時の印加電圧■１をＶＩＯとすれば
よい。これは従来の方法に比べて本発明に基づく測定方
法の優れた点の一つである。

また上述の液晶Ｊｆｉｌｌは測定後は薬品で簡単に除去
出来るので９本測定方法は非破壊試験であってこの点で
も有利である。

（ｇｌ　　発明の効果 以上の説明から明らかなように１本発明による液晶層の
電気光学的効果を利用した絶縁膜の測定方法によれば、
従来の方法に比べて遥かに正確に其の抵抗率を求めるこ
とが出来るとともに、非破壊試験であるので、製造工程
の品質管理にも容易に通用出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は液晶層の電圧・電流特性を測定する原
理図および測定結果を示す線図、第３図は本発明に基づ
く絶縁薄膜抵抗率の測定装置を概念的に示す側面図であ
る。 図において、１．１１は液晶層、２．１２は透明電極、
３．１３は直流電源、４．１４は顕微鏡、１５は被測定
物の絶縁膜、１６は絶縁膜１５の下地電極をそれぞれ示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁膜抵抗率の測定において、測定すべき該絶縁膜上に
   液晶層を配設して２重層とし、少なくも一方は透明な測
   定用の２個の測定電極で挟み、前記電極を介して印加電
   圧を変化して前記液晶層に電気光学的効果が発生した時
   の前記測定電極間の印加電圧と前記液晶層の閾電圧に基
   づいて前記絶縁膜の抵抗率を求めることを特徴とする絶
   縁膜抵抗率の測定方法。