JPH037951Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH037951Y2 JPH037951Y2 JP15745384U JP15745384U JPH037951Y2 JP H037951 Y2 JPH037951 Y2 JP H037951Y2 JP 15745384 U JP15745384 U JP 15745384U JP 15745384 U JP15745384 U JP 15745384U JP H037951 Y2 JPH037951 Y2 JP H037951Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dioxide layer
- silicon dioxide
- silicon
- layer
- rich
- 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.)
- Expired
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- -1 silicon ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000011838 internal investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈技術分野〉
この考案は、電子ビームプローブ法による内部
探査を行う場合に好適な半導体素子に関するもの
であり、特に、その内部探査の障害となるチヤー
ジアツプ現象を防止するための構造を有する半導
体素子に関するものである。
探査を行う場合に好適な半導体素子に関するもの
であり、特に、その内部探査の障害となるチヤー
ジアツプ現象を防止するための構造を有する半導
体素子に関するものである。
〈従来技術〉
近年の半導体素子は、LSIや超LSIの出現に見
られるように、回路機能の微細化及び集積化が高
度に進んでいる。
られるように、回路機能の微細化及び集積化が高
度に進んでいる。
それに伴ない、かかる半導体素子の信頼性を向
上させるべく、内部探査を行つて、回路機能に関
する静的あるいは動的情報を得ることが強く要請
されている。
上させるべく、内部探査を行つて、回路機能に関
する静的あるいは動的情報を得ることが強く要請
されている。
このような内部探査の手法としては、原始的に
は、探査子を用いて、直接的に行うプローブ法が
知られている。
は、探査子を用いて、直接的に行うプローブ法が
知られている。
ところが、この探査子は、その細小化に、物理
的限界があるので、極度に微細化された回路機能
の探査には適用が困難であつた。加えて、探査子
自体の静電容量等の影響が無視できない場合に
は、それが被探査対象への外乱として働くので、
十分な測定精度が期待できないという欠点があつ
た。
的限界があるので、極度に微細化された回路機能
の探査には適用が困難であつた。加えて、探査子
自体の静電容量等の影響が無視できない場合に
は、それが被探査対象への外乱として働くので、
十分な測定精度が期待できないという欠点があつ
た。
このため、被探査対象である半導体素子に対し
て非接触的な手法として、電子ビームプローブ法
が開発され、将来的にも有用な手法として多用さ
れている。この電子ビームプローブ法は、電子ビ
ームを半導体素子に照射し、その照射の際に生起
する二次電子をコレクタで捕獲し、これを電気的
に処理し、回路機能に関する情報を得ようとする
ものである。
て非接触的な手法として、電子ビームプローブ法
が開発され、将来的にも有用な手法として多用さ
れている。この電子ビームプローブ法は、電子ビ
ームを半導体素子に照射し、その照射の際に生起
する二次電子をコレクタで捕獲し、これを電気的
に処理し、回路機能に関する情報を得ようとする
ものである。
ところが、二次電子を捕獲しようとする際、半
導体素子表面のパツシベーシヨン保護層としての
二酸化シリコン層内には、それが高い絶縁性を有
するが故に、照射された電子ビームあるいは生起
された二次電子が局所的にトラツプされて電荷の
集中を生ずることから、いわゆるチヤージアツプ
現象が発生する。このチヤージアツプ現象は、電
界の偏倚を生起し、内部探査を行つて、正確な情
報を得る際に、重大な障害となるので、これを防
止する方策が必要となる。
導体素子表面のパツシベーシヨン保護層としての
二酸化シリコン層内には、それが高い絶縁性を有
するが故に、照射された電子ビームあるいは生起
された二次電子が局所的にトラツプされて電荷の
集中を生ずることから、いわゆるチヤージアツプ
現象が発生する。このチヤージアツプ現象は、電
界の偏倚を生起し、内部探査を行つて、正確な情
報を得る際に、重大な障害となるので、これを防
止する方策が必要となる。
このため、従来、例えば、上記二酸化シリコン
層の表面に、炭素を含浸させたポリエステル系高
分子材料を4000Å程度の厚みで塗布することによ
り、該層に適度の導電性を与えて、局所的にトラ
ツプされた二次電子等をリークにより分散一様化
する手段が報告されている（昭和59年５月開催の
第14回日科技連信頼性・保全性シンポジウム予稿
集第307〜310頁）。
層の表面に、炭素を含浸させたポリエステル系高
分子材料を4000Å程度の厚みで塗布することによ
り、該層に適度の導電性を与えて、局所的にトラ
ツプされた二次電子等をリークにより分散一様化
する手段が報告されている（昭和59年５月開催の
第14回日科技連信頼性・保全性シンポジウム予稿
集第307〜310頁）。
しかしながら、かかる先行技術によると、二酸
化シリコン層上にポリエステル系高分子材料を塗
布する場合には、該二酸化シリコン層は、微視的
には（Åオーダで見れば）、その表面が極めて起
伏の激しいものであるので、塗布という手段を用
いる限り、高分子層を一様な厚みに形成すること
が困難であつて、結局、二酸化シリコン層の全面
にわたつて、上記適度の導電性を一様に確保する
ことができず、電子ビームプローブ法による内部
探査に供された場合に、その測定精度が十分に上
がらないという欠点があつた。
化シリコン層上にポリエステル系高分子材料を塗
布する場合には、該二酸化シリコン層は、微視的
には（Åオーダで見れば）、その表面が極めて起
伏の激しいものであるので、塗布という手段を用
いる限り、高分子層を一様な厚みに形成すること
が困難であつて、結局、二酸化シリコン層の全面
にわたつて、上記適度の導電性を一様に確保する
ことができず、電子ビームプローブ法による内部
探査に供された場合に、その測定精度が十分に上
がらないという欠点があつた。
さらに、含浸された炭素は、電子物性的に不具
合な振舞いを生じ易く、例えば、二酸化シリコン
層から半導体素子基板に向かつて、早い速度で移
動して、半導体素子内を汚染し、その性能を劣化
させるという欠点もあつた。
合な振舞いを生じ易く、例えば、二酸化シリコン
層から半導体素子基板に向かつて、早い速度で移
動して、半導体素子内を汚染し、その性能を劣化
させるという欠点もあつた。
〈目的〉
この考案の目的は、上記先行技術に基づく、電
子ビームプローブ法による内部探査に供された場
合の測定精度の劣悪さや、含浸炭素の不具合な振
舞いによる素子の劣化の問題点に鑑み、パツシベ
ーシヨン保護層としての二酸化シリコン層の表面
に、シリコンリツチな二酸化シリコン層を形成す
ることにより、上記欠点を除去して、チヤージア
ツプ現象を防止し、もつて、内部探査に供された
際の測定精度を格段に向上させ、あわせて、素子
性能の劣化を確実に防止できる構造とした半導体
素子を提供せんとするものである。
子ビームプローブ法による内部探査に供された場
合の測定精度の劣悪さや、含浸炭素の不具合な振
舞いによる素子の劣化の問題点に鑑み、パツシベ
ーシヨン保護層としての二酸化シリコン層の表面
に、シリコンリツチな二酸化シリコン層を形成す
ることにより、上記欠点を除去して、チヤージア
ツプ現象を防止し、もつて、内部探査に供された
際の測定精度を格段に向上させ、あわせて、素子
性能の劣化を確実に防止できる構造とした半導体
素子を提供せんとするものである。
〈構成〉
上記目的に沿うこの考案の構成は、第１図に示
すように、シリコン基板１のパツシベーシヨン保
護層としての、二酸化シリコン層の表面に、イオ
ン打込み法等の手法により、シリコンイオンを打
込んで、シリコンリツチな二酸化シリコン層を形
成したことを要旨とするものである。
すように、シリコン基板１のパツシベーシヨン保
護層としての、二酸化シリコン層の表面に、イオ
ン打込み法等の手法により、シリコンイオンを打
込んで、シリコンリツチな二酸化シリコン層を形
成したことを要旨とするものである。
〈実施例〉
続いて、第１図に基づいてこの考案の一実施例
を説明すれば以下の通りである。
を説明すれば以下の通りである。
第１図は、MOS構造のFETの内部探査を行う
場合を説明するものであり、Ｐ形シリコン基板１
の表層に、ｎ形ソースＳとｎ形ドレインＤとが形
成され、該基板１の表面は、パツシベーシヨン保
護層としての二酸化シリコン層２で覆われてい
て、この二酸化シリコン層２には、例えば、多結
晶シリコンが埋設されて、これがゲートＧを形成
している。なお、ｎ形ドレインＤはコンタクト４
を介して、例えば、アルミニウム被膜から成る配
線ライン５に接続されている。
場合を説明するものであり、Ｐ形シリコン基板１
の表層に、ｎ形ソースＳとｎ形ドレインＤとが形
成され、該基板１の表面は、パツシベーシヨン保
護層としての二酸化シリコン層２で覆われてい
て、この二酸化シリコン層２には、例えば、多結
晶シリコンが埋設されて、これがゲートＧを形成
している。なお、ｎ形ドレインＤはコンタクト４
を介して、例えば、アルミニウム被膜から成る配
線ライン５に接続されている。
さらに、二酸化シリコン層２の表面には、例え
ば、イオン打込み法によりシリコンが打ち込まれ
て、200Å程度の厚みを有するシリコンリツチな
二酸化シリコン層３が形成されている。
ば、イオン打込み法によりシリコンが打ち込まれ
て、200Å程度の厚みを有するシリコンリツチな
二酸化シリコン層３が形成されている。
電子ビームプローブ法による内部探査に際して
は、シリコンリツチな二酸化シリコン層３の上方
には、これを照射可能にビームガン６が配設さ
れ、さらに、被探査対象（図においては配線ライ
ン５）に臨むように、コレクタ７が配設されてい
る。
は、シリコンリツチな二酸化シリコン層３の上方
には、これを照射可能にビームガン６が配設さ
れ、さらに、被探査対象（図においては配線ライ
ン５）に臨むように、コレクタ７が配設されてい
る。
上記構成のFETによると、ビームガン６から
FETの配設ライン５に向けて照射された電子ビ
ームEBが、この配線ライン５上で二次電子esを生
起する。すると、この二次電子esがコレクタ７で
捕獲され、図示しない測定装置により信号処理が
施され、これにより、回路機能の情報が得られ
る。
FETの配設ライン５に向けて照射された電子ビ
ームEBが、この配線ライン５上で二次電子esを生
起する。すると、この二次電子esがコレクタ７で
捕獲され、図示しない測定装置により信号処理が
施され、これにより、回路機能の情報が得られ
る。
この場合、シリコンリツチな二酸化シリコン層
３の厚みは、シリコンイオンを打ち込む際の、イ
オン加速電圧の大きさや、雰囲気温度などを制御
することにより、所望の値に調整可能である。因
みに、打ち込まれるシリコンイオンは、二酸化シ
リコン層２の表面に対してランダムな方向から侵
入し、その結果、該層２が起伏に富んでいても、
その表面に沿つて一様な厚みでシリコンリツチな
二酸化シリコン層３が形成される。
３の厚みは、シリコンイオンを打ち込む際の、イ
オン加速電圧の大きさや、雰囲気温度などを制御
することにより、所望の値に調整可能である。因
みに、打ち込まれるシリコンイオンは、二酸化シ
リコン層２の表面に対してランダムな方向から侵
入し、その結果、該層２が起伏に富んでいても、
その表面に沿つて一様な厚みでシリコンリツチな
二酸化シリコン層３が形成される。
〈効果〉
以上のように、この考案によれば、パツシベー
シヨン保護層としての二酸化シリコン層に、シリ
コンリツチな二酸化シリコン層を形成する構成と
したことにより、シリコンリツチな二酸化シリコ
ン層は、所望の厚みで、一様に形成可能であり、
半導体素子の全表面にわたつて適度な導電性を確
保できるので、内部探査の測定精度を格段に向上
させるという効果が奏される。
シヨン保護層としての二酸化シリコン層に、シリ
コンリツチな二酸化シリコン層を形成する構成と
したことにより、シリコンリツチな二酸化シリコ
ン層は、所望の厚みで、一様に形成可能であり、
半導体素子の全表面にわたつて適度な導電性を確
保できるので、内部探査の測定精度を格段に向上
させるという効果が奏される。
また、基板と同質のシリコンを用いており、そ
の移動速度は、炭素に比べて極めて遅いので、半
導体素子の汚染原因とならず、素子性能の劣化を
伴わないという効果もある。
の移動速度は、炭素に比べて極めて遅いので、半
導体素子の汚染原因とならず、素子性能の劣化を
伴わないという効果もある。
加えて、シリコンリツチな二酸化シリコン層
は、従前より広く知られた、例えば、イオン打込
み法により、容易に形成できるので、新たな技術
開発などを行う必要がなく、コストアツプを回避
できるという利点がある。
は、従前より広く知られた、例えば、イオン打込
み法により、容易に形成できるので、新たな技術
開発などを行う必要がなく、コストアツプを回避
できるという利点がある。
第１図は、この考案の一実施例の構成を示す断
面図である。 １……Ｐ形シリコン基板、２……二酸化シリコ
ン層、３……シリコンリツチな二酸化シリコン
層。
面図である。 １……Ｐ形シリコン基板、２……二酸化シリコ
ン層、３……シリコンリツチな二酸化シリコン
層。
Claims (1)
- シリコン基板１を保護する二酸化シリコン層２
の表面に、シリコンリツチな二酸化シリコン層３
を形成したことを特徴とするチヤージアツプ現象
防止構造を有する半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15745384U JPH037951Y2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15745384U JPH037951Y2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172850U JPS6172850U (ja) | 1986-05-17 |
| JPH037951Y2 true JPH037951Y2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=30715446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15745384U Expired JPH037951Y2 (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH037951Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP15745384U patent/JPH037951Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6172850U (ja) | 1986-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5773989A (en) | Measurement of the mobile ion concentration in the oxide layer of a semiconductor wafer | |
| US4296372A (en) | Techniques for impressing a voltage with an electron beam | |
| US4382229A (en) | Channel hot electron monitor | |
| EP0165055B1 (en) | Method and apparatus for exposing photoresist by using an electron beam and controlling its voltage and charge | |
| US4168432A (en) | Method of testing radiation hardness of a semiconductor device | |
| US4609867A (en) | Method for measuring electrical potentials at buried solid state matter | |
| US5179433A (en) | Breakdown evaluating test element | |
| US4996576A (en) | Radiation-sensitive device | |
| Pham et al. | Ion-sensitive membranes fabricated by the ion-beam technique | |
| US5561387A (en) | Method for measuring gate insulation layer thickness | |
| Soliman et al. | Characteristics and radiation effects of MOS capacitors with Al2O3 layers in p-type silicon | |
| EP0100396B1 (en) | Determination of true electrical channel length of surface fet | |
| Marcus et al. | Scanning electron microscope studies of premature breakdown sites in GaAs IMPATT testers | |
| Ashby et al. | Identification of localized radiation damage in power MOSFETs using EBIC imaging | |
| Lau et al. | Quantitative imaging of local defects in very thin silicon dioxide films at low bias voltage by true oxide electron‐beam‐induced current | |
| Olthuis et al. | On the charge storage and decay mechanism in silicon dioxide | |
| JP3530357B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| Bhattacharya et al. | A study of electron damage effects during low voltage SEM metrology | |
| JPS61211950A (ja) | 大電流イオン注入装置に於けるイオン注入量測定装置 | |
| Popov et al. | Investigation of electrically active defects in Si-based semiconductor structures | |
| JPS6148656B2 (ja) | ||
| Jenq | HIGH-FIELD GENERATION OF INTERFACE STATES AND ELECTRON TRAPS IN MOS CAPACITORS. | |
| Li et al. | Probing proton damage in SOI CMOS technology by using lateral bipolar action | |
| WILLIAMSON | The Fabrication and Experimental Analysis of Metal-Insulator-Semiconductor Devices for Radiation Vulnerability Studies | |
| JPS6213619B2 (ja) |