JPS6132537A - 半導体解析装置 - Google Patents
半導体解析装置Info
- Publication number
- JPS6132537A JPS6132537A JP15434784A JP15434784A JPS6132537A JP S6132537 A JPS6132537 A JP S6132537A JP 15434784 A JP15434784 A JP 15434784A JP 15434784 A JP15434784 A JP 15434784A JP S6132537 A JPS6132537 A JP S6132537A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- lsi
- electron
- layer
- irradiated
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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、ＬＳＩ等の半導体装置の解析装置に関するも
のであシ、特にＬＳＩ内部の構造並びに電気的状態を解
析する装置を提供する。
のであシ、特にＬＳＩ内部の構造並びに電気的状態を解
析する装置を提供する。
従来例の構成とその問題点
ＬＳＩの高密度化、高集積化に伴い、ＬＳＩの故障解析
をＬＳＩの入出力端子を用いた電気的方法だけでは不充
分になってきておシ、ＬＳＩの内部回路の電気的状態を
測定、観察する必要がある。
をＬＳＩの入出力端子を用いた電気的方法だけでは不充
分になってきておシ、ＬＳＩの内部回路の電気的状態を
測定、観察する必要がある。
従来、上記目的の為、ＬＳＩのへβ配線パターンを金属
探針で接触させて、電気的測定を行っていた。しかしこ
の方法は、ＬＳＩの微細化に伴ないＬＳ、Ｉのへβ配線
に対する機械的接触が困難になってくること、及び金属
探針の有する容量によシ、測定精度の劣化等の問題があ
る。
探針で接触させて、電気的測定を行っていた。しかしこ
の方法は、ＬＳＩの微細化に伴ないＬＳ、Ｉのへβ配線
に対する機械的接触が困難になってくること、及び金属
探針の有する容量によシ、測定精度の劣化等の問題があ
る。
上記の問題に対し、走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）を応用
したＥＢ（Ｅλｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ ）テスターが
開発され実用化されている。本方法は、真空の試料室内
のＬＳＩ表面に、数ＫＶに加速した電子ビームを照射し
、ＬＳＩ表面から放出される二次電子を検出し、二次電
子像あるいは内部波形として観察するものであり、ＬＳ
Ｉの微細化に対応できる特長を有している。一方、この
方法には、■ 試料室を真空にする必要がある為、測定
に時間を要し、非効率的である。■ ＬＳＩ表面に電子
ビームを照射する為電子ビームによる損傷によリＬＳＩ
あるいはＬＳＩを構成するトランジスター素子が特性変
動する。■ 装置が高価である。
したＥＢ（Ｅλｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ ）テスターが
開発され実用化されている。本方法は、真空の試料室内
のＬＳＩ表面に、数ＫＶに加速した電子ビームを照射し
、ＬＳＩ表面から放出される二次電子を検出し、二次電
子像あるいは内部波形として観察するものであり、ＬＳ
Ｉの微細化に対応できる特長を有している。一方、この
方法には、■ 試料室を真空にする必要がある為、測定
に時間を要し、非効率的である。■ ＬＳＩ表面に電子
ビームを照射する為電子ビームによる損傷によリＬＳＩ
あるいはＬＳＩを構成するトランジスター素子が特性変
動する。■ 装置が高価である。
等の問題がある。
又、一方では上述の問題に対し、大気中でＬＳＩ表面に
レーザ光を照射し、ＬＳＩ基板内で発生する光吸収電流
を検出し、光吸収電流像と；〜て、ＬＳＩの内部電位状
態を観察可能なレーザー走査形超音波顕微鏡装置がたと
えば特開昭５６−１３５１５３号に提案されている。
レーザ光を照射し、ＬＳＩ基板内で発生する光吸収電流
を検出し、光吸収電流像と；〜て、ＬＳＩの内部電位状
態を観察可能なレーザー走査形超音波顕微鏡装置がたと
えば特開昭５６−１３５１５３号に提案されている。
ここに示された方法は、真空系を必要としない為、効率
的な解析が可能となり、更にレーザービームを用いる為
、ＬＳＩの特性変動がなくなり有効な方法である。しか
しながら、この方法は、光吸収電流に伴う信号を検出す
る為、ＬＳＩの内部構造、即ちＬＳＩ基板の種類あるい
は拡散層の種類により光吸収電流に伴う信号変化が異な
ってくる。特に０ＭＯ８構造のＬＳＩＫ於いては、ｎチ
ャンネルＭＯ８−ＦＥＴと、ｐチャンネルＭＯ８−ＦＥ
Ｔでは、同一電位であっても、光吸収電流像は変わって
くる。これは、レーザー光照射によって、半導体基板内
に励起される電子−正孔対の電子と正孔では半導体基板
内における振舞が異なる為である。
的な解析が可能となり、更にレーザービームを用いる為
、ＬＳＩの特性変動がなくなり有効な方法である。しか
しながら、この方法は、光吸収電流に伴う信号を検出す
る為、ＬＳＩの内部構造、即ちＬＳＩ基板の種類あるい
は拡散層の種類により光吸収電流に伴う信号変化が異な
ってくる。特に０ＭＯ８構造のＬＳＩＫ於いては、ｎチ
ャンネルＭＯ８−ＦＥＴと、ｐチャンネルＭＯ８−ＦＥ
Ｔでは、同一電位であっても、光吸収電流像は変わって
くる。これは、レーザー光照射によって、半導体基板内
に励起される電子−正孔対の電子と正孔では半導体基板
内における振舞が異なる為である。
発明の目的
本発明は以上の様な問題に鑑みなされたものであり、微
細化高密度化ＬＳＩの解析を大気中で実施でき、かつ被
解析ＬＳＩに対し損傷を与えずに正確なＬＳＩの電位測
定が可能な半導体解析装置を提供するものである。
細化高密度化ＬＳＩの解析を大気中で実施でき、かつ被
解析ＬＳＩに対し損傷を与えずに正確なＬＳＩの電位測
定が可能な半導体解析装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は、ＬＳＩ表面にレーザー光を照射し、半導体内
で発生する電子、正孔対の電子、正孔による電流変化を
別々に検出可能とすること、及び各々の電流変化量を別
々に表示する事を特徴とする半導体解析装置である。
で発生する電子、正孔対の電子、正孔による電流変化を
別々に検出可能とすること、及び各々の電流変化量を別
々に表示する事を特徴とする半導体解析装置である。
実施例の説明
本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明する。第
１図は本発明で用いるレーザー照射によって励起される
電子−正孔対の振舞を示す説明図、第２図は本発明半導
体解析装置の一実施例の説明図である。
１図は本発明で用いるレーザー照射によって励起される
電子−正孔対の振舞を示す説明図、第２図は本発明半導
体解析装置の一実施例の説明図である。
第１図＜ａ） 、 （ｂ）に於いてｐ形シリコン基板１
にはｎウェル２、ｎチャンネルＭＯ８−ＦＥＴのソース
、ドレイン領域３及び基板電位固定の為の基板コンタク
ト４が形成されている。更にｎウェル２の内部には、ｐ
チャンネルＭＯ３−ＦＥＴのソース、ドレイン領域６並
び１ｆｃｎウ工ル電位固定の為のウェルコンタクト６が
形成され、０ＭＯ８構造のＬＳＩが構成されている。本
ＣＭＯ３−ＬＳＩＫＧＮＤ電位並びに電源電圧を印加し
、レーザー光照射を行なった場合の様子を考える。
にはｎウェル２、ｎチャンネルＭＯ８−ＦＥＴのソース
、ドレイン領域３及び基板電位固定の為の基板コンタク
ト４が形成されている。更にｎウェル２の内部には、ｐ
チャンネルＭＯ３−ＦＥＴのソース、ドレイン領域６並
び１ｆｃｎウ工ル電位固定の為のウェルコンタクト６が
形成され、０ＭＯ８構造のＬＳＩが構成されている。本
ＣＭＯ３−ＬＳＩＫＧＮＤ電位並びに電源電圧を印加し
、レーザー光照射を行なった場合の様子を考える。
先づ、ｎウェル２側にレーザー光７照射の場合について
第１図（８）を用いて説明する。微細に絞ったレーザー
光（本実施例に於いては、Ｈｅ −Ｎ ｏレーザーを数
μｍφ に絞っている。）がＬＳＩ表面のａ点に照射さ
れるとｎウェル１内で照射レーザーパワーに応じて電子
（−）−正孔（＋）対７が生成される。ここで生成され
た電子、正孔のうちの一部は再結合により消滅するが、
残りの電子の多くはｎ＋層６へ流れ、外部端子へ至り、
電子電流−となる。一方、残りの正孔の多くは、ｐ 層
４へ流れ、外部端子へ至り正孔電流Ｉｈとなる。
第１図（８）を用いて説明する。微細に絞ったレーザー
光（本実施例に於いては、Ｈｅ −Ｎ ｏレーザーを数
μｍφ に絞っている。）がＬＳＩ表面のａ点に照射さ
れるとｎウェル１内で照射レーザーパワーに応じて電子
（−）−正孔（＋）対７が生成される。ここで生成され
た電子、正孔のうちの一部は再結合により消滅するが、
残りの電子の多くはｎ＋層６へ流れ、外部端子へ至り、
電子電流−となる。一方、残りの正孔の多くは、ｐ 層
４へ流れ、外部端子へ至り正孔電流Ｉｈとなる。
次に、ｐ形シリコン基板１側にレーザー光照射の場合に
ついて第１図（至）を用いて説明する。ｂ点にレーザー
光を照射すると、前述と同様に電子−正孔対が生成され
る。これらの電子−正孔対も一部は再−結合によシ消滅
するが、残りの電子−正孔対のうちの電子は主としてｎ
＋層６へ、正孔は主としてｐ＋層４へ流れ、前述と同様
に電子電流！。。
ついて第１図（至）を用いて説明する。ｂ点にレーザー
光を照射すると、前述と同様に電子−正孔対が生成され
る。これらの電子−正孔対も一部は再−結合によシ消滅
するが、残りの電子−正孔対のうちの電子は主としてｎ
＋層６へ、正孔は主としてｐ＋層４へ流れ、前述と同様
に電子電流！。。
正孔電流Ｉｈとして外部端子へ至る。
一般に半導体基板内で発生した電子はｎ＋層へ、正孔は
ｐ＋層へ流れる性質を有するが、更に同じｎ＋層でも電
位の高いｎ＋層の方へ電子は流れやすい。又同じｐ＋層
でも電位の低いｐ＋層の方へ正孔は流れやすい。この為
、レーザー光照射による電子電流Ｉｅ、正孔電流Ｉｈの
量は、主としてレーザー光照射位置とｎ＋層６およびｐ
＋層７の電圧によって左右される。従って■。、Ｉｈを
検出する事によりレーザー光照射点の各、拡散の種類と
その電位状態を調べる事ができる。
ｐ＋層へ流れる性質を有するが、更に同じｎ＋層でも電
位の高いｎ＋層の方へ電子は流れやすい。又同じｐ＋層
でも電位の低いｐ＋層の方へ正孔は流れやすい。この為
、レーザー光照射による電子電流Ｉｅ、正孔電流Ｉｈの
量は、主としてレーザー光照射位置とｎ＋層６およびｐ
＋層７の電圧によって左右される。従って■。、Ｉｈを
検出する事によりレーザー光照射点の各、拡散の種類と
その電位状態を調べる事ができる。
本発明は、以上述べたような半導体内に於ける電子、正
孔の性質を利用し、拡散層の種類並びにその電圧状態を
観察可能とするものである。本発明半導体解析装置の一
実施例を第２図を用いて説明する。第２図に於いて、被
解析ＬＳＩ１１のＧＮＤ端子１２はｏＶ電源１４、電源
端子１３は６ｖ電源１５が接続され、各々の電源には、
電流検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続され定常状態に於け
る電流値が検出される。ここで、被解析ＬＳ１１１の表
面に、レーザー光学系により、微小に絞られたレーザー
光１６が照射されると、前述の原理により、正孔電流に
よるＧＮＤ電流の変化量がＲ１により検出され、又、電
子電流による電源電流の変化量がＲ２によって検出され
る。これらの電流値はＡ／Ｄ変換器１７及び１８によシ
、ディジタール変換されたのち、フレームメモリ１９及
び２゜ＬＳＩのレーザー照射点に対応して別々に記憶さ
れる。
孔の性質を利用し、拡散層の種類並びにその電圧状態を
観察可能とするものである。本発明半導体解析装置の一
実施例を第２図を用いて説明する。第２図に於いて、被
解析ＬＳＩ１１のＧＮＤ端子１２はｏＶ電源１４、電源
端子１３は６ｖ電源１５が接続され、各々の電源には、
電流検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続され定常状態に於け
る電流値が検出される。ここで、被解析ＬＳ１１１の表
面に、レーザー光学系により、微小に絞られたレーザー
光１６が照射されると、前述の原理により、正孔電流に
よるＧＮＤ電流の変化量がＲ１により検出され、又、電
子電流による電源電流の変化量がＲ２によって検出され
る。これらの電流値はＡ／Ｄ変換器１７及び１８によシ
、ディジタール変換されたのち、フレームメモリ１９及
び２゜ＬＳＩのレーザー照射点に対応して別々に記憶さ
れる。
次に、ＬＳＩ表面をレーザー走査する為に、Ｘ−Ｙ方向
にレーザー光を移動させる為に、ｘ−Ｙミラー２１によ
りＬＳＩ表面の任意領域がＸ−Ｙ方向に走査される。こ
のとき、コントローラー２２は、Ｘ−Ｙミラー４ＪＩＩ
御トＡ／Ｄ変換器１７ ＋ １８の制御並びにフレーム
メモリ１９ 、２０の制御を行ない、ＬＳＩ表面上のレ
ーザー光照射点の二次元座標と、フレームメモリのアド
レスとを対応させながら、ＧＮＤ端子電流、電源端子電
流を記憶する。更にフレームメモリ１９ 、２０の出力
は、画像処理装置２３．２４に入力され、前記正孔電流
、電子電流に応じて輝度変調され、モニターテレビ２６
に入力される。ここでレーザー照射による正孔電流の変
化量と電子電流の変化量を区別するため、本実施例に於
いては、正孔電流の変化量を赤色で輝度変調し、電子電
流の変化量を青色で輝度変調し、モニターテレビ２６の
入力とした。
にレーザー光を移動させる為に、ｘ−Ｙミラー２１によ
りＬＳＩ表面の任意領域がＸ−Ｙ方向に走査される。こ
のとき、コントローラー２２は、Ｘ−Ｙミラー４ＪＩＩ
御トＡ／Ｄ変換器１７ ＋ １８の制御並びにフレーム
メモリ１９ 、２０の制御を行ない、ＬＳＩ表面上のレ
ーザー光照射点の二次元座標と、フレームメモリのアド
レスとを対応させながら、ＧＮＤ端子電流、電源端子電
流を記憶する。更にフレームメモリ１９ 、２０の出力
は、画像処理装置２３．２４に入力され、前記正孔電流
、電子電流に応じて輝度変調され、モニターテレビ２６
に入力される。ここでレーザー照射による正孔電流の変
化量と電子電流の変化量を区別するため、本実施例に於
いては、正孔電流の変化量を赤色で輝度変調し、電子電
流の変化量を青色で輝度変調し、モニターテレビ２６の
入力とした。
こうする事により、拡散層の種類、電圧が、−目で理解
する事ができる。更に、レーザー光の反射量を測定し、
同様に画像処理を施して、緑色の輝度変調をかけて、同
時にモニターテレビの入力としてもよい。
する事ができる。更に、レーザー光の反射量を測定し、
同様に画像処理を施して、緑色の輝度変調をかけて、同
時にモニターテレビの入力としてもよい。
又、本実施例の如く、必ずしも各々の電流変化量を一台
のモニターテレビに表示する必要はなく、別々のモニタ
ーテレビに表示してもよい。
のモニターテレビに表示する必要はなく、別々のモニタ
ーテレビに表示してもよい。
又、本実施例の如く、必ずしも電流変化量を画像処理す
る必要はなく、濃淡表示の可能なプリンター出力として
もよい。
る必要はなく、濃淡表示の可能なプリンター出力として
もよい。
更Ｋ、レーザー走査方向をＸ−Ｙ方向とし、電流値変化
量をＺ方向とした３次元グラフィック表示としてもよい
。
量をＺ方向とした３次元グラフィック表示としてもよい
。
尚、本実施例に於いては、ＬＳＩ表面のレーザー光照射
点の移動手段として、ｘ−ｙ ミラーによりレーザー光
を移動させたが、Ｘ−Ｙテーブル上に被解析ＬＳＩを載
置し、ＬＳＩを移動させてもよい０ 又、本実施例に於いては、被解析ＬＳＩのＧＮＤ端子、
電源端子を用いたが、入出力端子を用いる事も可能であ
る。
点の移動手段として、ｘ−ｙ ミラーによりレーザー光
を移動させたが、Ｘ−Ｙテーブル上に被解析ＬＳＩを載
置し、ＬＳＩを移動させてもよい０ 又、本実施例に於いては、被解析ＬＳＩのＧＮＤ端子、
電源端子を用いたが、入出力端子を用いる事も可能であ
る。
又、レーザー光源として、本実施例ではＨ８−Ｎｏレー
ザーを用いたが、各種の波長の異なるレーザー光源を用
いて、半導体の深さ方向の解析が可能となる事はいうま
でもない。
ザーを用いたが、各種の波長の異なるレーザー光源を用
いて、半導体の深さ方向の解析が可能となる事はいうま
でもない。
発明の効果
本発明は、レーザー照射法による為、大気中でかつ損傷
を与えずにＬＳＩの解析が可能であり、かつ、拡散層の
種類とその電圧状態を観察可能とするものであり、特に
０ＭＯ３構造のＬＳＩに有効である。
を与えずにＬＳＩの解析が可能であり、かつ、拡散層の
種類とその電圧状態を観察可能とするものであり、特に
０ＭＯ３構造のＬＳＩに有効である。
第１図（８）、（Ｂ）はレーザー照射による電子−正孔
の振舞を示す図、第２図は本発明半導体解析装置の一実
施例の説明図である。 １・・・・・ｐ形シリコン基板、２・・・・・・ｎウェ
ル、３．６・・・・・・ｎ＋層、４，５・・・・・・ｐ
＋層、７・・・・・・レーザー光、１１・・・・・・Ｌ
ＳＩ、１７．１８・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１９．２
０・・・・・・フレームメモリ、２１・・・・・・ｘ−
ｙミラー、２３ 、２４・・・・・・画像処理装置、２
６・・・・・・モニターテレビ。
の振舞を示す図、第２図は本発明半導体解析装置の一実
施例の説明図である。 １・・・・・ｐ形シリコン基板、２・・・・・・ｎウェ
ル、３．６・・・・・・ｎ＋層、４，５・・・・・・ｐ
＋層、７・・・・・・レーザー光、１１・・・・・・Ｌ
ＳＩ、１７．１８・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１９．２
０・・・・・・フレームメモリ、２１・・・・・・ｘ−
ｙミラー、２３ 、２４・・・・・・画像処理装置、２
６・・・・・・モニターテレビ。
Claims (2)
- （１）半導体装置表面にレーザー光を照射し、半導体内
部で発生する光励起電流によって発生する電流の変化量
を検出し表示するとともに、前記電流変化量を、電子電
流変化量と正孔電流変化量とを区別して検出する手段を
有することを特徴とする半導体解析装置。 - （２）電子電流変化量と正孔電流変化量とを区別して表
示する手段を備えた事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15434784A JPS6132537A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15434784A JPS6132537A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132537A true JPS6132537A (ja) | 1986-02-15 |
Family
ID=15582172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15434784A Pending JPS6132537A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132537A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210665A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Ｃ−ｍｏｓ型ｉｃの試験方法 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15434784A patent/JPS6132537A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210665A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Ｃ−ｍｏｓ型ｉｃの試験方法 |
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