[发明专利]绝缘膜的评价方法及测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的绝缘膜的评价方法及其使用的测量电 路。

背景技术

作为评价用于半导体装置的绝缘膜的方法，如恒压TDDB测量 及恒流TDDB测量等那样，通常使用的方法是测量绝缘膜的经时绝 缘击穿特性。

所谓恒压TDDB测量是利用在绝缘膜上长时间地持续施加击穿 耐压以下的一定电压时绝缘膜会依赖于其施加时间而击穿的经时击 穿现象的评价方法，而所谓恒流TDDB测量是利用在绝缘膜上持续 施加一定量的电流时绝缘膜会依赖于其施加时间而击穿的经时击穿 现象的评价方法。

图5是表示通过施加恒流来评价绝缘膜的测量电路的图。某一导 电型的半导体衬底1上设有相反导电型的第一扩散层2，在第一扩散 层2上层叠绝缘膜3和电极4而形成MOS二极管，该MOS二极管 的电极4与端子5a相连，而扩散层2与端子5b相连。端子5a和端 子5b分别经由开关6a、6b与电流源8连接，构成为可在端子5a与 端子5b之间施加电流。另外，电压计7与电流源8并联连接。在该 测量电路中，在上述绝缘膜上施加的电流方向为单个方向，选择正向 或反向的电流进行施加，以测量绝缘击穿特性。(例如，参考专利文 献1)

专利文献1：特开平6-201761号公报

但是，为了保证半导体存储装置的重写寿命，需要对MOS二极 管施加正反两个方向的电流。在传统测量电路中施加两个方向的电流 时，需要交替地施加正向和反向的电流，因此需要耗用长的时间。另 外还存在这样的问题：由于在同一绝缘膜上沿两个方向施加，评价结 果会因施加时间而不同。

发明内容

本发明的目在于：提供一种通过1次试验测量正向和反向的绝缘 击穿特性，并预测各方向寿命的方法。

为了实现上述目的，本发明的绝缘膜的评价方法的特征在于，

使用由如下部分构成的测量电路：由在某一导电型的半导体衬底 上形成的相反导电型的第一扩散层、在上述第一扩散层上形成的第一 绝缘膜和在上述第一绝缘膜上形成的第一电极构成的第一MOS二极 管；由与上述第一扩散层靠近而形成的第二扩散层、在上述第二扩散 层上形成的第二绝缘膜和在上述第二绝缘膜上形成的第二电极构成 的第二MOS二极管；与上述第一电极及上述第二扩散层连接的第一 端子；与上述第二电极及上述第一扩散层连接的第二端子；在上述第 一端子与第二端子之间设置的电流源；以及与上述电流源并联配置的 电压计，

在上述第一端子与上述第二端子之间通过单向的电流，测量上述 端子之间的电压变化。

另一种绝缘膜的评价方法的特征在于，

使用由如下部分构成的测量电路：由在某一导电型的半导体衬底 上形成的相反导电型的第一扩散层、在上述第一扩散层上形成的第一 绝缘膜和在上述第一绝缘膜上形成的第一电极构成的第一MOS二极 管；由与上述第一扩散层靠近而形成的第二扩散层、在上述第二扩散 层上形成的第二绝缘膜和在上述第二绝缘膜上形成的第二电极构成 的第二MOS二极管；与上述第一电极连接的第一端子；与上述第二 扩散层连接的第二端子；与上述第二电极连接的第三端子；与上述第 一扩散层连接的第四端子；分别经由第一开关和第二开关而连接上述 第一端子和上述第二端子的第一接点；分别经由第三开关和第四开关 而连接上述第三端子和上述第四端子的第二接点；在上述第一接点与 第二接点之间设置的电流源；以及与上述电流源并联配置的电压计，

在上述第一接点与上述第二接点之间通过单向的电流，测量上述 端子之间的电压变化。

又一种绝缘膜的评价方法的特征在于，在检测到上述端子之间的 电压变化后进行开关的开闭操作，以确定成为不良的MOS二极管。

再一种绝缘膜的评价方法的特征在于，上述第一MOS二极管由 多个MOS二极管构成，上述第二MOS二极管由多个MOS二极管构 成。

如此，能同时对被测试的绝缘膜进行正极性和负极性的绝缘击穿 试验，因此可容易地缩短测量时间。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的测量电路。

图2是表示本发明的实施例2的测量电路。

图3是表示本发明的实施例3的测量电路。

图4是表示本发明的实施例4的测量电路。

图5是用于绝缘膜评价的传统测量电路。

附图标记说明