JPH0442552A - 半導体装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特に集積回路の製造において、
回路中に使用されるトランジスタ、抵抗器などの素子革
体の電気的特性を試験するための試験用回路の構造及び
配置に関する。

〔従来の技術〕

集積回路上には種々の素子が集積されているがその中に
は、基板上の不純物拡散層や各種の配線層、さらに拡散
層と配線層あるいは異なる二つの配線層同士を接触させ
るために設けられた眉間絶縁膜上の穴、即ちコンタクト
ホールなど、畦独の抵抗値を評価する必要のあるものが
多（含まれる。これらの抵抗値を直接評価するためには
、集積回路と同一の半導体基板上に畦独の素子特性の試
験用の回路を設置することが一般的である。

試作品評価だけでなく量産品の品質管理にも不可欠なこ
れら試験用抵抗器は、集積回路本体の高集積化の妨げに
ならないよう、また数の限られた探針を使って可能な限
り効率的に測定作業を行えるよう、第２図に例示したよ
うに、複数の素子を並べて測定用電極１の一部を共通化
して（１ｃ）設置することが多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の技術によって第２図のような試鉄用回路
を構成した場合、配線金属層間のコンタクトホール連鎖
２のように抵抗値が比較的低い抵抗器を測定する際に、
測定用探針と電極１の間の接触抵抗が無視できない外乱
要因となり、測定結果の精度を損なうという問題が生ず
る。

第６図のように抵抗器の両端に二つずつの電極１α、１
ｂを接続し、両１ｂ間に一定の電流を流して１α間の電
圧を測定する、所謂四端子抵抗測定法を用いるようにす
れば、電圧計に電流は流れないので電極１αにおける接
触抵抗による電圧降下はゼロとなり、前記の探針−電極
間の接触抵抗による測定精度の低下を防ぐことができる
が、ひとつの抵抗器に専用の四つの電極と探針が必要に
なり、占有面積の増大と測定作業の効率の低下を招く結
果となる。

本発明は、このような従来の半導体集積回路の試験用回
路が持つ寄生接触抵抗による測定精度劣化、あるいはそ
れを避けようとした時に生ずる占有面積の増大と測定作
業効率の低下の問題を解決するもので、その目的とする
ところは、半導体集積回路の試験用回路評価データの精
度の向上を、占有面積の増大や作業効率の低下無しに提
供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、半導体基板表面に抵抗素子特性
試験のための試験用回路と、試験用回路を測定する際の
探針を受けるための測定用電極とを有する半導体装置に
おいて、６個以上の試験用抵抗器が、１個以上の測定用
電極を各々の間に挾んで直列に接続されていることを特
徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、前記試験用回路を構成す
る直列に接続された３個以上の抵抗器のうち、比較的抵
抗値の低い抵抗器を回路中央に配置することによって、
残りの抵抗器との間に挾まれた二つの電極を電圧測定用
電極とし、他の抵抗器を介して定電流を流すことで、前
述の四端子抵抗測定法を用いて寄生接触抵抗を含まない
精度のよい抵抗測定が可能となる。

言うまでもなく、定電流を流すために流用した隣接する
抵抗器の抵抗値は、電圧測定用電極の外側なので、測定
値には何ら影響しない。また、定電流を流すために使用
した二つの電極は、そのまま他の抵抗器を測定するため
に使用できるので、前記の中央に配置した比較的抵抗値
の低い抵抗器に占有されるのでな（、その占有面積は二
端子抵抗測定法と同等であり、さらに、−度の探針作業
で測定可能な抵抗器の数も二端子抵抗測定法と同等であ
る。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例における半導体装置の試験用
回路の配置を示す平面図であって、拡散層抵抗器、配線
金属間コンタクトホール連鎖抵抗ポリシリコン抵抗器の
例を示す。

１α及び１ｂは測定用電極、２は配線金属間コンタクト
ホール連鎖抵抗、６は拡散層抵抗器、４はポリシリコン
抵抗器を表す。

拡散層抵抗器５とポリシリコン抵抗器４は、通常、抵抗
値が探針と電極間の接触抵抗の１００倍以上あるので、
それぞれの抵抗器の両端に隣接する二つずつの電極を用
いて普通の二端子測定を行っても、接触抵抗に起因する
精度低下は１％未満であるため問題無い。しかし、配線
金属間コンタクトホール連鎖抵抗２は、１００個以上直
列に連鎖するように配置しても、せいぜい接触抵抗の士
数倍程度にしかならず、二端子測定法では精度が著しく
低い。

そこで、拡散層抵抗器３とポリシリコン抵抗器４を介し
て回路の両端の電極１ｂから一定の貫通電流を流し、配
線金属間フンタクトホール連鎖抵抗２に隣接する電極１
αに現れる電位差を測定する、所謂、四端子抵抗測定を
行う。この時測定される電位差は、配線金属間コンタク
トホール連鎖抵抗２のみによる電圧隣下分であり、拡散
層抵抗器６やポリシリコン抵抗器４の影響を受けない。

また、電圧計には電流は流れないため、電極１αにおけ
る接触抵抗に起因する電圧降下はゼロになリ、測定値は
接触抵抗の影響を受けない。

しかも、図より明らかに、本発明による第１図の試験用
回路は、測定用電極数においても占有面積においても、
第２図の従来の回路と同等であると言える。

このような構造及び測定方法により、占有面積の増大や
作業効率の低下無しに、°測定用探針と電極間の接触抵
抗の影響を除去することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、半導体集積回路の試
験用抵抗回路の測定に際して、占有面積の増大や作業効
率の低下を招くこと無く、測定用探針と電極間の接触抵
抗の影響を除去し、測定精度を向上させることが可能と
なる。

イブ領域内の配置及び接続の例を示す平面図であす、第
ｊ図は、従来技術による四端子抵抗測定法用のパターン
配置と接続の例を示す平面図。

１・・・・・・・・・測定用電極（但し、１αは四端子
測定時の電圧測定端子を、１ｂは同じ（定 電流印加用電極を、１Ｃは２端子測定 時の共通端子としての役割を担う） ２・・・・・・・・・配線金属間コンタクトホール連鎖
抵抗５・・・・・・・−・拡散層抵抗器 ４・・・−・・・ポリシリコン抵抗器 以上

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における半導体装置の試験用
回路の配置及び接続を示す平面図である。第２図は、従
来技術による試験用回路のスクラ出願人　セイコーエプ
ソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板表面に抵抗素子特性試験のための試験用回
   路と、試験用回路を測定する際の探針を受けるための測
   定用電極とを有する半導体装置において、３個以上の試
   験用抵抗器が、１個以上の測定用電極を各々の間に挾ん
   で直列に接続されていることを特徴とする半導体装置。