CN1604326A - 集成电路系统及其制造方法 - Google Patents
集成电路系统及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1604326A CN1604326A CN200410076994.1A CN200410076994A CN1604326A CN 1604326 A CN1604326 A CN 1604326A CN 200410076994 A CN200410076994 A CN 200410076994A CN 1604326 A CN1604326 A CN 1604326A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- integrated circuit
- mechanical stress
- semiconductor substrate
- numerical value
- stress component
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
- H01L22/34—Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/02—Arrangements for preventing, or for compensating for, effects of inclination or acceleration of the measuring device; Zero-setting means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/562—Protection against mechanical damage
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及一种集成电路系统及其制造方法。其中,在一半导体基板12上之该集成电路系统10系包括配置于该半导体基板之一电路区域14a中的一集成电路14,以及位于该半导体基板12上、且用于侦测在该半导体基板12中之一机械应力组件的一应力灵敏结构16,其中,该应力灵敏结构16系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号,而对一激励以及对一机械应力组件产生反应,其中,该应力灵敏结构16系被配置于该半导体基板12的一传感器区域16a之中,以及其中,该电路区域14a以及该传感器区域16a系于空间上彼此分隔。
Description
技术领域
本发明系相关于集成于一半导体基板上的一电路系统,以及系相关于用于制造该电路系统的一方法,其中,其系藉由本发明之该集成电路系统而加以致能,以判断在该半导体基板中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板上之该电路系统之运作功能的影响。
背景技术
集成电路系统或是集成电路(ICs),分别地,系经常被设置于壳体之中,以保护灵敏的集成电路系统免于环境的影响,然而,在该程序之中,会观察到的是,在一壳体中之该集成电路系统的壳体以及架设系已经将一实质的机械应力分授于该半导体材质之上,并且因此分授至该集成电路系统之该半导体基板的不愉快副作用,此系特别适用于执行为大数量之低成本壳体形式,类似,例如,该集成电路系统在其中藉由一浇铸组件而塑造成形之如此的壳体形式,此浇铸组件系会接着藉由将该浇铸组件自一大约150℃至180℃冷却至周围的温度进行凝固,而当围绕该集成电路系统之该集成电路系统之该半导体材质以及该壳体之该塑料浇铸材质系包括不匹配之热膨胀系数时,则该塑料材质系会于冷却至周围温度时强烈地收缩,并且因此施加一机械应力至该集成电路系统之该半导体材质之上,而其系难以预料,并且,因此并非能非常良好的为可再现。一般而言,该塑料材质系相较该集成电路系统的该半导体材质,系包括一较大的热膨胀系数,其中,作为一半导体材质,大部分若不是使用硅,就是锗、镓、砷化物、GaAs、InSb、InP等。
因为该机械应力除了取决于加工参数,类似,例如,该集成电路系统之该壳体之该组件的该凝固温度以及凝固时间,之外,系易取决于用于该半导体基板以及用于该组件之该材质的结合,因此,作用于该集成电路系统上之在该半导体基板的该半导体材质中的该机械应力(或分别地该机械应力)系一般而言无法良好地为可再现。
藉由在该半导体材质中的不同作用,所谓的压效应(piezo-effects),例如特别是,藉由压阻效应(piezo-resistive effect)、压MOS效应(piezo-MOS-effect)、压接点效应(piezo-junction effect)、以及压霍尔效应(piezo-hall effect),藉由在该集成电路系统之该半导体材质中的一机械应力,系亦为在该集成电路系统中受到影响的重要电性参数,在该程序中,当处于此关联中的该一般“压效应”时,处于该半导体材质中之一机械应力的影响下的该半导体材质之电参数的改变系加以指派,特别是伴随着间接半导体(indirect semiconductor),例如,硅、锗,时,这些压效应系会获得高度的发展。半导体系被称之为间接半导体材质,在其中,价带(valence band)的能量最大值以及线带(line band)的能量最小值系会出现在不同的晶体脉冲(crystal impulses),然而,直接半导体材质,例如,GaAs以及InSb,则是其中之价带能量最大值以及线带能量最小值系会出现在相同之晶体脉冲的半导体。
在半导体材质中的该机械应力系亦可以被视为比得上作为一激发能型态的弹性变形行为,而其系必须被增加至该半导体材质的能量平衡中,特别的是,在该半导体材质中的一机械应力系会导致该半导体之能带结构的一改变,而藉由间接半导体材质,此系会造成能量最小值的分开,但该等最小值实际上在无应力的例子中是相同的,因此,作为更进一步的结论,此系会造成具有自由电荷载体之这些能量最小值之一新的占用,其中,该等电荷载体的一主要部分将会承担能量上更喜好的状态。而由于能带边缘(band edges),亦即,在半导体晶体中之该自由电荷载体之能带边缘,亦即,自由电子的线带边缘以及自由电洞的价带边缘,的曲率(curvature)系于不同能量最小值中亦为不同,因此,不同的有效质量系亦可以相关连于在这些能量最小值中的该等电荷载体,藉此,它们有关于该电荷载体运输的行为则会不同。以此方法,在该半导体材质中的一机械应力系会造成该电荷载体相关于该电荷载体运输的特征产生改变,例如,可动性、碰撞时间、散射因子、霍尔常数(Hall constant)等。
因此,该压组效应即代表分别的半导体材质之特殊奥姆电阻如何在一机械应力的影响下表现,而该压接点效应则是表示在半导体中之机械应力如何导致该半导体材质之能量位准的漂移,所以,据此,尤其会造成二极管以及双极晶体管之特征曲线的改变,再者,该压霍尔效应则在于叙述该半导体材质之该霍尔常数对于在该半导体材质中的该机械应力的依赖性。
是以,可以清楚的了解,由于一非常高的机械应力,该集成电路系统的电性运作功能系可能受到影响,其中,一般而言,一开始仅该集成电路系统之电子效能将会减少,而该效能的此减少,举例而言,系可以以调整范围、分辨率、带宽、电流消耗、正确性等之损害的形式而加以呈现,然而,要加以考虑的是,藉由在该半导体材质中的一较高机械应力,则通常该集成电路系统之一部份、或是全部的运作功能缺陷可能造成的仍然是为可反转者,再者,藉由在该半导体材质中一甚至更增加的应力,则最终将会发生在该半导体材质中形成一裂缝,且由于该半导体芯片可能最终会破裂,因此,该集成电路系统的一不可逆损害将会发生。典型地,在该集成电路之该电子效能损害的不同阶段间的接点系会逐渐地发生。
而在科学出版品“CMOS Stress Sensors on(100)Silicon”by R.C.Jaeger et al.,in IEEE Journal of Solid-State Circuits,Vol.35,No.1,January 2000,pp.85-94中,模拟的CMOS应力传感器电路系以MOSFETs之压阻效能作为基础而加以呈现,并且,由于一半导体芯片系容纳于一壳体之中,因此,理论以及实验结果系应该相关于在一半导体材质中的所造成之机械应力而供给额外之用于计算以及最小化习知模拟电路之灵敏度的设计规则。
对于最新的集成电路而言,当藉由不同的制造步骤时,机械应力对于晶体管效能的影响系为非常重要,以及由于包括该芯片架设以及封装的复数覆盖程序,因此,系会造成在该半导体材质中之机械应力的高数值,而该所造成之机械应力系可能会负面地影响到模拟以及数字电路两者的效能、或是亦可能会导致该集成电路系统的一完全故障。
其结果是,基于电阻的压阻应力传感器系代表了对于已覆盖之集成电路系统的一实验结构分析的一有力帮助,而集成电阻之数值系在该覆盖程序之前或之后作为特征,其中,电阻数值系以该压阻效应作为基础而加以使用,以计算该半导体基板之材质中的该机械应力,而若是该压阻传感器系经由一广泛的温度范围而进行校准时,则热造成的机械应力系亦可以加以测量,最后,经由使用特殊设计之测试芯片的表面的该应力分布之一完全的映像(mapping)系亦可以加以获得,包括一传感器轮盘数组。
因此,上述的科学出版品系有关于具有特殊应力传感器之特别设计测试芯片,以实验地侦测在一半导体芯片上的机械应力,以及指出用于来自该实验获得之在一半导体芯片上之结果的电路系统的仿真以及设计规则,所以,由于该半导体材质容纳于该壳体中所造成的该机械应力以及相关于同样情形之该等电路系统的电性特征,其系可以在该电路系统之该仿真以及设计中进行考量。
因为该等机械应力通常在一半导体材质中之一集成电路处无法良好的为可再现,正如其系取决于所使用的材质以及制程参数,例如,该集成电路之该壳体的该组件质量的凝固温度以及凝固时间,的结合一样,任何所考量之参数的一唯一特征系一般而言不会引导出在实验室中所要的目标。
因此,藉由伴随着该集成电路系统(IC)之覆盖的一专业架设程序,其系要避免得是,该半导体芯片之该半导体材质的机械应力负载承担不被允许高之数值的情形,而在该程序中,主要的注意力系仅在于该集成电路系统之该半导体材质不会破裂的事实上,然而,效能损害系会非常产品特有地发生,以及因此其总是在壳体发展中没有受到足够的考量。
此外,要注意地是,其系需要一次再一次地在该架设程序中对该集成电路系统的该壳体执行小改变,因此,其系偶尔会有用于一浇铸组件的传送系必须要加以改变的状况、或是为了某些理由,例如,环境保护量测、转变为一特殊的浇铸材质,例如,转变为一无卤素的浇铸材质,系加以执行的状况,实际上,随着如此的改变,通常有关于该等架设程序的后合格取得(post-qualification)系会于覆盖该集成电路系统时加以执行,然而,因为这些改变可能相关于许多不同的产品,因此,在此状况下,示范性地对整个IC产品家族而言,该后合格取得系通常仅对所选择之IC群组加以执行,然而,机械应力对于一高度集成之电路系统之运作功能的多样化影响的可能性系会加以复写(manifold),以及并不容易显见,因此,其通常发生的是,伴随着如此的一改变,一产品的特征系会由于上述影响的其中之一而变得更糟。
而特别有问题的是,上述所解释之问题伴随着自动推进产品,亦即,用于车辆领域之产品时,正如此些产品系经常分别受陷于极端的温度或温度波动,但如果是安全系统之传感器,举例而言,ABS传感器、安全器囊传感器等时,却必须于其完整的寿命期间以一高度可靠的方式进行作用的状况一样,所以,根据此群组的产品,该自动推进传感器系亦非常倾向于压互动(piezo-interactions),正如这些自动推进传感器系由于其使用而经常受限于特别极端的温度,并且,作为在安全系统中之传感器系需要较其作为简单数字集成电路的例子时运作地更为正确一样。
然而,上述所讨论的问题甚至在被包覆于一壳体中之该等集成电路系统再次地组合于一模块中时会更为增加。在车辆技术中,此模块系必须经常地加以浇铸,以保护其免于环境的影响,例如,机油,灰尘,盐水等,而当浇铸时,实质的机械应力系会再次地产生于该集成电路之该半导体材质之中,然而,通常系有可能藉由一合理的技术努力,而将那些程序顺序之制造参数维持在足以为可再现,因此,同样的在上述模块的生产期间,系可能在该半导体芯片上之该集成电路系统中造成该等机械应力的实质波动,所以,在上述出版品中所举例说明之用于对在一半导体材质中之机械应力进行仿真以及评估的程序系亦无法令人满意地加以应用。
再者,有关于机械应力对于集成电路系统之电性特征的影响的评估,其系应该要考量的是,特别是当该等机械应力系由于容纳于一壳体之内所造成时,该压效应在低温时系为非常强烈的,而此系可以一方面归因于该压阻常数系会随着降低的温度而增加,而另一方面,处于热状态而凝固之该浇铸材料的应力系会随着不同的膨胀系数而增加,再说,该等模块已经包括一相当大的质量,通常为数百公克,而且,由于非常高的技术努力以及因此由于成本的理由,所以,其系根本上更不可能在于生产线的输出处,相关于有关压效应的问题而于最低的操作温度下测试所有制造的模块,而由于举例而言数百公克的大质量,其系相对而言会需要一较长的时间周期来完全冷却每一模块至最小操作温度。
除了那个之外,一般而言,在该等模块的生产期间,系会试图不使温度低于露点(dew point),系由于此可能会造成浓缩的水,而该浓缩的水则可能会造成在精确电量测中的漏电流。因此,在封装该模块之前,其系必须先充分地进行回火,而为了避免在该封装中模块的碰撞,此系更为需要。
由于上述所举例说明之有关于集成电路系统之应力灵敏度的问题,所以,在产品合格的范围内,该等压效应的影响系受到观察,而只要是基于个别所选择之集成电路系统,则所谓的程序分裂少最糟情况(split-lessworst-case)的例子系会相关于该等压效应而加以产生并且,该等集成电路系统或电路模块系分别地受到检查。再者,伴随着制造程序,在该半导体制造者以及该模块制造者两者的取样测试系皆会加以执行,因此,对所有完成之半导体装置或模块执行相对应的功能测试系将会是极度地成本以及时间耗费。
而由于在一集成电路系统之该半导体材质中的机械应力系被发现为一可靠度的风险,因此,现在已开始监测该机械应力,现在,根据习知技术的方法系侦测该集成电路系统特别倾向于该等压效应的那些电性特征,其中,那些特征系会分别于架设该模块、或者在容纳该集成电路系统于一壳体中之后,接着在一功能测试中受到检查,而此方式,举例而言,系会在半导体芯片制程中加以执行,然而,一般而言,其系不可能在该模块之制程之后执行如此之成本及时间消耗的电性测试,因为该集成电路系统(IC)系已经位在一具有大量其它组件的复杂系统之中,以及系不再是可个别接受。
此外,压效应系会以难以预期(或是一点也不难预期)的方式扩散至系统,并且产生有害的效应,特别地是,在一半导体芯片中的机械应力可能仅会在该集成电路系统中造成相对而言较小的可观察改变,然而,有关其它的系统组件,该集成电路系统、或是该电路模块分别之一缺陷、或一效能减少系可能接着产生。
另外,需要注意的是,根据习知技术,因为那些效应可能无法、或不能在该集成电路系统之最小操作温度下进行测量(正如上述所解释的一样),那些效应的一温度衍生动作(temperature derivative action)系仍然必须加以计算,然而,由于所使用电路结构发生的非线性,此主要系没有充分地可能,此外,需要注意的是,如此之温度衍生动作系亦会再次地随着容忍度而具有缺陷。
根据上述的揭示,可以清楚的发现,分别在芯片、或模块制程中,有关于在该半导体材质中机械应力的影响而检查容纳在一壳体或模块中的所有集成电路系统系为相当的成本及时间耗费。
然而,在被提供以做出相关于该电路系统之功能的预测、以及能够适合地适应该电路系统之电路设计的一集成电路系统之该半导体材质中之该机械应力的模拟中,其应该要考虑的是,该壳体材质、制程顺序、或个别程序步骤的轻微改变系可能会使得实用性以及模拟数值的使用无效。
发明内容
基于此习知技术,本发明的目的系在于提供一用于判断机械应力对于一集成电路系统的影响的简化概念,以因此能够简化以及可靠地判断该集成电路系统的功能,即使是在其取决于分别之包覆程序的包覆之后。
此目的系可藉由本发明的一集成电路、用于判断一机械应力向量在一半导体基板中之影响的方法以及装置、或是藉由本发明的用于制造集成在一半导体基板中之一已包覆电路系统的方法而加以达成。
本发明系以下列之发现作为基础:在一半导体基板上,且用于判断在该半导体基板中之一机械应力组件其对于集成在该半导体基板上之一电路系统之运作功能之影响的一集成电路系统中,在该半导体基板中的该(等)机械应力组件系直接藉由在该半导体基板上的一应力灵敏结构而加以侦测,其中,该应力灵敏结构系会提供取决于该机械应力组件的一输出信号,而其系包括可藉以判断在该半导体基板中之该机械应力组件其对于集成在该半导体基板上之该电路之运作功能之影响的信息。
根据本发明,现在,其系有可能直接将该应力灵敏结构之该输出信号提供在该集成电路系统之一输出终端,另外,其系亦有可能将该输出信号馈送至关联于在该半导体基板上之该集成电路系统之一更进一步处理装置的该应力灵敏结构,以在该集成电路系统之一输出终端处,提供未改变的输出信号、或一已变换的输出信号。
而本发明的另一选择则是,将该应力灵敏结构之该输出信号馈送至该集成电路之一信号处理部分(作为在该半导体基板上之该集成电路系统的一部分),因此,在该集成电路系统之一输出终端处,系可以输出该应力灵敏结构之未改变输出信号、或一已变换输出信号。
因此,由于该集成电路的双重使用,则其系能达成,在该集成电路系统,没有额外之用于提供该应力灵敏结构之该输出信号的输出终端接脚需要加以配置,而此系亦可以在数应力传感器以一分散方式而被配置于该半导体基板上时加以达成,数应力传感器系可以,举例而言,加以提供,以用于侦测在该半导体基板中之总体应力分布。
而该集成电路之一双重使用系可以,举例而言,藉由该集成电路系在一测试操作模式中以及在一正常操作模式中皆为可操作的事实而加以达成。在该正常操作模式期间,该集成电路系会执行其一般的操作,其中在该测试操作模式其中,该应力灵敏结构的该输出信号系,举例而言,藉由该集成电路之一信号处理部分而进行处理,以及系可以在该集成电路系统的一输出终端处输出,而且,在用于输出该输出信号的该测试操作模式期间,以及在用于输出习知输出信号期间,较佳地是使用该集成电路系统之相同的输出终端接脚。
若该集成电路系统的该集成电路系已经为一传感器装置,例如,一磁场传感器、或一压力传感器时,则其通常系相对而言可以较为简单将该应力灵敏结构施加至取代该传感器装置,例如,磁场探针、或压力传感器,之该集成电路之一信号处理电路部分的输出端,因此,取决于该机械应力组件之该应力灵敏结构的该输出信号系可以以相同的方式,而在该测试操作模式中被提供于该集成电路系统的该输出终端,正如在该集成电路之正常操作模式期间之待侦测的该量测信号,例如,该磁场或压力信号。
应该要注意的是,根据本发明的该集成电路可以在该正常操作模式期间,独立地且自动地活化这些测试操作模式,以及因此,将此重要参数“在该集成电路系统之该半导体基板上之机械应力”指示至一整体系统(模块),所以,在一简单以及低努力度的方法中,该整体系统,例如,具有本发明之电路系统之一模块,的可靠度系可以增加。
然而,同样可理解的是,该集成电路系统仅在另一装置,例如,一相关连的微控制装置(微控制器),的要求之后,才会在该正常操作期间执行此测试操作模式,其中,该名词“在一要求之后”系被视为相对于“自动地”。
本发明之一另一具发明的执行系为,除了代表在该半导体基板中之该机械应力组件的一瞬间数值的该应力灵敏结构的一输出信号之外,该机械应力组件的一比较数值系被提供于该半导体基板之中,其中,该比较数值系包括可以做出在该半导体基板中之该机械应力组件是否影响了具有该集成电路之该集成电路系统之运作功能之陈述的信息。
为了最终的判断,无论该集成电路系统之该运作功能是否受到影响,在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值系会进行比较,以获得具有至少一第一或一第二结果数值的一比较结果,其中,该第一或该第二结果数值系分别包括藉由一机械应力组件而对具有该集成电路之该集成电路系统之运作功能之损害的一指示,而现在,该比较数值系一般而言会指示用于该机械应力组件的一最大允许数值,则据此,具有该集成电路之该集成电路系统之该运作功能即可以受到保证。
较佳地是,在不同温度的最大允许数值系以在一参考温度的一参考数值作为基础而进行推断,此系节省了内存空间,因为没有大量的表格必须被储存,并且,系会导致一低计算努力度,因为仅该参考数值以及在数字部分中的一主要地线性推断必须被用于计算。
为了藉由顾客而在该模块中架设该IC,其较佳地是执行一相似的测试模式:在此测试模式中,计算单元系会以当前的温度而推断所预期的最大应力(主要是在该允许温度),以及无论该应力是否藉由这些“最糟情况(worst-case)”而被预期落在该允许范围之中,其系会发送信号至操作者。藉此,(由于该模块之高热质量以及因此产生的长冷却时间),该操作者系会对自己节省可预测之在最糟情况温度的一测试(经济上大部分无法接受)。
该比较结果系可以是,在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值的一比较中,其系会造成该比较数值系输出低于该瞬时数值,其中,在此例子中,该第一结果数值系被输出作为低于该比较数值的一指示,以指示没有出现损害,而若是该比较系指示该比较数值被该瞬时数值所超过时,则在此例子中,该第二结果数值系被输出作为超过该比较数值的一指示,以分别指示一损害的出现、或将可能会发生。
变得较为清楚的是,举例而言,呈现为逻辑位准形式(高、低、中间数值),或是位结合等,之不同数值系可以相关联于该第一以及第二比较结果。
据此,该机械应力组件的该比较数值系亦可以藉由一逻辑位准(高、低、中间数值),或是藉由位结合等,而加以举例说明,接着,该比较数值系,举例而言,可以非常简单的被储存在用于储存该比较数值的一储存装置中,以及,若有需要的话,系可以为了执行在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件之该比较数值间之比较的一评估而加以提供。该比较数值系较佳地指示用于该机械应力组件的一最大允许数值,其系可以藉由该集成电路系统之该运作功能是否仍然藉由该集成电路而受到保证的该比较结果而加以指示。
根据本发明,该比较数值系亦可以包括复数个别数值,其系可以分别地相关于该半导体芯片之一或数环境变量的不同瞬时数值,例如,温度、压力等,举例而言,以指示取决于该环境变量之该比较数值的该等个别数值的一特征图式。
指示用于该机械应力组件之一最大允许数值的该比较数值(或是该等比较个别数值),举例而言,系可以藉由较佳地用于每一型态之集成电路系统的半导体制造者而加以决定以及“实验性地”加以提供。
藉由该半导体材质之一机械应力,举例而言,被执行为所谓的应力传感器的该应力灵敏结构系提供取决于该应力组件之输出信号,在,举例而言,包括压阻轮盘、或MOS晶体管、或双极晶体管,的已知应力传感器中,此输出信号系几乎成良好线性地与该机械应力近似,其中,其系会再次地与用于该集成电路系统之封装的浇铸材质的玻璃钝化点(glassivationpoint)不同的温度有良好的线性近似。
因此,以在某些温度的一量测数值作为基础的一良好近似中,系可以做出亦具有该集成电路系统之该操作温度区域的其它(较高或较低)温度有多少的陈述,所造成的该机械应力系仍然在该半导体材质之某些(最大)限制的范围内。
是以,该机械应力组件的一比较数值系可以加以提供,其中,该比较数值系可以考虑到一关键输出信号,以作为一限制数值,以及该应力传感器所需要的温度衍生动作,因此,伴随着任何的温度,一最终测试系皆可以加以执行,在组合该集成电路系统后、或利用该集成电路系统组合一模块后,其中,该应力传感器之该输出信号系会在该测试操作模式期间被读出,并且与该比较数值进行比较,藉此,由于仅一量测数值相关于该集成电路系统之一瞬时温度而加以决定,其系决定在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值是否仍然为可允许,以仍然确定,即使在一预设的最小温度以及一预设的最大温度之间的一已决定操作温度范围中,该集成电路系统之足够良好的运作功能。
接下来,本发明之较佳实施例系以伴随之图式做为参考而有更详尽的解释。
附图说明
图1:其系显示根据本发明之一第一实施例,在一半导体基板上之一集成电路系统;
图2:其系显示根据本发明之该集成电路系统的一另依据发明性的执行;
图3:其系显示根据本发明之一种用于判断一机械应力向量在一半导体基板中对于集成在该半导体基板上之一电路系统之影响的装置的一示意图例;以及
图4:其显示坐标形式之一应力灵敏结构的一已侦测输出信号Sout相对于有关于一已提供比较数值之温度的示意图例。
参考图1,接下来,系加以解释本发明之一第一实施例的一集成电路系统19。
正如在图1中所图列说明的,在一半导体基板12上的该集成电路系统10系包括一集成电路14其系被配置于该半导体基板12的一电路区域14a,以及一应力灵敏结构16,以侦测在该半导体基板12中的一机械应力组件。
该集成电路14系包括复数关联于该集成电路系统10之终端面20的终端区域18,其中,在图1中所图例说明之该等终端面20的数量亦加以选择而仅示范性用于该集成电路系统10,而该应力灵敏结构16系更进一步地包括终端区域22,且该应力灵敏结构16之该等终端区域22系加以提供,以在该半导体基板12中提供取决于该机械应力组件的一输出信号Sout,以对激励,例如,进入该应力灵敏结构16的一电压或电流,施加产生反应,以及对一机械应力组件产生反应,正如在图1中所图例说明的一样,该集成电路14系被配置于在该半导体基板上之该电路区域14a中,其中,该应力灵敏结构16系被配置于该半导体基板12之该传感器区域16a中,以及其中,该电路区域14a以及该传感器区域16a系彼此于空间地分开。
在图1中,其系图例说明根据本发明之集成电路系统10的一第一选择,该应力灵敏结构16系,举例而言,利用一电流或电压施加而自外部受到激励,以及该应力灵敏结构之该输出信号Sout系可以直接在该集成电路系统10之一终端面20接通外部。
在图2中,本发明之该集成电路系统10的另一选择系加以图例说明,在其中,该应力灵敏结构16系被连接至该集成电路14。该应力灵敏结构16系举例而言受到该集成电路14的激励,并且提供该集成电路14的该应力相关输出信号Sout,而集成电路14系会处理该应力灵敏结构16之该应力相关输出信号Sout,因此,该应力灵敏结构16之未改变输出信号Sout、或是一已变换的(rendered)输出信号S’out系会经由该集成电路系统10之该等输出终端20的其中之一而加以接通。
现在,图例说明于图1以及图2中的该集成电路系统10的功能系于接下来加以解释。
为了了解本发明,其系应该要注意的是,该集成电路10之该集成电路14系举例而言代表一集成传感器装置,例如,一磁场传感器、或在自动推进区域中的一压力传感器,正如已经以习知技术做为参考所提及的,由于在该半导体材质中机械应力的影响,集成电路系受限于其分别之电性、或电子特征的一改变,为了这个理由,根据本发明,该应力灵敏结构16系加以配置在该半导体基板12上相邻于该集成电路14的位置,其中,该应力灵敏结构16系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号Sout,而对一激励以及在该半导体基板12中的一机械应力组件产生反应。
因此,该应力灵敏结构16的激励系举例而言可以利用进入该应力灵敏结构16的一电流施加或一电压施加而加以执行,随着进入该应力灵敏结构16的一电压施加,在该应力灵敏结构16的两个终端区域22之间,一固定的电压系加以施加,所谓的激励电压,其中,通过该应力灵敏结构16的一电流系会根据该应力灵敏结构16之应力灵敏以及有关应力的电阻而加以设定,若是现在基于在该半导体材质12中之一机械应力的影响,而产生该应力灵敏结构16的一电阻改变R±ΔR时,则根据奥姆定律[U/R±ΔR=I±ΔI],藉由一固定施加的电压U,根据在该半导体基板12之该半导体材质中的该已作用机械应力,该电流I±ΔI系会透过该应力灵敏结构16而改变。
藉由在该应力灵敏结构16中的一电流施加,一固定电流数值,所谓的激励电流,系会施加进入该应力灵敏结构16,其中,根据该应力灵敏结构16的该应力灵敏的以及有关应力的电阻,一电压系可以在该应力灵敏结构16的该两个终端面22处加以接通,若是由于在该半导体材质中一机械应力的影响而造成该应力灵敏结构16的一电阻改变ΔR时,则根据奥姆定律[U/R±ΔR=I±ΔI],藉由一固定施加的电流I,根据在该半导体基板12之该半导体材质中的该已作用机械应力,该电压R±ΔR系会横跨该应力灵敏结构16而改变。
在图1中,其系图例说明该应力灵敏结构16的该激励系藉由来自一外部配置的一电流或电压施加的使用而加以执行,其中,在图2中,该应力灵敏结构16的该激励则是藉由,较佳地是来自该集成电路14的,一电流或电压施加而加以执行。
因此,取决于该机械应力组件之该应力灵敏结构16的该输出信号Sout,例如,一应力相关电压、或一应力相关电流,系会包括有关于在该半导体基板12中之该机械应力组件之分别瞬时数值的信息,较佳地是,该应力灵敏结构16的该输出信号Sout系因此包括可藉以判断在该半导体基板12中之该机械应力组件对于集成在该半导体基板12上之该电路14之运作功能的影响的信息。
然而,应该注意的是,该应力灵敏结构16系可以经由其终端区域22而被连接至该集成电路14的预定终端区域18,正如其系显示于图2中一样,而在此,该应力灵敏结构16系较佳地连接至该集成电路14之一信号处理部分的输入端,若是该应力灵敏结构16被连接至该集成电路14之一信号处理部分的该输入端时,则为了能够在一正常模式以及一测试操作模式中选择性地进行操作,该集成电路系统10之该集成电路14系较佳地加以执行。在该正常操作模式期间,该集成电路系统10之该集成电路14系会执行其一般的操作,例如,作为一传感器装置的一量测数值侦测,并且,系会在该集成电路系统10之相关连输出终端面处,提供相对应之已变换的量测结果。
现在,在该测试操作期间,该应力灵敏结构16的该输出信号Sout系会被供给至该集成电路系统10之该集成电路14,亦即,至该集成电路14之一信号处理部分的该输入端,因此,在该集成电路系统10之相关连输出终端面处,系可以提供该相对应回报的输出信号S’out,所以,该集成电路14系可以在该正常操作模式以及该测试操作模式之间进行切换,其中,该输出信号Sout或该输出信号S’out系可以被提供以固定的预定间隔,及/或根据在该集成电路14之一输出终端18处,以及因此在该集成电路系统10之相对应输出终端20处,之一相关控制器的要求。
现在,若该集成电路14其本身系已经为一传感器装置,例如,一磁场传感器、或一压力传感器时,则取代分别之磁场探针、或压力传感器之一应力传感器形式的该应力灵敏结构16系可以在该测试操作模式期间,被施加至该集成电路14之该信号处理部分的一输入端,因此,该应力灵敏结构16之取决于该应力组件的该输出信号Sout或该已变换输出信号S’out系可以以相同的方式作为该输出信号,例如,在该正常操作模式期间之该量测、或传感器信号(磁场或压力信号),而于该集成电路系统10之一测试操作模式期间,被提供在一输出终端20。
现在,若是举例而言该集成电路系统10之该集成电路14系为一ABS传感器,且该ABS传感器系于其输出端提供包含在已侦测磁场之时程中作为一数字编码脉冲序列的信息时,则该集成电路14系可以再次地在该集成电路14之该输出端处,提供配置于该半导体基板12上之该应力灵敏结构(芯片上(on-chip)应力传感器)的信息,而再次地作为该测试操作模式期间的一数字编码脉冲序列,以用于藉由该应力灵敏结构而侦测在该半导体基板12中的该机械应力组件的该瞬时数值。若是该集成电路14举例而言系包括一线性磁场传感器,且该传感器系举例而言会于一输出终端接脚处提供线性正比于磁场线的一电压时,则根据本发明,于为了侦测在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值的该测试操作模式期间,在该集成电路14之该输出端,以及因此在该集成电路系统10之该正常输出终端接脚处,一模拟电压系可以是线性正比于在该半导体基板12之表面上之该机械应力组件之该瞬时数值的输出。
藉由此进程,其系有可能在该正常操作模式期间,以及亦在用于侦测在该集成电路系统10之该半导体基板12中,该机械应力组件之瞬时数值形式之一机械应力的该测试操作模式期间,根据本发明而使用不管如何出现在该集成电路系统10之范围内的该集成电路14,且其亦具有用于该分别量测信号之一信号处理,例如,磁场信号、压力信号等,的信号处理部分。
有关于图例说明于图1以及图2中的该集成电路系统10,应该要注意的是,举例而言,一芯片上(on-chip)应力传感器形式的该应力灵敏结构16系应该较佳地尽可能靠近该集成电路14相关于机械应力之最灵敏部分,以能够为了判断在该半导体基板12中之一机械应力对于具有该集成电路14之该集成电路系统之运作功能的影响,而提供亦具有在该半导体基板12中之该机械应力的一不同质分布的一相关信号。
因为该集成电路的大部分应力灵敏电路部分系主要呈现在该半导体基板12的内部,亦即,典型地在该分别半导体芯片的中心,以及典型地不在该基板边缘,所以,该应力灵敏结构16系亦应该被配置于此,或是,当然,亦可以是数应力灵敏结构16被配置于该半导体基板12上的不同位置,以为了因此能够判断在该半导体基板12上之该机械应力的整体分布。
要再注意的是,在该半导体基板上的该机械应力乃是藉由机械应力张量(mechanic stress tensor)的数组件所给予,因此,在一具有数应力传感器的延伸系统中,不同的应力传感器系亦可以被用于对该机械应力张量分别之不同组件或组件的不同结合做出反应,而在一半导体材质中的应力状态系一般对举例而言非常的复杂,因为有六个单独用于该机械应力张量的独立组件,为了平面应力状态,正如其作用于一集成电路的表面上一样,该应力张量之令人关注之组件的数量系可以被降滴至三个,亦即,两个正常应力组件以及一剪应力(shearing stress)组件,因此,举例而言,在该半导体基板12之平面中之该应力张量的该等正常应力组件以及在该半导体基板12之平面中之该剪应力间的不同系可以加以测量。
藉由在图2中所图例说明的该集成电路系统10,较具优势地是,亦有可能在不需要额外输出接脚的情形下,使用呈现为在该半导体基板12上之应力灵敏结构16形式的应力测试结构,而此系藉由在可接近的该半导体基板12上制造该应力灵敏结构16而加以达成,以用于藉由不同的测试操作模式(或是在该期间)而侦测在该半导体基板12之表面上(或是在其范围内)之该机械应力张量的某些组件、或组件结合。接着,为了决定,作为用于将该集成电路系统10容纳在一壳体中之制造程序的结果,是否一太高的机械应力系已作用于容纳于该壳体中之该集成电路系统,该测试操作模式系举例而言可以加以使用。
为了这个目的,根据本发明,该机械应力组件的一比较数值系将会加以提供,正如接下来更进一步以图3以及图4做为参考而有更详尽的解释一样。
该机械应力组件的该比较数值,举例而言,系指示出在该半导体基板12中用于该机械应力组件的最大允许数值,而据此,该集成电路14,以及因此该集成电路系统10,的运作功能,系可以受到保证,所以,藉由在该半导体基板中用于该机械应力的此最大允许数值,则该应力灵敏结构16系会提供一确定的输出信号Sout-max,并且,在所有已知用于侦测在该半导体基板12中之该机械应力组件的方法中,举例而言,在压阻轮盘、或MOS晶体管、或双极晶体管中,此输出信号Sout-max系与在该半导体基板12中之该机械应力组件形成良好线性近似,其中,该机械应力系依次良好的线性近似于与将该集成电路系统10容纳于一壳体中之玻璃钝化点(glassivation point)不同的温度,因此,该应力灵敏结构16的该输出信号Sout系可以藉由根据本发明之对于用来判断在该半导体基板12中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板中之该电路系统10之运作功能的影响的该比较数值的一比较而加以使用,正如于接下来以图3以及图4做为参考的更详尽解释一样。
该机械应力系具有一符号,主要地,若是该机械应力的数量系小于一最大允许数值时,则其系为足够,然而,更普遍地是,定义一较低的Smin以及一较高Smax限制,其中,该应力系于下列为真时为可接受:
Smin<S<Smax
正如在图3所图例说明的一样,用于判断在该半导体基板12中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板12上之该电路系统10之运作功能的影响的装置系会包括一比较数值提供装置30,以及一比较装置40,以及可选择地,一温度侦测装置32。
利用该集成电路系统10的该应力灵敏结构16,在该半导体基板12中之该机械应力组件的一瞬间数值系加以侦测,并且,系被提供作为在该集成电路系统10之该输出端的一输出信号Sout(或是S’out),举例而言,在其测试操作模式期间,若是,正如在图1中所图例说明的一样,一分开的输出终端接脚系为了该输出信号Sout而加以提供时,则在该集成电路系统10之输出端的该输出信号Sout,举例而言,亦可以永久地加以提供。
再者,藉由该比较数值提供装置30,一比较数值Sout-max系被提供于在该半导体基板12中的该机械应力结构,其中,该比较数值系会相关于该机械应力组件之该已侦测瞬时数值而包括可以做出在该半导体基板12中之该瞬时机械应力组件是否损害了该集成电路14以及因此该集成电路系统10之运作功能之陈述的信息。
正如在图3中所图例说明的一样,现在,呈现为该输出信号Sout形式、在该半导体基板12中之该机械应力组件的该瞬时数值,系藉由该比较装置40而与该机械应力组件之该比较数值Sout-max进行比较,以获得在该比较装置40之输出端处,一第一或一第二结果数值的一比较结果,其中,该第一以及该第二结果数值系包括藉由在该半导体基板12中之该机械应力而对该集成电路系统之运作功能之损害的指示,现在,该比较数值系较佳地指示用于该机械应力组件的一最大允许数值Sout-max,而据此,具有该集成电路之该集成电路系统的运作功能系可以获得保证。
在此关连中,系更进一步以图4做为参考,其系举例说明一应力灵敏结构16之坐标形式的一已侦测标准化输出信号Sout,系相对于有关一已提供之比较数值Sout-max之温度的一纯示范性示意图例。
若是该比较数值Sout-max与该瞬时数值Sout间的比较产生该比较数值低于该瞬时数值的结果时(请参阅图4中之Sout-1),则举例而言,在此例子中,该第一结果数值系输出作为低于该比较数值的一指示,然而,若是该比较数值系被该瞬时数值所超过时(请参阅图4中之Sout-2),则在此例子中,该第二结果数值系输出作为超过该比较数值的一指示。而因为该比较数值系较佳地指示用于该机械应力组件的一最大允许数值,因此,该比较结果系可以指示具有该集成电路10之该集成电路系统的运作功能是否仍然受到保证。
为了简化该第一以及该第二比较结果的更进一步程序,其系可以,举例而言,包括逻辑数值形式(高、低、中间数值)之任何不同的位准,或是甚至位结合,而该机械应力组件的该比较数值系亦可以以一逻辑数值(高、低、中间数值),或是甚至位结合之形式而加以呈现,因此,该比较数值系,举例而言,被储存在用于储存该比较数值的一储存装置中,以及,系可以在需要以执行在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件之该比较数值的比较时加以提供。
在该半导体基板12中之该机械应力组件的该瞬时数值系藉由在该集成电路系统10之输出端处的该输出信号Sout而加以提供,正如其已藉由图1以及图2之该集成电路系统10做为参考所做出的详尽解释一样。
接下来,现在要进行解释的是,如何决定以及如何提供予该比较装置40,在该半导体基板12中之该机械应力组件的该比较数值Sout-max,而其系指示在该半导体基板12中用于该机械应力组件的一最大允许数值,且据此该集成电路14以及因此该集成电路系统10之运作功能可以获得保证。
该半导体制造者,举例而言,系可以藉由与该集成电路之运作功能可能受到损害、或是(完全)不再受到保证不同的测试设置,而决定在该半导体基板中,用于该机械应力组件的一最大允许数值(Sout-max),而由于在该半导体基板12中之机械应力组件对于集成在该半导体基板12上之该电路系统10之影响的结果系亦取决于某些环境变量,以及,特别是,取决于温度,因此,该比较数值系较佳地包括复数个别数值,且其中,每一个别数值系相关连于该机械应力组件之该比较数值的每一个别数值。
现在,分别相关于温度数值的该比较数值或是复数个别数值系,举例而言,可以被储存或记录于一储存装置中、或是以其它的方式,而在图3中的选择性提供之该温度侦测装置32现在系加以提供(若有需要的话),以提供在该比较数值提供装置30之该集成电路系统10处之一瞬时数值。
由于该集成电路系统10系会藉由几乎在所有已知的方法中,举例而言,在压阻轮盘、或MOS晶体管、或双极晶体管中,与在该半导体基板12中之该机械应力有良好线性近似的该应力灵敏结构16,而提供具有在该半导体基板12中之此最大允许机械应力的一确定输出信号Sout-max,以及此机械应力系会依次与源自于该集成电路系统10容纳于一壳体中时之玻璃钝化点(glassivation point)的温度差异有良好的线性近似,因此,一计算规则、或公式系分别可以被储存在会以在该集成电路系统10之一瞬时环境温度作为基础而分别计算或指示取决于该集成电路系统10之该瞬时温度的该比较数值Sout-max的该比较数值提供装置30之中。
是以,对该集成电路系统10而言,一关键输出信号Sout-max以及该应力灵敏结构16之必须温度衍生动作系可以加以提供,所以,在任何的温度,该集成电路系统10之一最终测试系皆可以加以执行,在将其组合于一模块之中后,亦即,在一壳体中系亦容纳另外组件之后,其中,在该半导体基板12中之该机械应力组件的该瞬时数值系利用该集成电路系统10之该应力灵敏结构16而加以决定,现在,瞬时数值系藉由该比较装置40而与该比较数值提供装置30所提供的一比较数值进行比较,以能够为了仍然保证在该集成电路系统10之整体温度范围中,亦即,在一预设的最小操作温度以及一最大操作温度之间,该集成电路系统10之一足够好的运作功能,而决定此瞬时数值是否仍然为可靠。
本发明用于判断在该半导体基板12中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板12上之该电路系统10之运作功能的影响的概念系仍然可以加以延伸,只要同样在该集成电路系统之该正常操作模式期间,由于该测试操作模式系会独立地(自动地)进行活化,并且因此该重要参数“在该半导体基板12上之机械应力”系为了一整体系统而加以指示,所以,该整体系统之可靠度系可以更进一步的增加,当然,同样可理解的是,该集成电路系统10仅在另一装置,例如,一微控制器,的要求之后,才执行在该正常操作期间的该测试操作模式,其中,此系被了解为相对于“自动地”。
再者,在图3中,可选择地,在该集成电路系统10以及该比较数值提供装置30之间的一直接连接系加以举例说明,其系用以指示在该测试操作模式期间,该集成电路系统10之该输出信号Sout的提供,以及藉由该比较数值提供装置30之该比较数值的提供系,举例而言,可以藉由用于该比较装置40之比较的一控制器(在图3中未显示)而进行时间安排以及协调。
另外,本发明的概念系可以特别地用于该半导体制造者为了仅提供为包覆于一壳体中之该“裸”集成电路系统的需求的例子中,其中,该包覆程序只是于稍后执行,此系被称之为一所谓的裸晶粒传递(bare diedelivery),而藉此,呈现为一模块形式的该整体系统系可以以较少的努力,以及因此,更有成本效益地加以制造,这是因为该集成电路系统10之一架设程序系已足够,另一方面,在最终的模块制造期间,系有数可能性,并且,微电子的标准封装系已不再需要一定得使用,正如它们一般而言系用于半导体制造中一样。
若是该集成电路系统10在其架设以及容置于该模块中之后变得不运作,然而在半导体制造期间的晶圆测试中仍然完全的有作用时,则无论该集成电路系统10是受到压作用(piezo-influence)的影响、或是在(藉由该半导体制造者其本身、或是藉由一顾客的)模块制造期间,由于容纳于一壳体,而有一太高的机械应力作用于该集成电路系统10之上,其系可以藉由本发明之概念而以一简单的方式进行判断。藉由本发明概念,则现在,一单独的准则系可以较具优势地对该半导体制造者指出其裸IC,亦即,其裸集成电路系统10,之运作功能,以能够推测哪一生产步骤要对该集成电电路系统10之一可能机能故障负责。
因此,藉由本发明之判断在该半导体基板12中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板12上之该电路系统10之运作功能的影响的概念,在不同生产阶段间的清楚分别,以及因此在该半导体制造者以及该客户之间的怀疑的例子中,系加以提供。
现在,藉由本发明之概念,集成在一半导体基板中之一以封装电路系统10系可以加以产生以及实现,其中,该集成电路系统系包括该集成电路14以及在该半导体基板12上的该应力灵敏结构16,对此而言,首先,一未封装的集成电路系统10系加以提供,其中,接续地,该未封装的集成电路系统之运作功能系仍然为晶圆上(on-wafer)决定,或是已经在该已切割状态中决定,接着,该集成电路系统10系被封装于一壳体之中,据此,将该集成电路系统10包覆于一壳体中对于其运作功能的影响,系藉由利用该应力灵敏结构16之对于在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值进行侦测、藉由提供在该半导体基板12中之该机械应力组件的该比较数值、以及藉由比较在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值而加以决定。
以该机械应力组件的该已侦测瞬时数值做为参考,该比较数值系包括可以做出在该半导体基板中之该瞬时机械应力组件是否损害了该集成电路系统(10)之运作功能之陈述的信息,而藉由比较在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值,则可以获得具有一第一或第二结果数值的一比较结果,其中,该第一以及该第二结果数值系包括藉由该机械应力而对该集成电路系统之运作功能之损害的一指示。
Claims (22)
1.一种在一半导体基板(12)上的集成电路系统(10),其系包括:
一集成电路(14),其系配置于该半导体基板之一电路区域(14a)之中;以及
一应力灵敏结构(16),其系位于该半导体基板(12)之上,并系用于侦测在该半导体基板(12)上之一机械应力组件,
其中,该应力灵敏结构(16)系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号(Sout),而对一激励以及对一机械应力组件产生反应,其中,该应力灵敏结构(16)系被配置于该半导体基板(12)的一传感器区域(16a)之中,以及其中,该电路区域(14a)以及该传感器区域(16a)系为空间上分隔。
2.根据权利要求1所述的集成电路系统(10),其中该取决于该机械应力组件的输出信号(Sout)系包括可藉以判断在该半导体基板(12)中之该机械应力组件对于集成在该半导体基板(12)上之该电路(14)之运作功能之影响的信息。
3.根据权利要求1或2所述的集成电路系统(10),其中该应力灵敏结构(16)之该输出信号系包括在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一瞬时数值(instantaneous value)。
4.根据上述权利要求之一所述的集成电路系统(10),其中该集成电路系统(10)系为一传感器装置,以及其中,该集成电路(14)系包括一传感器电路。
5.根据上述权利要求之一所述的集成电路系统(10),其中该集成电路系统(10)系包括复数应力灵敏结构(16)。
6.根据权利要求5所述的集成电路系统(10),其中该复数应力灵敏结构(16)系加以提供,以侦测在该半导体基板(12)中之一机械应力组件的分布。
7.根据上述权利要求之一所述的集成电路系统(10),其更包括一列表,其系由该集成电路之一制造者所建立,并且系具有用于该集成电路的最大允许应力数值。
8.根据权利要求7所述的集成电路系统(10),其中该列表系包括用于不同温度之最大允许应力数值。
9.一种用于判断在一半导体基板(12)中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板(12)上之一电路系统(10)之运作功能之影响的方法,其中,该电路系统(10)系包括配置于该半导体基板(12)之一电路区域(14a)中的一集成电路(14),以及位于该半导体基板(12)上、且用于侦测在该半导体基板(12)中之一机械应力组件的一应力灵敏结构(16),其中,该应力灵敏结构(16)系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号,而对一激励以及对一机械应力组件产生反应,其中,该应力灵敏结构(16)系被配置于该半导体基板(12)的一传感器区域(16a)之中,以及其中,该电路区域(14a)以及该传感器区域(16a)系于空间上彼此分隔,该方法系包括下列步骤:
利用该应力灵敏结构(16)而侦测在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一瞬时数值(instantaneous value);
提供在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一比较数值(Sout-max),其中,该比较数值系会相关于该机械应力组件之该已侦测瞬时数值而包括可以做出在该半导体基板中之该机械应力组件是否损害了该集成电路系统(10)之运作功能之陈述的信息;以及
比较在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值,以获得具有一第一或一第二结果数值的一比较结果,其中,该第一以及该第二结果数值系包括藉由该机械应力组件而对该集成电路系统之运作功能之损害的一指示。
10.根据权利要求9所述的方法,其中该比较数值系会指示用于该机械应力组件的一最大允许数值,而据此,该集成电路系统(10)之该运作功能即不会受到该机械应力组件的损害。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其中该比较数值系包括复数个别数值,且其中,一环境变量的一瞬时数值系会相关于每一个别数值。
12.根据权利要求11所述的方法,其中该环境变量系为环境温度。
13.根据权利要求9至11中之一所述之方法,其中该集成电路系统(10)系于一正常操作模式中以及于一测试操作模式中为可操作。
14.根据权利要求13所述的方法,其中该等侦测、提供、以及比较步骤系于该集成电路系统(10)之该测试操作模式期间加以执行。
15.根据权利要求14所述的方法,其中该提供步骤系包括在一列表中的一查询,且其中,该列表系由该集成电路之一制造者所建立,并且系具有该集成电路的最大允许应力数值。
16.根据权利要求15所述的方法,其中该列表系包括用于不同温度之最大允许应力数值。
17.一种用于判断在一半导体基板(12)中之一机械应力组件对于集成在该半导体基板(12)上之一电路系统(10)之运作功能之影响的装置,其中,该电路系统(10)系包括配置于该半导体基板(12)之一电路区域(14a)中的一集成电路(14),以及位于该半导体基板(12)上、且用于侦测在该半导体基板(12)中之一机械应力组件的一应力灵敏结构(16),其中,该应力灵敏结构(16)系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号,而对一激励以及对一机械应力组件产生反应,其中,该应力灵敏结构(16)系被配置于该半导体基板(12)的一传感器区域(16a)之中,以及其中,该电路区域(14a)以及该传感器区域(16a)系于空间上彼此分隔,其中该装置系包括:
用于利用该应力灵敏结构(16)而侦测在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一瞬时数值(instantaneous value)的装置;
用于提供在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一比较数值(Sout-max)的装置(30),其中,该比较数值系会相关于该机械应力组件之该已侦测瞬时数值而包括可以做出在该半导体基板中之该机械应力组件是否损害了该集成电路系统(10)之运作功能之陈述的信息;以及
用于比较在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值、以获得具有一第一或一第二结果数值之一比较结果的装置(40),其中,该第一以及该第二结果数值系包括藉由该机械应力组件而对该集成电路系统之运作功能之损害的一指示。
18.根据权利要求17所述的装置,其中该比较数值系会指示用于该机械应力组件的一最大允许数值,而据此,该集成电路系统(10)之该运作功能即不会受到该机械应力组件的损害。
19.根据权利要求17或18所述的装置,其中该比较数值系包括复数个别数值,且其中,一环境变量的一瞬时数值系会相关于每一个别数值。
20.根据权利要求17所述的装置,其中该环境变量系为环境温度、或是该集成电路系统(10)之该半导体材质的瞬时温度。
21.根据权利要求17至20项其中之一所述之装置,其中该装置系更进一步包括用于侦测一环境变量的装置(32)。
22.一种用于制造集成在一半导体基板(12)中之一已封装电路系统(10)的方法,其中,该电路系统(10)系包括配置于该半导体基板(12)之一电路区域(14a)中的一集成电路(14),以及位于该半导体基板(12)上、且用于侦测在该半导体基板(12)中之一机械应力组件的一应力灵敏结构(16),其中,该应力灵敏结构(16)系加以执行,以提供取决于该机械应力组件的一输出信号,而对一激励以及对一机械应力组件产生反应,其中,该应力灵敏结构(16)系被配置于该半导体基板(12)的一传感器区域(16a)之中,以及其中,该电路区域(14a)以及该传感器区域(16a)系于空间上彼此分隔,其中该方法系包括下列步骤:
提供一未封装集成电路系统;
决定该未封装集成电路系统的运作功能;
封装该集成电路系统于一壳体之中;以及
决定封装该集成电路系统于一壳体中对于其运作功能的影响,其中,该决定步骤系包括下列的子步骤:
利用该应力灵敏结构(16)而侦测在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一瞬时数值(instantaneous value);
提供在该半导体基板(12)中之该机械应力组件的一比较数值,其中,该比较数值系会相关于该机械应力组件之该已侦测瞬时数值而包括可以做出在该半导体基板中之该机械应力组件是否损害了该集成电路系统(10)之运作功能之陈述的信息;以及
比较在该半导体基板中之该机械应力组件的该瞬时数值与该机械应力组件的该比较数值,以获得具有一第一或一第二结果数值的一比较结果,其中,该第一以及该第二结果数值系包括藉由该机械应力组件而对该集成电路系统之运作功能之损害的一指示。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10339939.9 | 2003-08-29 | ||
DE10339939A DE10339939B4 (de) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Intergierte Schaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung und Beurteilung derselben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1604326A true CN1604326A (zh) | 2005-04-06 |
CN100505238C CN100505238C (zh) | 2009-06-24 |
Family
ID=34202226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200410076994.1A Expired - Fee Related CN100505238C (zh) | 2003-08-29 | 2004-08-30 | 集成电路系统及其制造方法和判断方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US7255010B2 (zh) |
CN (1) | CN100505238C (zh) |
DE (1) | DE10339939B4 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105841734A (zh) * | 2015-02-03 | 2016-08-10 | 英飞凌科技股份有限公司 | 传感器系统和方法 |
CN106885588A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-23 | 英飞凌科技股份有限公司 | 具有热电动势补偿的传感器布置 |
US10298271B2 (en) | 2015-02-03 | 2019-05-21 | Infineon Technologies Ag | Method and apparatus for providing a joint error correction code for a combined data frame comprising first data of a first data channel and second data of a second data channel and sensor system |
CN110187254A (zh) * | 2018-02-23 | 2019-08-30 | 格芯公司 | 晶载可靠性监测器及方法 |
US10557895B2 (en) | 2013-06-18 | 2020-02-11 | Infineon Technologies Ag | Sensor arrangement having thermo-EMF compensation |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10339939B4 (de) * | 2003-08-29 | 2010-02-11 | Infineon Technologies Ag | Intergierte Schaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung und Beurteilung derselben |
US7839201B2 (en) * | 2005-04-01 | 2010-11-23 | Raytheon Company | Integrated smart power switch |
DE102006045141B9 (de) | 2006-09-25 | 2009-02-19 | Infineon Technologies Ag | Magnetfeld-Sensor-Vorrichtung |
US20090015278A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Hien Dang | Apparatus to monitor substrate viability |
US7980138B2 (en) * | 2007-10-29 | 2011-07-19 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit with stress sensing element |
IT1402434B1 (it) * | 2010-06-10 | 2013-09-04 | St Microelectronics Srl | Struttura di rilevamento dell'allineamento di una sonda atta a testare circuiti integrati |
DE102010062210A1 (de) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Robert Bosch Gmbh | Kombiniertes ABS/Airbag-Steuergerät |
US9030054B2 (en) | 2012-03-27 | 2015-05-12 | Raytheon Company | Adaptive gate drive control method and circuit for composite power switch |
FR2993983A1 (fr) * | 2012-07-30 | 2014-01-31 | St Microelectronics Rousset | Procede de compensation d'effets de contraintes mecaniques dans un microcircuit |
US10352812B2 (en) * | 2013-08-09 | 2019-07-16 | Infineon Technologies Ag | Circuits, methods, and computer programs to detect mechanical stress and to monitor a system |
US9383269B2 (en) * | 2013-08-09 | 2016-07-05 | Infineon Technologies Ag | Circuits, methods, and computer programs to detect mechanical stress and to monitor a system |
US20180089984A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-03-29 | Intel Corporation | Device, system and method for detecting degradation of a flexible circuit |
TWI681620B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-01-01 | 茂達電子股份有限公司 | 馬達驅動電路 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2932956A1 (de) * | 1979-08-14 | 1981-02-26 | Siemens Ag | Piezoresistive sonde |
EP0085380B1 (en) * | 1982-01-25 | 1988-07-27 | Hitachi, Ltd. | Method for testing a joint |
JPH0752762B2 (ja) * | 1985-01-07 | 1995-06-05 | 株式会社日立製作所 | 半導体樹脂パッケージ |
US4870575A (en) * | 1987-10-01 | 1989-09-26 | Itt Corporation | System integrated fault-tree analysis methods (SIFTAN) |
US4994895A (en) * | 1988-07-11 | 1991-02-19 | Fujitsu Limited | Hybrid integrated circuit package structure |
JPH0245194A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-15 | Hitachi Maxell Ltd | Icカード |
JPH03197194A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-28 | Dainippon Printing Co Ltd | Icカード |
US5264699A (en) * | 1991-02-20 | 1993-11-23 | Amber Engineering, Inc. | Infrared detector hybrid array with improved thermal cycle reliability and method for making same |
JP2671859B2 (ja) * | 1995-04-14 | 1997-11-05 | 日本電気株式会社 | 赤外線検出素子及びその製造方法 |
US5780746A (en) * | 1996-08-07 | 1998-07-14 | Fel-Pro Incorporated | Minimum thickness force sensor with temperature compensation |
US7061062B2 (en) * | 1999-07-01 | 2006-06-13 | Gateway Inc. | Integrated circuit with unified input device, microprocessor and display systems |
US6713374B2 (en) * | 1999-07-30 | 2004-03-30 | Formfactor, Inc. | Interconnect assemblies and methods |
JP3715488B2 (ja) * | 1999-11-22 | 2005-11-09 | 株式会社東芝 | 評価用半導体装置 |
US6441396B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-08-27 | International Business Machines Corporation | In-line electrical monitor for measuring mechanical stress at the device level on a semiconductor wafer |
DE10154495C5 (de) * | 2001-11-07 | 2018-01-11 | Infineon Technologies Ag | Konzept zur Kompensation der Einflüsse externer Störgrößen auf physikalische Funktionsparameter von integrierten Schaltungen |
DE10154498B4 (de) * | 2001-11-07 | 2005-08-25 | Infineon Technologies Ag | Hallsondensystem und Verfahren zum Herstellen eines Hallsondensystems sowie Verfahren zum Steuern einer Hallspannung |
US7019545B2 (en) * | 2002-10-17 | 2006-03-28 | United Microelectronics Corp. | Method for monitoring quality of an insulation layer |
US6894517B2 (en) * | 2002-10-17 | 2005-05-17 | United Microelectronics Corp. | Method for monitoring oxide quality |
DE10339939B4 (de) * | 2003-08-29 | 2010-02-11 | Infineon Technologies Ag | Intergierte Schaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung und Beurteilung derselben |
-
2003
- 2003-08-29 DE DE10339939A patent/DE10339939B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-08-26 US US10/926,807 patent/US7255010B2/en active Active
- 2004-08-30 CN CN200410076994.1A patent/CN100505238C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-28 US US11/467,769 patent/US7429498B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-31 US US11/469,085 patent/US7353712B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10557895B2 (en) | 2013-06-18 | 2020-02-11 | Infineon Technologies Ag | Sensor arrangement having thermo-EMF compensation |
US10942229B2 (en) | 2013-06-18 | 2021-03-09 | Infineon Technologies Ag | Sensor arrangement having thermo-EMF compensation |
CN105841734A (zh) * | 2015-02-03 | 2016-08-10 | 英飞凌科技股份有限公司 | 传感器系统和方法 |
US10289508B2 (en) | 2015-02-03 | 2019-05-14 | Infineon Technologies Ag | Sensor system and method for identifying faults related to a substrate |
US10298271B2 (en) | 2015-02-03 | 2019-05-21 | Infineon Technologies Ag | Method and apparatus for providing a joint error correction code for a combined data frame comprising first data of a first data channel and second data of a second data channel and sensor system |
CN105841734B (zh) * | 2015-02-03 | 2019-07-09 | 英飞凌科技股份有限公司 | 传感器系统和方法 |
US10931314B2 (en) | 2015-02-03 | 2021-02-23 | Infineon Technologies Ag | Method and apparatus for providing a joint error correction code for a combined data frame comprising first data of a first data channel and second data of a second data channel and sensor system |
US11438017B2 (en) | 2015-02-03 | 2022-09-06 | Infineon Technologies Ag | Method and apparatus for providing a joint error correction code for a combined data frame comprising first data of a first data channel and second data of a second data channel and sensor system |
CN106885588A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-23 | 英飞凌科技股份有限公司 | 具有热电动势补偿的传感器布置 |
CN106885588B (zh) * | 2015-12-14 | 2019-08-20 | 英飞凌科技股份有限公司 | 具有热电动势补偿的传感器布置 |
CN110187254A (zh) * | 2018-02-23 | 2019-08-30 | 格芯公司 | 晶载可靠性监测器及方法 |
CN112363047A (zh) * | 2018-02-23 | 2021-02-12 | 马维尔亚洲私人有限公司 | 晶载可靠性监测器及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20070063309A1 (en) | 2007-03-22 |
DE10339939B4 (de) | 2010-02-11 |
US20060286688A1 (en) | 2006-12-21 |
DE10339939A1 (de) | 2005-04-14 |
US7255010B2 (en) | 2007-08-14 |
US7353712B2 (en) | 2008-04-08 |
US7429498B2 (en) | 2008-09-30 |
US20050045879A1 (en) | 2005-03-03 |
CN100505238C (zh) | 2009-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1604326A (zh) | 集成电路系统及其制造方法 | |
US9354133B2 (en) | Self-heated pressure sensor assemblies | |
US20090112503A1 (en) | On-chip over-temperature detection | |
US20090161726A1 (en) | Temperature detection system | |
US8847427B2 (en) | Prediction of transistor temperature in an inverter power module of a vehicle, and related operating methods | |
CN102112848A (zh) | 通过ic中感应的应力感测环境参数 | |
US10230322B2 (en) | Smart motor driver architecture with built-in MEMS sensor based early diagnosis of faults | |
US11175189B2 (en) | Electronics device | |
US20220404222A1 (en) | Detector and Detecting System | |
Gromala et al. | Internal stress state measurements of the large molded electronic control units | |
US8102180B2 (en) | CPU voltage testing system and method thereof | |
US10352812B2 (en) | Circuits, methods, and computer programs to detect mechanical stress and to monitor a system | |
Wu et al. | Hybrid approach to conduct failure prognostics of automotive electronic control unit using stress sensor as in situ load counter | |
Gromala et al. | Prognostic approaches for the wirebond failure prediction in power semiconductors: A case study using DPAK package | |
US20060156080A1 (en) | Method for the thermal testing of a thermal path to an integrated circuit | |
US8729697B2 (en) | Sensor arrangement, a measurement circuit, chip-packages and a method for forming a sensor arrangement | |
US20100322284A1 (en) | Method For Determining Power Semiconductor Temperature | |
CN214473738U (zh) | 测量半导体芯片热阻的装置 | |
Gromala | Reliability Requirements of Advanced Packaging in the Era of Electrified Automated and Connected Driving | |
US20040150417A1 (en) | Integrated circuit with junction temperature sensing diode | |
Riegel et al. | Data-Driven Remaining Useful Life Prediction of QFN Packages on Board Level with On-Chip Stress Sensors | |
Rost et al. | Mechanical in-situ characterization of micro systems during encapsulation and integration processes in structural components | |
Kalker et al. | Degradation Diagnosis During Active Power Cycling via Frequency-Domain Thermal Impedance Spectroscopy | |
JP6652337B2 (ja) | 半導体装置の実装状態の検査方法および実装基板に実装された半導体装置 | |
Rzepka et al. | Smart Features Integrated for Prognostics Health Management Assure the Functional Safety of the Electronics Systems at the High Level Required in Fully Automated Vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090624 Termination date: 20180830 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |