JPH0482248A - 半導体装置の評価方法 - Google Patents
半導体装置の評価方法Info
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- JPH0482248A JPH0482248A JP19668690A JP19668690A JPH0482248A JP H0482248 A JPH0482248 A JP H0482248A JP 19668690 A JP19668690 A JP 19668690A JP 19668690 A JP19668690 A JP 19668690A JP H0482248 A JPH0482248 A JP H0482248A
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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。
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、半導体装置の評価方法に関する。より詳細に
は、本発明は、特に半導体層と前記半導体層上に形成さ
れたオーミック金属層との接触抵抗を正確に測定するこ
とができる新規な評価方法に関する。
は、本発明は、特に半導体層と前記半導体層上に形成さ
れたオーミック金属層との接触抵抗を正確に測定するこ
とができる新規な評価方法に関する。
従来の技術
半導体装置の設計または製造過程において行われる種々
の評価試験のひとつに、オーミック金属層の接触抵抗測
定がある。
の評価試験のひとつに、オーミック金属層の接触抵抗測
定がある。
第４図は、従来から知られている最も一般的な接触抵抗
の測定法であるＴ Ｌ Ｍ （Ｔｒａｎｓｒｎｉｓｓｉ
ｏｎＬｉｎｅ Ｍｅｔｈｏｄ）法を概略的に説明する図
である。
の測定法であるＴ Ｌ Ｍ （Ｔｒａｎｓｒｎｉｓｓｉ
ｏｎＬｉｎｅ Ｍｅｔｈｏｄ）法を概略的に説明する図
である。
ＴＬＭ法においては、まず、第４図に示すように、幅が
一定で長さが互いに異なる半導体層１ａ〜ＩＣを形成し
、各半導体層１ａ〜ＩＣの両端に、幅が一定で電極面積
の等しいオーミック金属による１対の電極２ａ、２ｂを
それぞれ形成する。即ち、ここでは、各半導体層１ａ〜
１Ｃを抵抗体とした複数の抵抗器３３〜３Ｃを作製する
。
一定で長さが互いに異なる半導体層１ａ〜ＩＣを形成し
、各半導体層１ａ〜ＩＣの両端に、幅が一定で電極面積
の等しいオーミック金属による１対の電極２ａ、２ｂを
それぞれ形成する。即ち、ここでは、各半導体層１ａ〜
１Ｃを抵抗体とした複数の抵抗器３３〜３Ｃを作製する
。
以上のようにして作製した試料としての抵抗器３８〜３
Ｃの抵抗値を実際に測定することにより、オーミンク電
極２ａおよび２ｂの接触抵抗と半導体層１８〜ＩＣのシ
ート抵抗を求めることができる。
Ｃの抵抗値を実際に測定することにより、オーミンク電
極２ａおよび２ｂの接触抵抗と半導体層１８〜ＩＣのシ
ート抵抗を求めることができる。
即ち、オーミック電極２ａ、２ｂの接触抵抗をＲｃ （
Ω・＋ｎｍ）、半導体層１ａ〜ｌｃのシート抵抗をＲｓ
ｈ （Ω／二）、半導体層の幅をａ （μｍ）、長さを
ｂ（μｍ）とそれぞれ表すと、抵抗器３ａ〜３Ｃの抵抗
値Ｒ（Ω）は、下記の式（１）によって表すことができ
る。
Ω・＋ｎｍ）、半導体層１ａ〜ｌｃのシート抵抗をＲｓ
ｈ （Ω／二）、半導体層の幅をａ （μｍ）、長さを
ｂ（μｍ）とそれぞれ表すと、抵抗器３ａ〜３Ｃの抵抗
値Ｒ（Ω）は、下記の式（１）によって表すことができ
る。
ａ ａ
第５図は、上述のようにして作製した試料としての抵抗
器３８〜３Ｃの抵抗測定値をプロットしたグラフである
。
器３８〜３Ｃの抵抗測定値をプロットしたグラフである
。
前述のように、抵抗器３ａ〜３Ｃは互いに異なる長さで
作製されているので、上述の式（１）のように表される
抵抗値Ｒを長さｂの関数としてグラフにプロットしてフ
ィッティングすることにより、図中に実線で示す直線の
切片から接触抵抗ＲＣを、傾きよりシート抵抗Ｒｓｈを
それぞれ求めることができる。
作製されているので、上述の式（１）のように表される
抵抗値Ｒを長さｂの関数としてグラフにプロットしてフ
ィッティングすることにより、図中に実線で示す直線の
切片から接触抵抗ＲＣを、傾きよりシート抵抗Ｒｓｈを
それぞれ求めることができる。
課題が解決しようさする課題
ところで、上述のような従来の測定方法によって求めた
接触抵抗Ｒｃ は、実際には必ずしも正確ではないこと
が判明している。
接触抵抗Ｒｃ は、実際には必ずしも正確ではないこと
が判明している。
即ち、実際に抵抗器３８〜３Ｃの抵抗値を測定する場合
には、測定に使用するプローバはオーミック電極２ａ、
２ｂとの間に寄生的な抵抗が発生する。
には、測定に使用するプローバはオーミック電極２ａ、
２ｂとの間に寄生的な抵抗が発生する。
この寄生抵抗をＲｐとすると、抵抗器３ａ〜３Ｃの抵抗
値の実測値Ｒは、実際には下記の式（２）を意味してい
ると考えられる。
値の実測値Ｒは、実際には下記の式（２）を意味してい
ると考えられる。
上記式（２）により、抵抗値Ｒを長さｂの関数としてグ
ラフにプロットしてフィッティングした場合、第５図中
に点線で示すように、直線の傾きは変化しないが、切片
の値は寄生抵抗Ｒ１の分だけシフトする。従って、シー
ト抵抗Ｒ５ｈの値はＴ Ｌ Ｍ法によっても正確に求め
ることができるが、接触抵抗Ｒｃは、必ずしも正確な値
が得られるわけではない。
ラフにプロットしてフィッティングした場合、第５図中
に点線で示すように、直線の傾きは変化しないが、切片
の値は寄生抵抗Ｒ１の分だけシフトする。従って、シー
ト抵抗Ｒ５ｈの値はＴ Ｌ Ｍ法によっても正確に求め
ることができるが、接触抵抗Ｒｃは、必ずしも正確な値
が得られるわけではない。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決して、
より正確に接触抵抗を測定し得る新規な測定方法を提供
することをその目的としている。
より正確に接触抵抗を測定し得る新規な測定方法を提供
することをその目的としている。
課題を解決するための手段
即ち、本発明に従うと、半導体層と、前記半導体層に対
してオーム性結合されたオーミック金属層との接触抵抗
を評価する方法であって、幅と長さとの比が一定であり
、且つ、互いに面積が異なる同一の材料により形成され
た複数の半導体層と、前記半導体層の両端に各々同じ材
料により形成された１対のオーミック電極とからなる抵
抗器を試料として作製し、前記複数の抵抗器を測定して
得られた複数の抵抗値Ｒを、下記の式；・但し、Ｒｐは
、測定用プローバとオーミック電極との寄生的な接触抵
抗であり、 Ｒｏは、半導体層とオーミック電極との接に基づいて、
ひとつのグラフ上に［１／ａ（但し、ａは上記の通り）
〕の関数としてプロットすることにより、前記半導体層
と前記オーミック電極との間の接触抵抗を求めることを
特徴とする半導体装置の評価方法が提供される。
してオーム性結合されたオーミック金属層との接触抵抗
を評価する方法であって、幅と長さとの比が一定であり
、且つ、互いに面積が異なる同一の材料により形成され
た複数の半導体層と、前記半導体層の両端に各々同じ材
料により形成された１対のオーミック電極とからなる抵
抗器を試料として作製し、前記複数の抵抗器を測定して
得られた複数の抵抗値Ｒを、下記の式；・但し、Ｒｐは
、測定用プローバとオーミック電極との寄生的な接触抵
抗であり、 Ｒｏは、半導体層とオーミック電極との接に基づいて、
ひとつのグラフ上に［１／ａ（但し、ａは上記の通り）
〕の関数としてプロットすることにより、前記半導体層
と前記オーミック電極との間の接触抵抗を求めることを
特徴とする半導体装置の評価方法が提供される。
作用
本発明に係る半導体装置の評価方法は、オーミック金属
の接触抵抗の測定に際して、使用する試料を、一定のプ
ロポーションを保ちながら互いに寸法の異なる複数の抵
抗器とすることをその主要な特徴としている。
の接触抵抗の測定に際して、使用する試料を、一定のプ
ロポーションを保ちながら互いに寸法の異なる複数の抵
抗器とすることをその主要な特徴としている。
即ち、本発明に係る方法においては、各試料の抵抗値Ｒ
を、既に説明した式（２）によって、寄生抵抗Ｒゆも加
味して取り扱う。
を、既に説明した式（２）によって、寄生抵抗Ｒゆも加
味して取り扱う。
ここで、本発明に係る方法においては、各試料の幅ａと
長さｂの比が一定なので、式（２）右辺第３項の係数Ｃ
ｂ ／ ａ 〕は一定である。従って、試料のオーミッ
ク電極の接触抵抗Ｒｃは、１／ａの関数として、プロー
バの寄生的な接触抵抗Ｒ，とは無関係にプロットするこ
とができる。従って、寄生的な接触抵抗Ｒ１の如何に関
わらず、オーミック電極の接触抵抗Ｒ６を正確に得るこ
とができる。
長さｂの比が一定なので、式（２）右辺第３項の係数Ｃ
ｂ ／ ａ 〕は一定である。従って、試料のオーミッ
ク電極の接触抵抗Ｒｃは、１／ａの関数として、プロー
バの寄生的な接触抵抗Ｒ，とは無関係にプロットするこ
とができる。従って、寄生的な接触抵抗Ｒ１の如何に関
わらず、オーミック電極の接触抵抗Ｒ６を正確に得るこ
とができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。
実施例
第１図は、本発明に係る方法において使用する試料の作
製例を説明する図である。
製例を説明する図である。
本発明に係る方法にふいても互いに寸法の異なる複数の
試料を使用する。但し、ここで使用する試料は、第１図
に示すように、幅と長さとの比が一定で互いに寸法の異
なる複数の半導体層ＩＸ〜１ｚに対してそれぞれ１対の
オーミック電極２ｘ１２ｙを形成した抵抗器３ｘ〜３２
である。
試料を使用する。但し、ここで使用する試料は、第１図
に示すように、幅と長さとの比が一定で互いに寸法の異
なる複数の半導体層ＩＸ〜１ｚに対してそれぞれ１対の
オーミック電極２ｘ１２ｙを形成した抵抗器３ｘ〜３２
である。
第３図は、上述のような試料を実際に作製する工程を示
す図である。
す図である。
本実施例では、第３図に示すように、半絶縁性のＧａＡ
ｓウェハを基板１１として、この基板１１上に、ＭＢＥ
法またはＯＭＶＰＥ法等によりＳｉ −ＧａＡｓをＩ
ＸＩＯ”ｃｍ−３の濃度で約０．５μｍエピタキシャル
成長させ、これを半導体層１２とした。
ｓウェハを基板１１として、この基板１１上に、ＭＢＥ
法またはＯＭＶＰＥ法等によりＳｉ −ＧａＡｓをＩ
ＸＩＯ”ｃｍ−３の濃度で約０．５μｍエピタキシャル
成長させ、これを半導体層１２とした。
次に、第３図ら〕に示すように、半導体層１２上にパタ
ーニングしたレジスト層１３を形成する。このとき、レ
ジスト層１３のパターンは、第３図（Ｘ）に平面図とし
て示すように、試料としての抵抗器の寸法に合わせて、
幅が〔ａ〕に、長さが〔ｂ＋２Ｃ〕となるようにする。
ーニングしたレジスト層１３を形成する。このとき、レ
ジスト層１３のパターンは、第３図（Ｘ）に平面図とし
て示すように、試料としての抵抗器の寸法に合わせて、
幅が〔ａ〕に、長さが〔ｂ＋２Ｃ〕となるようにする。
但し、〔Ｃ〕は、後述するオーミック電極が半導体層１
２上に重畳される領域の長さである。尚、図示は省略し
ているが、実際には、〔幅×長さ〕を、［２ａＸ （２
ｂ＋２ｃ））、［３ａＸ （３ｂ＋２ｃ））とした複数
の試料を作製する。
２上に重畳される領域の長さである。尚、図示は省略し
ているが、実際には、〔幅×長さ〕を、［２ａＸ （２
ｂ＋２ｃ））、［３ａＸ （３ｂ＋２ｃ））とした複数
の試料を作製する。
続いて、第３図（Ｃ）に示すように、レジスト層１３を
マスクとしてアンモニア系エッチ剤により、半導体層１
２および基板１１の一部をエツチング除去し、試料とな
る抵抗器の抵抗体に相当する半導体層１２をパターニン
グする。
マスクとしてアンモニア系エッチ剤により、半導体層１
２および基板１１の一部をエツチング除去し、試料とな
る抵抗器の抵抗体に相当する半導体層１２をパターニン
グする。
次に、−旦しシスト層１３を除去した後に、第３図（ｄ
）に示すように、オーミック電極のパターンを、レジス
ト層１４により形成する。このとき、第３図（３’）に
示すように、レジスト層１４に形成されたパターンは、
所望のオーミック電極のパターンよりも幅〔ｄ〕だけマ
ージンをとって形成されている。
）に示すように、オーミック電極のパターンを、レジス
ト層１４により形成する。このとき、第３図（３’）に
示すように、レジスト層１４に形成されたパターンは、
所望のオーミック電極のパターンよりも幅〔ｄ〕だけマ
ージンをとって形成されている。
最後に、第３図（ｅ）に示すように、レジスト層１４を
マスクとして、リフトオフ法によりオーミック金属層１
５を形成した後、合金化処理を行う。
マスクとして、リフトオフ法によりオーミック金属層１
５を形成した後、合金化処理を行う。
以上のようにして、オーミック金属層１５による１対の
電極を備えた抵抗器が完成する。
電極を備えた抵抗器が完成する。
前述のように、試料は、互いに寸法を変えて少なくとも
３つ作製され、各々の抵抗値が測定される。
３つ作製され、各々の抵抗値が測定される。
第２図は、上述のようなプロセスにより作製された試料
としての抵抗器の抵抗測定値Ｒを半導体層の幅の逆数１
／Ｈの関数としてプロットしたグラフである。
としての抵抗器の抵抗測定値Ｒを半導体層の幅の逆数１
／Ｈの関数としてプロットしたグラフである。
前述の式（２）より、このグラフにおける直線の傾きか
ら、オーミック金属の接触抵抗Ｒｃを求めることができ
る。
ら、オーミック金属の接触抵抗Ｒｃを求めることができ
る。
なお、本実施例ではＧａＡｓ系半導体に対するオーミッ
ク金属の接触抵抗の評価について説明したが、ＩｎＰ系
等の他の半導体とオーミック金属との接触抵抗の評価に
も本発明に係る方法が適用できることはいうまでもない
。
ク金属の接触抵抗の評価について説明したが、ＩｎＰ系
等の他の半導体とオーミック金属との接触抵抗の評価に
も本発明に係る方法が適用できることはいうまでもない
。
発明の詳細
な説明したように、本発明に係る方法によれば、測定用
のブローμとオーミック電極との間に生じる寄生的な抵
抗の影響を排除して、オーミック電極の接触抵抗を正確
に評価することができる。
のブローμとオーミック電極との間に生じる寄生的な抵
抗の影響を排除して、オーミック電極の接触抵抗を正確
に評価することができる。
従って、本発明に係る方法は、オーミック金属層を含む
種々の半導体装置の設計および評価に広く利用すること
ができる。
種々の半導体装置の設計および評価に広く利用すること
ができる。
第１図は、本発明に係る評価方法において使用される試
料の形状の特徴を示す図であり、第２図は、第１図に示
した試料を使用した評価方法を説明するグラフであり、 第３図は、本発明に係る方法において使用する試料の作
製プロセスを説明する図であり、第４図は、従来のＴＬ
Ｍ法によるオーミック金属の接触抵抗の測定方法におい
て使用する試料の形状を説明する図であり、 第５図は、第４図に示した試料を使用した評価方法を説
明するグラフである。 〔主な参照番号〕 １ａ〜１ｂ、１ｘ〜１ｚ・・・半導体層、２ａ１２ｂ１
２ｘ１２ｙ・ ・ ・オーミック電極、３ａ〜３Ｃ１３
ｘ〜３ｚ・・・抵抗器 １１・・・基板（ＧａＡｓ半絶縁性基板）、１２・・・
半導体層（Ｓｉ−ＧａＡｓ堆積層）、１３．１４・・・
レジスト層、 １５・・・オーミック金属層 特許出願人 住友電気工業株式会社
料の形状の特徴を示す図であり、第２図は、第１図に示
した試料を使用した評価方法を説明するグラフであり、 第３図は、本発明に係る方法において使用する試料の作
製プロセスを説明する図であり、第４図は、従来のＴＬ
Ｍ法によるオーミック金属の接触抵抗の測定方法におい
て使用する試料の形状を説明する図であり、 第５図は、第４図に示した試料を使用した評価方法を説
明するグラフである。 〔主な参照番号〕 １ａ〜１ｂ、１ｘ〜１ｚ・・・半導体層、２ａ１２ｂ１
２ｘ１２ｙ・ ・ ・オーミック電極、３ａ〜３Ｃ１３
ｘ〜３ｚ・・・抵抗器 １１・・・基板（ＧａＡｓ半絶縁性基板）、１２・・・
半導体層（Ｓｉ−ＧａＡｓ堆積層）、１３．１４・・・
レジスト層、 １５・・・オーミック金属層 特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体層と、前記半導体層に対してオーム性結合され
たオーミック金属層との接触抵抗を評価する方法であっ
て、 幅と長さとの比が一定であり、且つ、互いに面積が異な
る同一の材料により形成された複数の半導体層と、前記
半導体層の両端に各々同じ材料により形成された１対の
オーミック電極とからなる抵抗器を試料として作製し、 前記複数の抵抗器を測定して得られた複数の抵抗値Ｒを
、下記の式； Ｒ＝Ｒ＿ｐ＋（２Ｒ＿ｃ／ａ）＋（ｂ／ａ）Ｒ＿ｓ＿ｈ
〔但し、Ｒ＿ｐは、測定用プローバとオーミック電極と
の寄生的な接触抵抗であり、 Ｒ＿ｃは、半導体層とオーミック電極との接触抵抗値で
あり、 Ｒ＿ｓ＿ｈは、半導体層のシート抵抗値であり、ａおよ
びｂは、半導体層の幅および長さで ある。〕 に基づいて、ひとつのグラフ上に〔１／ａ（但し、ａは
上記の通り）〕の関数としてプロットすることにより、
前記半導体層と前記オーミック電極との間の接触抵抗を
求めることを特徴とする半導体装置の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19668690A JPH0482248A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 半導体装置の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19668690A JPH0482248A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 半導体装置の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0482248A true JPH0482248A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16361911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19668690A Pending JPH0482248A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 半導体装置の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0482248A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663651A (en) * | 1994-10-19 | 1997-09-02 | Nec Corporation | Method of separately determining plug resistor and interfacial resistor and test pattern for the same |
| US6908777B2 (en) * | 1997-03-26 | 2005-06-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Compound semiconductor device and method for controlling characteristics of the same |
| JP2006352035A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | コンタクト抵抗評価方法及びコンタクト抵抗評価用構造体 |
| JP2007073886A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉウエーハの評価方法 |
| CN109545699A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-29 | 中国科学院微电子研究所 | 一种测量SiC衬底背面欧姆接触的比接触电阻率的方法 |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP19668690A patent/JPH0482248A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663651A (en) * | 1994-10-19 | 1997-09-02 | Nec Corporation | Method of separately determining plug resistor and interfacial resistor and test pattern for the same |
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| CN109545699A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-29 | 中国科学院微电子研究所 | 一种测量SiC衬底背面欧姆接触的比接触电阻率的方法 |
| CN109545699B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-08-18 | 中国科学院微电子研究所 | 一种测量SiC衬底背面欧姆接触的比接触电阻率的方法 |
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