JP2919312B2 - 半導体装置の検査方法 - Google Patents

半導体装置の検査方法

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JP2919312B2 JP7222292A JP22229295A JP2919312B2 JP 2919312 B2 JP2919312 B2 JP 2919312B2 JP 7222292 A JP7222292 A JP 7222292A JP 22229295 A JP22229295 A JP 22229295A JP 2919312 B2 JP2919312 B2 JP 2919312B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の検査方
法に関し、特に半導体装置の所定領域のバイアス電圧、
例えば半導体基板のバイアス電圧を外部端子から計測
能にする半導体装置の検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板内の降圧回路や基板電位等を
測定することは、DRAM(ダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ)の特性を評価する上で、重要であ
る。
【0003】このような半導体基板の基板電位等の内部
電位を外部から検出する従来の簡単な回路例を示す図7
を参照すると、パッケージで覆われた半導体基板の内部
電源発生回路33は、これをパッケージ外の外部端子3
1まで配線で導出し、この外部端子31の電圧をテスタ
等で計測するものである。この場合、この計測専用の端
子31は、計測したい回路33の数に応じて、増加す
る。
【0004】半導体装置の規格化された数の外部端子に
特に空端子がない場合には、計測専用の端子を追加する
ことができないばかりでなく、無理に端子数を増加さ
せ、端子ピッチを変更すると、ユーザ・サイドで用意し
たプリント配線が使用できなくなるという新らたな問題
が生じる。
【0005】このような端子数を増加させないで済むよ
うにした特開平2−132384号公報に記載された図
8を参照すると、半導体基板48のバックバイアス等の
ため、内部で発生させた基板電圧VBBを間接的に検出
するため、セル44,45,46と、各セルと基板48
との間に各々接続された1個,2個直列接続,3個直列
接続のダイオード47とが用意される。
【0006】この解決手段によれば、基板電圧VBBか
らダイオード47の順方向電圧の整数倍だけ上昇した電
位が、各セルの一端に印加される。セル44、セル4
5、セ46には、それぞれ異なる電圧が電圧VBBから
印加された電圧の、或るしきい値を境界として、異なる
状態(論理値1または0)をとるようにする。すなわ
ち、電圧VBBの大きさによってデジタル化したデータ
が得られ、外部より、このセルの状態を読むことによ
り、電圧VBBの値を推定する。
【0007】しかしながら、ダイオード1個分の順方向
電圧以内の分解能を持たせることができないため、基板
電圧VBBを高精度で検出できないばかりでなく、セル
44,45,46やダイオード47等の形成不良の場合
にも、基板電圧VBBの不良となってしまい、検査上の
信頼性が低いという問題がある。特に、各セルだけで
も、6個の素子から構成されている関係から、この点で
の信頼性の低下は無視できないものである。さらに、セ
ル,ダイオードの他に、ディジタル化したデータを外部
へ読み出すための回路も必要となり、規模が大きくなる
という問題もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のような諸問題点
等に鑑み、本発明では、次の各課題を掲げる。 (1)半導体基板の所定領域の電位を、外部端子を利用
して、高精度でかつ信頼性高く、検出できるようにする
こと。 (2)計測専用の端子を追加することなく、他の端子と
兼用できるようにすること。即ち、半導体装置の端子数
や端子ピッチ等を変更しないで済むようにすること。 (3)所定領域の電位を端子に出力する回路を極めて簡
単な構成とすること。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、パ
ッケージに覆われた半導体基板の各領域と電気的に接続
された端子が、前記パッケージの外部に導出されて
り、前記半導体基板の所定領域に印加された内部電位が
計測できるように、前記所定領域と前記端子とが抵抗
を介して電気的に接続されていることを特徴とする
導体装置の検査方法において、外部電源を前記端子に接
続して前記端子に電圧を印加したとき、前記外部電源の
電源電流が流れなくなるときの前記外部電源の電圧値を
計測することにより、前記内部電位の値を推定すること
を特徴とする。
【0010】前記外部電源の電源電位と前記内部電位と
の電位差により前記抵抗素子を流れる電流の最大値が、
前記端子について規定されたリーク電流規格値の許容最
大値よりも小さな値となるように、前記抵抗素子の抵抗
が調整されていることを特徴とする。
【0011】また、前記所定領域の内部電位が、前記半
導体基板の基板電位であることを特徴とする。
【0012】また、前記端子が、半導体装置の内部回路
であるバッファの入力端子あるいは3ステート・バッ
ファからの出力端子と兼用するように接続されているこ
特徴とする。
【0013】
【0014】また、本発明の第2の解決手段は、パッケ
ージに覆われた半導体基板の各領域と電気的に接続され
た端子が、前記パッケージの外部に導出されており、前
記半導体基板の所定領域に印加された内部電位が計測で
きるように、前記所定領域と前記端子とが第1の抵抗素
子を介して電気的に接続されていることを特徴とする
導体装置の検査方法において、外部電源を第2の抵抗
を介して前記端子に接続し、前記端子の電圧値を計測
し、前記外部電源の電源電圧値と、前記第1及び第2の
抵抗素子の抵抗値の比と、計測した前記端子の電圧値と
から、前記第1の抵抗素子を介して電気的に接続されて
いる前記所定領域の内部電位を推定するようにしたこと
を特徴とする。
【0015】本発明の解決手段によれば、内部電位を、
単に抵抗を介して端子に導出しているため、従来の端子
部分の機能を損うことがなく、しかも内部電位を正確に
検出することができ、もって従来の入出力端子との兼用
が可能となる。
【0016】本発明の第1の検査方法によれば、外部電
源に電源電流が流れなくなった時点の前記外部電源電圧
を計測することにより、正確に該当の所定領域の電位を
推定することができ、また第2の検査方法によれば、外
部電源の電圧値と、計測した前記端子の電圧値と、前記
第1及び第2の抵抗素子の抵抗値の比から、前記内部電
位を推定するようにしたので、前記外部電源の電圧値を
計測する箇所毎に調整する必要がないので、より迅速に
検査作業が行える。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を示す
図1を参照すると、この半導体装置は、パッケージの外
部に外部リードとなる入力端子1を備え、パッケージ内
の半導体基板に形成されたバッファ回路からなる入力初
段2の入力に入力端子1が接続され、さらに半導体基板
に形成された内部電源発生回路の所定領域の電位が印加
された電源線10は、所定の抵抗3を介して、入力端子
1と入力初段2との間に接続されている。
【0018】内部電源発生回路4は、外部から入力され
る電源電圧に基いて、回路に必要な電圧を半導体基板内
の所定領域で発生させる機能を備えており、例えば外部
供給電圧で発振回路を発振させ、この発振出力を昇圧し
た後整流して、回路に必要な高電圧を得るようにした回
路である。この回路4が複数存在する場合には、それに
応じた数の入力端子1,入力初段2,抵抗3,電源線1
0が各々用意される。
【0019】抵抗3は、半導体基板内に形成することが
好ましいが、半導体基板とは別に、抵抗器単体として、
パッケージ内に組み込まれていてもよい。
【0020】外部リードとなる入力端子1は、内部リー
ドを経て、直接又はボンディングワイヤを介して、半導
体基板上のパッドに電気的に接続されるが、図示はして
いない。
【0021】入力端子1は、例えばデータ信号が入力さ
れるリードで、通常複数備えており、この端子1を利用
して、電源線10の電位を検出する。電位検出の際に
は、データ信号等は印加しない。ここで、初段2の入力
インピーダンスは極めて大きく、抵抗3よりも1桁以上
大きい値となっている。
【0022】入力端子1について規定されたリーク電流
規格値の許容最大値を10μAとし、入力初段2の入力
インピーダンスを無限大と仮定し、抵抗3にかかる電圧
を最大5Vとすると、抵抗3の抵抗値を500kΩ以上
に設定することにより、入力端子1に流れるリーク電流
値を10μA以下にすることができる。
【0023】この回路における電源線10の電位を測定
する場合の一測定系を示す図4を参照すると、電圧値を
任意可変する外部電源17と、外部電源17と入力端子
1との間に接続する電流計20と、外部電源17の電圧
値を計る電圧計19とが用意される。図示されていない
が、外部電源17及び電圧計19の接地端子は、被測定
半導体装置を接地端子と共通接続される。
【0024】実際の測定要領を示す図6の流れ図を参照
すると、まず入力端子1に外部電源17の電圧を適当に
印加し、次に電流計20で電流値を測定する。電流がど
ちらかの方向に流れているか否かを判断し、流れている
場合は上記電圧を可変して電流が流れない方向に調整す
る。電流が流れなくなると、その時の外部電源17の電
圧が、回路4の内部電位と等しくなるため、電圧計19
の表示を読むことにより、直ちに計測できる。
【0025】ここで、電流計20に電流が流れなくなる
時の電圧値を計測するため、電流計20の内部抵抗や抵
抗3等に起因する電圧降下分によって、測定精度が低下
する心配がないという利点がある。この場合の総合的な
測定精度は、電圧計19,電流計20の測定精度に主に
依存する。
【0026】計測された電圧値が、許容値内であれば良
品と認定し、許容値外であれば、不良品として廃棄され
るか、又はこの電源線10の電圧が印加される回路のみ
を使用しないで他の回路を生かして、利用される。
【0027】以上のように、この実施の形態の内部電位
を検出回路及びその検出方法によれば、複数の入力端子
または入力と出力との兼用端子を有する半導体装置にお
いて、内部電源あるいは内部信号線と、前記入力端子ま
たは入出力兼用端子と間に、規格で規定された入力電流
値以下となるような値に設定した抵抗を有して構成さ
れ、入力端子または入出力兼用端子に、外部より電流が
流れなくなるように電圧を加え、その時の電位を測る事
により、内部電源あるいは内部信号線の電位を正確に検
出する事ができる。
【0028】本発明の第2の実施の形態を示す図2を参
照すると、内部回路8及び共通に接続された信号線
1を、抵抗7を介して入力端子5に接続するようにし
ている点以外は、前記第1の実施の形態と同じである
【0029】本発明の第3の実施の形態を示す図3を参
照すると、検出するための抵抗15が接続された入出力
端子16と、これに接続された、3ステートバッファ1
及び18からなる双方向バッファを備える以外は、
前記第1の実施の形態と同じである
【0030】バッファ12,18は、出力をハイインピ
ーダンス状態とする制御端子13,14を各々備えてい
る。
【0031】計測に先立ち、バッファ12をハイインピ
ーダンス状態に制定する。正帰還による発振が心配され
る場合には、バッファ18もハイインピーダンス状態と
する。
【0032】この場合の計測要領は、上述した第1の実
施の形態の場合と共通する。
【0033】以上説明した第1,第2,第3の実施の形
態において、図4の電圧計19,電流計20を使用した
測定系で説明したが、その他に図5に示す測定系を用い
て、内部電位を計測することも可能である。
【0034】図5において、この測定系は、端子1に電
圧計19が接続され、抵抗素子21を介して、外部電源
17が接続される。ここで、外部電源17は図6の場合
ように計測毎に調整する必要がない。また、抵抗素子
21の抵抗値、抵抗素子3、7あるいは17と同じ
抗値にした場合には、前記内部電位の推定電圧値は、
(2×VI−VO)の簡単な計算から求めることがで
きる。ここでVIは電圧計19の電圧値、VOは外部
電源の電圧値である。
【0035】この実施の形態によれば、外部電源17を
調整する必要がないという利点がある。
【0036】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、抵
抗を接続した兼用端子を設けて、内部電位を兼用端子で
計測することができるから、新らたに専用端子を設ける
必要がなく、また大規模な回路を付加する必要もなく、
上述した各課題がことごとく達成された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置を示す
回路図である。
【図2】第2の実施の形態を示す回路図である。
【図3】第3の実施の形態を示す回路図である。
【図4】本発明の各実施の形態の一測定系を示す回路図
である。
【図5】本発明の各実施の形態の他の測定系を示す回路
図である。
【図6】一測定系の操作を示す流れ図である。
【図7】従来の内部電位を検出する回路図である。
【図8】従来のメモリセルを利用して内部電位を検出す
る回路図である。
【符号の説明】
1,5 入力端子 2,6 入力初段 3,7,15,21 抵抗 4,33 内部電源発生回路 8,9 内部回路 10 電源線 11 信号線 12,18 三ステートバッファ 13,14 ハイインピーダンス制御端子 16 入出力端子 17 外部電源 19 電圧計 20 電流計 31 出力端子 44,45,46 セル 47 ダイオード 48 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/28 - 31/3193 G11C 29/00 H01L 21/822 H01L 27/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージに覆われた半導体基板の各領
    域と電気的に接続された端子が、前記パッケージの外部
    に導出されており、前記半導体基板の所定領域に印加さ
    れた内部電位が計測できるように、前記所定領域と前記
    端子とが抵抗素子を介して電気的に接続されていること
    を特徴とする半導体装置の検査方法において、外部電源
    を前記端子に接続して電圧を印加したとき、前記外部電
    源の電源電圧を可変してその電源電流が流れなくなると
    きの前記外部電源の電圧値を計測することにより、前記
    内部電位の値を推定するようにしたことを特徴とする半
    導体装置の検査方法。
  2. 【請求項2】 前記外部電源の電源電位と前記内部電位
    との電位差により前記抵抗素子を流れる電流の最大値
    が、前記端子について規定されたリーク電流規格値の許
    容最大値よりも小さな値となるように、前記抵抗素子の
    抵抗値が調整されている請求項1記載の半導体装置の検
    査方法。
  3. 【請求項3】 前記抵抗素子の抵抗値が、500kΩ以
    上であるようにした請求項1または請求項2記載の半導
    体装置の検査方法
  4. 【請求項4】 前記所定領域の内部電位が、前記半導体
    基板の基板電位である請求項1、請求項2または請求項
    3記載の半導体装置の検査方法。
  5. 【請求項5】 前記端子が、半導体装置の内部回路であ
    バッファの入力端子あるいは3ステート・バッファ
    からの出力端子と兼用するように接続されている請求項
    または請求項2または請求項3または請求項4記載の
    半導体装置の検査方法
  6. 【請求項6】 パッケージに覆われた半導体基板の各領
    域と電気的に接続された端子が、前記パッケージの外部
    に導出されており、前記半導体基板の所定領域に印加さ
    れた内部電位が計測できるように、前記所定領域と前記
    端子とが第1の抵抗素子を介して電気的に接続されてい
    半導体装置の検査方法において、外部電源を第2の
    素子を介して前記端子に接続し、前記端子の電圧値を
    計測し、前記外部電源の電源電圧値と、前記第1及び第
    2の抵抗素子の抵抗値の比と、計測した前記端子の電圧
    値とから、前記第1の抵抗素子を介して電気的に接続さ
    れている前記所定領域の内部電位を推定することを特徴
    とする半導体装置の検査方法。
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JPH06150697A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路

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