DE102016216650A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung weist ein Halbleitersubstrat, in welchem eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, einen auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildeten Transistor, eine auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildete und mit dem Transistor verbundene Erfassungsschaltung, eine dielektrische Schicht, die den Transistor und die Erfassungsschaltung bedeckt, eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete Lötmittelerhebung und eine Kontaktstellenelektrode auf, welche ein erstes Teil, das mit einem Ausgang der Erfassungsschaltung in der Durchgangsbohrung verbunden ist, und ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, aufweist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung zur Verwendung zum Beispiel in einer drahtlosen Hochfrequenzband-Vorrichtung oder einer Hochfrequenzband-Radar- oder Milliwave-Band-Radarvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Es besteht ein Bedarf für eine Reduzierung der Größe, Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Reduzierung der Kosten in einer Hochfrequenzband-Vorrichtung, die in einem Hochfrequenzband arbeitet. Als eine Hochfrequenzband-Vorrichtung wird verbreitet ein monolithischer Mikrowellen-IC (MMIC) verwendet, der ein aktives Element wie einen Transistor und eine Anpassungsschaltung aufweist, die integriert auf einem halbisolierenden Substrat ausgebildet sind. Die Anpassungsschaltung ist aus einer passiven Schaltung aufgebaut, die zum Beispiel einen Widerstand, einen Metall-Isolator-Metall-(MIM-)Kondensator, der aus einer oberen Schicht Metall, einer unteren Schicht Metall und einer zwischen der oberen Schicht Metall und der unteren Schicht Metall eingebetteten dielektrischen Schicht ausgebildet ist, und eine Wicklungsinduktivität aufweist, die ein Verdrahtungsmetall in Schleifenform aufweist.
  • Ein Chip-Scale-Gehäuse (CSP) wird gewöhnlich als ein Gehäuse für einen MMIC verwendet. Das Chip-Scale-Gehäuse ist ein Gehäuse, welches Lötmittelkugeln auf einer Halbleitervorrichtung (MMIC) ausgebildet aufweist, sodass der MMIC direkt durch Rückflusslöten auf einer gedruckten Leiterplatte oder dergleichen montiert werden kann. Das japanische, offengelegte Patent Nr. 2008-066657 offenbart ein CSP.
  • Das japanische, offengelegte Patent Nr. 2010-182741 offenbart ein CSP, in welchem ein Halbleiter-Chip in einem Gehäuse einer Größe eingeschlossen ist, die im Wesentlichen gleich der Größe des Halbleiter-Chips ist. Das japanische, offengelegte Patent Nr. 2010-182741 offenbart außerdem eine Anordnung, in welcher eine rückseitige Oberflächenelektrode auf einer oberen Oberfläche eines Halbleiter-Chips vorgesehen ist, während Lötmittelerhebungen auf einer unteren Oberfläche des Halbleiter-Chips vorgesehen sind.
  • Eine Mehrzahl von Lötmittelerhebungen ist auf einer vorderen Oberfläche einer Halbleitervorrichtung ausgebildet, die aus einem MMIC des CSP-Typs aufgebaut ist. Die Mehrzahl von Lötmittelerhebungen ist auf einem Substrat fixiert, um die Halbleitervorrichtung in Bauchlage auf dem Substrat zu montieren. Wenn die Halbleitervorrichtung auf dem Substrat montiert ist, ist das rückseitige Oberflächenteil gegenüber der vorderen Oberfläche der Halbleitervorrichtung exponiert. Es gibt deshalb ein Problem, dass eine Untersuchung von Eigenschaften der auf dem Substrat montierten Halbleitervorrichtung nicht durchgeführt werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Angesichts des vorstehend beschriebenen Problems ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Eigenschaften einfach untersucht werden können, wenn sich die Halbleitervorrichtung in einem Zustand befindet, in welchem sie auf einem Substrat montiert ist.
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung ein Halbleitersubstrat, in welchem eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, einen auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildeten Transistor, eine auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildete und mit dem Transistor verbundene Erfassungsschaltung, eine dielektrische Schicht, die den Transistor und die Erfassungsschaltung bedeckt, eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete Lötmittelerhebung, und eine Kontaktstellenelektrode auf, die ein erstes Teil, das mit einem Ausgang der Erfassungsschaltung in der Durchgangsbohrung verbunden ist, und ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, aufweist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung ein Halbleitersubstrat, in welchem eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, einen auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildeten Transistor, eine auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildete und mit dem Transistor verbundene Kopplungsschaltung, eine dielektrische Schicht, die den Transistor und die Kopplungsschaltung bedeckt, eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete Lötmittelerhebung, und eine Kontaktstellenelektrode auf, die ein erstes Teil, das mit einem Ausgang der Kopplungsschaltung in der Durchgangsbohrung verbunden ist, und ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, aufweist.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlicher.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der auf einem Substrat montierten Halbleitervorrichtung;
  • 4 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens von Eigenschaften der Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 5 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung;
  • 7 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 8 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform;
  • 10 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 11 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform;
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform; und
  • 13 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der Halbleitervorrichtung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Halbleitervorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Komponenten, die identisch sind oder zueinander korrespondieren, werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und eine wiederholte Beschreibung derselben wird in einigen Fällen vermieden.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 10 ist ein Chip-Scale-Gehäusetyp einer MMIC. Die Halbleitervorrichtung 10 weist ein zum Beispiel aus GaAs gebildetes Halbleitersubstrat 11 auf. Eine Durchgangsbohrung 11a ist in dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet. Ein Transistor 12, ein Kondensator 13 und eine Diode 19 sind auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet. Der Transistor 12, der Kondensator 13 und die Diode 19 sind in Teilen ausgebildet, die dadurch angezeigt sind, dass sie mit unterbrochenen Linien umgeben sind. Andere Elemente als der Transistor 12, der Kondensator 13 und die Diode 19 sind ebenfalls auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet. In der ersten Ausführungsform sind passive Schaltungen, die Anpassungsschaltungen bilden, und eine Erfassungsschaltung, welche die Diode 19 aufweist, auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet. Andere aktive Elemente und passive Schaltungen als diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, können ebenfalls auf dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet sein. Ein Transistor, der als ein aktives Element ausgebildet ist, kann anstelle der Diode 19 in der Erfassungsschaltung verwendet werden.
  • Eine zwischenliegende Verdrahtungsschicht 14 und eine obere Verdrahtungsschicht 15 sind auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 gebildet. Diese Schichten sind Teil einer Mehrschichtverdrahtungsstruktur. Die Anzahl der in der Mehrschichtverdrahtungsstruktur enthaltenen Verdrahtungsschichten ist nicht besonders eingeschränkt. Die Mehrschichtverdrahtungsstruktur verbindet die auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 ausgebildeten Elemente elektrisch miteinander. Alle Elemente (einschließlich des Transistors 12, des Kondensators 13, der Anpassungsschaltungen und der Erfassungsschaltung 22 mit der Diode 19) und alle Verdrahtungsschichten (einschließlich der zwischenliegenden Verdrahtungsschicht 14 und der oberen Verdrahtungsschicht 15), die auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet sind, sind mit einer dielektrischen Schicht 16 (dielektrische Schichten 16a, 16b und 16c) bedeckt, wobei die dielektrische Schicht 16 auf jeder Verdrahtungsschicht gebildet ist. Das Material der dielektrischen Schicht 16 ist zum Beispiel Polyimid oder ein anderes Dielektrikum. Der vorstehend beschriebene Kondensator 13 ist ein MIM-Kondensator, der eine obere Schicht Metall, eine untere Schicht Metall und die zwischen diesen Metallen eingebettete dielektrische Schicht 16 aufweist.
  • Die dielektrische Schicht 16c auf der oberen Verdrahtungsschicht 15 weist Öffnungen in ihrer oberen Oberfläche auf. Die obere Verdrahtungsschicht 15 ist durch die Öffnungen exponiert. Ein unter der Erhebung angeordnetes Metall 17 ist auf der oberen Verdrahtungsschicht 15 durch die Öffnungen exponiert vorgesehen. Eine Lötmittelerhebung 18 (Lötmittelkugel) ist auf dem unter der Erhebung angeordneten Metall 17 vorgesehen. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist eine Mehrzahl von Lötmittelerhebungen 18 auf der dielektrischen Schicht 16 ausgebildet.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist eine Kontaktstellenelektrode 20 auf, welche ein erstes Teil 20a, das mit der Erfassungsschaltung (Diode 19) in der Durchgangsbohrung 11a verbunden ist, und ein zweites Teil 20b, das mit dem ersten Teil 20a verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, aufweist.
  • 2 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Jede Anpassungsschaltung weist eine Induktivität auf, die durch eine Transmission-Line unter Verwendung eines Verdrahtungsmetalls und des Kondensators 13 gebildet wird. Die Anpassungsschaltungen sind auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Transistors 12 angeschlossen. Die Anpassungsschaltungen können alternativ eine andere Anordnung aufweisen. Die Erfassungsschaltung 22, welche die vorstehend beschriebene Diode 19 aufweist, ist mit einer der Anpassungsschaltungen verbunden. Die Erfassungsschaltung 22 setzt eine gut bekannte Schaltungsanordnung ein, die passive Elemente aufweist, z.B. eine Diode und einen Kondensator. Die Erfassungsschaltung 22 kann alternativ aus nur einer Diode aufgebaut sein. Die Erfassungsschaltung 22 erfasst den Pegel eines Hochfrequenzband-Ausgangssignals von dem Transistor 12 und legt eine Ausgangsspannung gemäß diesem Signalpegel an die Kontaktstellenelektrode 20 an.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der auf einem Substrat montierten Halbleitervorrichtung. Schaltungsmuster und Kontaktstellen sind auf dem Substrat 50 ausgebildet, und verschiedene Vorrichtungen sind auf den Kontaktstellen angebracht. 3 stellt jedoch nur das Substrat 50 dar. Die Lötmittelerhebungen 18 der Halbleitervorrichtung 10 sind mit dem Substrat 50 an vorbestimmten Positionen verbunden. Die Halbleitervorrichtung 10 ist dadurch in Bauchlage auf dem Substrat 50 montiert. Als eine Folge des Montierens in Bauchlage ist die Kontaktstellenelektrode 20 auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 (die Oberfläche, auf welcher die Lötmittelerhebungen 18 nicht ausgebildet sind) auf der vorderen Oberfläche exponiert.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass ihre Eigenschaften untersucht werden, während sie auf dem Substrat 50 montiert ist. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens von Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 10 zeigt. Zu der Zeit der Untersuchung wird eine Untersuchungsvorrichtung verwendet, die eine Mehrzahl von Sonden einschließlich einer Untersuchungssonde P1 aufweist. Die Untersuchungsvorrichtung wird nah an das Substrat 50 gebracht, die Untersuchungssonde P1 wird in Kontakt mit der Kontaktstellenelektrode 20 gebracht, und andere Sonden werden außerdem in Kontakt mit vorbestimmten Kontaktstellen auf dem Substrat 50 gebracht.
  • Dann wird ein Eingangssignal an einen Eingangsanschluss der Halbleitervorrichtung 10 bereitgestellt (die Lötmittelerhebung 18 an dem linken Ende, wie in 2 zu sehen), und ein Ausgangssignal von der Erfassungsschaltung 22 wird mit der Untersuchungssonde P1 erfasst. Eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung 10 in dem auf dem Substrat 50 montierten Zustand wird dadurch untersucht. Die Verbindung des Ausgangsanschlusses der Erfassungsschaltung 22 mit der Kontaktstellenelektrode 20, die auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, ermöglicht diese Untersuchung. Ein Signal, das durch die Erfassungsschaltung 22 erfasst wird, ist ein Hochfrequenzsignal oder ein Milliwave-Band-Signal von dem Transistor 12.
  • In dem Fall, in welchem eine mit dem Ausgang der Erfassungsschaltung verbundene Kontaktstelle auf dem Substrat 50 vorgesehen ist und die Sonde an die Kontaktstelle gebracht wird, wird die Größe des Substrats 50 notwendigerweise um einen Betrag zum Bereitstellen der Kontaktstelle vergrößert. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht jedoch keine Notwendigkeit, die Größe des Substrats 50 zu vergrößern, da das Ausgangssignal von der Erfassungsschaltung 22 durch die Kontaktstellenelektrode 20 erfasst wird, welche auf der rückseitigen Oberfläche der Halbleitervorrichtung 10 vorgesehen ist.
  • In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung 10 mit der Erfassungsschaltung 22, welche durch die Anpassungsschaltung mit dem Ausgang des Transistors 12 verbunden ist, erfasst. Die Erfassungsschaltung 22 kann allerdings weitreichend zur Untersuchung von Eigenschaften der aktiven Elemente einschließlich des Transistors 12, die auf dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet sind, und der passiven, die Anpassungsschaltungen bildenden Schaltungen verwendet werden. Die Erfassungsschaltung kann deshalb mit jeden Punkten für gewünschte Untersuchungen verbunden werden.
  • In einem Chip-Scale-Gehäusetyp einer MMIC sind Lötmittelerhebungen in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Das Gehäuse der Halbleitervorrichtung ist jedoch nicht auf das Chip-Scale-Gehäuse beschränkt. Das Gehäuse der Halbleitervorrichtung kann ein Gehäuse wie ein Flip-Chip ohne Einschränkung der Positionen der Lötmittelerhebungen sein.
  • Diese Modifikationen können auch auf Halbleitervorrichtungen gemäß nachfolgend beschriebener Ausführungsformen angewendet werden. Jede der Halbleitervorrichtungen gemäß den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen weist eine Anzahl von Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform auf und wird deshalb hauptsächlich mit Bezug auf Unterscheidungspunkte von der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Eine eingangsseitige Erfassungsschaltung 40 ist auf der Eingangsseite des Transistors 12 angeschlossen. Genauer ist die eingangsseitige Erfassungsschaltung 40 durch die Anpassungsschaltung mit dem Eingang des Transistors 12 verbunden. Die eingangsseitige Erfassungsschaltung 40 ist zusammen mit der Erfassungsschaltung 22 in der dielektrischen Schicht 16 (siehe 1) ausgebildet. Die eingangsseitige Erfassungsschaltung 40 weist passive Elemente, z.B. eine Diode und einen Kondensator auf. Ein Ausgang der eingangsseitigen Erfassungsschaltung 40 ist mit einer Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 60 verbunden, die in einer in dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildeten Durchgangsbohrung 11b und auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 ausgebildet ist.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung. Die Durchgangsbohrung 11b ist in dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet. Die Durchgangsbohrung 11b ist eine andere Durchgangsbohrung als die Durchgangsbohrung 11a. Die Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 60 weist ein drittes Teil 60a, das mit dem Ausgang der eingangsseitigen Erfassungsschaltung 40 in der Durchgangsbohrung 11b verbunden ist, und ein viertes Teil 60b, das mit dem dritten Teil 60a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf. In der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Ausgangssignal von der Erfassungsschaltung 22, die auf der Ausgangsseite des Transistors 12 angeschlossen ist, durch die Kontaktstellenelektrode 20 auf die rückseitige Oberflächenseite (untere Oberflächenseite) des Halbleitersubstrats 11 geleitet, und das Ausgangssignal von der eingangsseitigen Erfassungsschaltung 40, die mit dem Eingang des Transistors 12 verbunden ist, wird durch die Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 60 auf die rückseitige Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 11 geleitet.
  • 7 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der in Bauchlage montierten Halbleitervorrichtung zeigt. Die Kontaktstellenelektrode 20 und die Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 60, die auf der rückseitigen Oberfläche der Halbleitervorrichtung vorgesehen sind, sind nach außen exponiert. In diesem Zustand wird, während die Untersuchungssonde P1 in Kontakt mit der Kontaktstellenelektrode 20 gebracht wird, eine Untersuchungssonde P2 in Kontakt mit der Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 60 gebracht und ein Eingangssignal wird an den Transistor 12 angelegt, wodurch eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung untersucht wird.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist in der Lage, eine Untersuchung von Ausgangssignaleigenschaften des Transistors 12 in dem Zustand zu ermöglichen, in welchem die Halbleitervorrichtung auf dem Substrat montiert ist, und außerdem eine Untersuchung von Eigenschaften eines Hochfrequenzband- und Milliwave-Band-Eingangssignals, das in den Transistor 12 gegeben wird, zu ermöglichen.
  • Dritte Ausführungsform
  • 8 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform weist eine Kopplungsschaltung 70 auf, die an der Ausgangsseite des Transistors 12 angeschlossen ist, wobei die Anpassungsschaltung zwischen der Kopplungsschaltung 70 und dem Transistor 12 eingefügt ist. Die Kopplungsschaltung 70 ist auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildet und ist mit der dielektrischen Schicht 16 (siehe 1) bedeckt wie der Transistor 12 und die anderen Elemente. Die Kopplungsschaltung 70 ist eine Schaltung zur Divergenz des Pegels eines Hochfrequenzbandsignals (HF-Signal) von dem Transistor 12. Ein Ausgangssignal von der Kopplungsschaltung 70 wird zu der Lötmittelerhebung 18 an dem rechten Ende als ein Ausgangssignal von der Halbleitervorrichtung übertragen. Ein anderes Ausgangssignal von der Kopplungsschaltung 70 wird zur Untersuchung verwendet. Die Halbleitervorrichtung weist eine Masseleitung 78 auf, welche in der dielektrischen Schicht 16 ausgebildet ist.
  • Eine Durchgangsbohrung 71 und zusätzliche Durchgangsbohrungen 73 und 75 sind in dem Halbleitersubstrat ausgebildet. Eine Kontaktstellenelektrode 72 und Masseelektroden 74 und 76 sind ebenfalls auf dem Halbleitersubstrat vorgesehen. 9 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. Die Durchgangsbohrung 71 ist in dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet. Die Kontaktstellenelektrode 72 weist ein erstes Teil 72a, das in der Durchgangsbohrung 71 vorgesehen und mit einem Ausgang der Kopplungsschaltung 70 verbunden ist, und ein zweites Teil 72b, das mit dem ersten Teil 72a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • Die zusätzliche Durchgangsbohrung 73 ist in dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehen. Die Masseelektrode 74 weist ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 74a, das mit der Masseleitung 78 in der zusätzlichen Durchgangsbohrung 73 verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 74b, das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil 74a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • Die zusätzliche Durchgangsbohrung 75 ist in dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehen. Die Masseelektrode 76 weist ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 76a, das mit der Masseleitung 78 in der zusätzlichen Durchgangsbohrung 75 verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 76b, das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil 76a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • 10 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der in Bauchlage montierten Halbleitervorrichtung zeigt. Die Kontaktstellenelektrode 72 und die Masseelektroden 74 und 76, die auf der rückseitigen Oberfläche der montierten Halbleitervorrichtung vorgesehen sind, sind nach außen exponiert. In diesem Zustand werden, während die Untersuchungssonde P1 in Kontakt mit der Kontaktstellenelektrode 72 gebracht wird, Untersuchungssonden P2 und P3 jeweils in Kontakt mit den Masseelektroden 74 und 76 gebracht und ein Eingangssignal wird an den Transistor 12 angelegt, wodurch eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung untersucht wird.
  • Somit ermöglicht das Bereitstellen der Kontaktstellenelektrode 72 und der Masseelektroden 74 und 76 gegenüber der Oberfläche, auf welcher die Halbleitervorrichtung montiert ist, eine Untersuchung von Eigenschaften der Halbleitervorrichtung, während sich die Halbleitervorrichtung in einem Zustand befindet, in welchem sie auf dem Substrat 50 montiert ist. In der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ermöglicht das Bereitstellen der Masseelektroden 74 und 76, dass ein Ausgangssignal in Bezug auf eine Hochfrequenzeigenschaft (insbesondere in dem Milliwave-Band) genauer beurteilt wird.
  • Während die Kopplungsschaltung 70 an der Ausgangsseite des Transistors 12 angeschlossen ist, kann die Kopplungsschaltung alternativ an jeden anderen Punkt zur gewünschten Untersuchung angeschlossen sein. In dem Fall des Behandelns eines Milliwave-Band-Signals ist es wünschenswert, zwei Massekontaktstellen auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktstellenelektrode 72 vorzusehen. In dem Fall des Behandelns eines Signals mit einer geringeren Frequenz als das Milliwave-Band ist es nicht notwendig, die Masseelektroden auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktstellenelektrode 72 vorzusehen; eine der zwei Masseelektroden ist ausreichend.
  • Vierte Ausführungsform
  • 11 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung ist durch Hinzufügen einer Anordnung zu der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform gebildet, die in der Lage ist, eine eingangsseitige Eigenschaft des Transistors zu untersuchen. Eine eingangsseitige Kopplungsschaltung 80 ist auf der Eingangsseite des Transistors 12 mit der Anpassungsschaltung zwischen der eingangsseitigen Kopplungsschaltung 80 und dem Transistor 12 eingefügt angeschlossen. Die eingangsseitige Kopplungsschaltung 80 ist eine Schaltung zur Divergenz des Pegels eines Hochfrequenzbandsignals, das in den Transistor 12 gegeben wird. Die eingangsseitige Kopplungsschaltung 80 ist in der dielektrischen Schicht 16 zusammen mit dem Transistor 12 und anderen Elementen ausgebildet. Ein Ausgangsignal von der eingangsseitigen Kopplungsschaltung 80 wird an den Transistor 12 angelegt. Ein anderes Ausgangssignal von der eingangsseitigen Kopplungsschaltung 80 wird zur Untersuchung verwendet. Die Halbleitervorrichtung weist eine Masseleitung 78 auf, welche in der dielektrischen Schicht 16 ausgebildet ist.
  • Eine Durchgangsbohrung 82 und zusätzliche Durchgangsbohrungen 86 und 90 sind in dem Halbleitersubstrat ausgebildet. Eine Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 84 und Masseelektroden 88 und 92 sind ebenfalls auf der Halbleitervorrichtung vorgesehen. 12 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform. Die Durchgangsbohrung 82 ist in dem Halbleitersubstrat 11 ausgebildet. Die Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 84 weist ein drittes Teil 84a, das mit einem Ausgang der eingangsseitigen Kopplungsschaltung 80 in der Durchgangsbohrung 82 verbunden ist, und ein viertes Teil 84b, das mit dem dritten Teil 84a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • Die zusätzliche Durchgangsbohrung 86 ist in dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehen. Die Masseelektrode 88 weist ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 88a, das mit der Masseleitung 78 in der zusätzlichen Durchgangsbohrung 86 verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 88b, das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil 88a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • Die zusätzliche Durchgangsbohrung 90 ist in dem Halbleitersubstrat 11 vorgesehen. Die Masseelektrode 92 weist ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 92a, das mit der Masseleitung 78 in der zusätzlichen Durchgangsbohrung 90 verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil 92b, das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil 92a verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen ist, auf.
  • Wie aus 12 verstanden werden kann, sind die Masseelektroden 74 und 76 auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktstellenelektrode 72 vorgesehen und die Masseelektroden 88 und 92 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 84 vorgesehen.
  • 13 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren des Untersuchens der in Bauchlage montierten Halbleitervorrichtung zeigt. Die Kontaktstellenelektrode 72, die Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 84 und die Masseelektroden 74, 76, 88 und 92, die auf der rückseitigen Oberfläche der montierten Halbleitervorrichtung vorgesehen sind, sind nach außen exponiert. In diesem Zustand wird die Untersuchungssonde P1 in Kontakt mit der Kontaktstellenelektrode 72 gebracht; die Untersuchungssonden P2 und P3 werden jeweils in Kontakt mit den Masseelektroden 74 und 76 gebracht; eine Untersuchungssonde P4 wird in Kontakt mit der Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode 84 gebracht; und Untersuchungssonden P5 und P6 werden jeweils in Kontakt mit den Masseelektroden 92 und 88 gebracht. Eine Eigenschaft der Halbleitervorrichtung wird dann durch Anlegen eines Eingangssignals an den Transistor untersucht.
  • Somit wird die Kopplungsschaltung, die auf der Eingangsseite des Transistors vorgesehen ist, zu der Anordnung gemäß der dritten Ausführungsform hinzugefügt, sodass eine eingangsseitige Eigenschaft der Halbleitervorrichtung in Bezug auf ein Hochfrequenzband- oder Milliwave-Band-Eingangssignal einfach untersucht werden kann. Eine geeignete Kombination der Merkmale der Halbleitervorrichtungen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann vorgenommen und verwendet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Elektrode zur Untersuchung auf der unteren Oberfläche der in Bauchlage montierten Halbleitervorrichtung exponiert. Eine Untersuchung von Eigenschaften der Halbleitervorrichtung kann deshalb einfach durchgeführt werden, wenn sich die Halbleitervorrichtung in dem Zustand befindet, in welchem sie auf dem Substrat montiert ist.
  • Offenbar sind angesichts der vorstehenden Lehren viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es soll daher verstanden werden, dass innerhalb des Gültigkeitsumfangs der angehängten Ansprüche die Erfindung anders als ausdrücklich beschrieben ausgeführt werden kann.
  • Zusammengefasst weist eine Halbleitervorrichtung ein Halbleitersubstrat, in welchem eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, einen auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildeten Transistor, eine auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats ausgebildete und mit dem Transistor verbundene Erfassungsschaltung, eine dielektrische Schicht, die den Transistor und die Erfassungsschaltung bedeckt, eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete Lötmittelerhebung und eine Kontaktstellenelektrode auf, welche ein erstes Teil, das mit einem Ausgang der Erfassungsschaltung in der Durchgangsbohrung verbunden ist, und ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, aufweist
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Halbleitervorrichtung
    11
    Halbleitersubstrat
    11a
    Durchgangsbohrung
    12
    Transistor
    13
    Kondensator
    14, 15
    Verdrahtungsschicht
    16, 16a, 16b, 16c
    dielektrische Schicht
    17
    Metall
    18
    Lötmittelerhebung (Lötmittel-Bump)
    19
    Diode
    20
    Kontaktstellenelektrode
    20a
    erstes Teil
    20b
    zweites Teil
    22
    Erfassungsschaltung
    40
    Erfassungsschaltung
    50
    Substrat
    60
    Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode
    60a
    drittes Teil
    60b
    viertes Teil
    70
    Kopplungsschaltung
    71
    Durchgangsbohrung
    72
    Kontaktstellenelektrode
    72a
    erstes Teil
    72b
    zweites Teil
    73
    Durchgangsbohrung
    74
    Masseelektrode
    74a
    innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    74b
    außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    75
    Durchgangsbohrung
    76
    Masseelektrode
    76a
    innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    76b
    außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    78
    Masseleitung
    80
    Kopplungsschaltung
    82
    Durchgangsbohrung
    84
    Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode
    84a
    drittes Teil
    84b
    viertes Teil
    86
    Durchgangsbohrung
    88
    Masseelektrode
    88a
    innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    88b
    außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    90
    Durchgangsbohrung
    92
    Masseelektrode
    92a
    innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    92b
    außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil
    P1–P6
    Untersuchungssonde
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008-066657 [0003]
    • JP 2010-182741 [0004, 0004]

Claims (10)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Halbleitersubstrat (11), in welchem eine Durchgangsbohrung (11a) ausgebildet ist; einen Transistor (12), der auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats (11) ausgebildet ist; eine Erfassungsschaltung (22), die auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats (11) ausgebildet und mit dem Transistor (12) verbunden ist; eine dielektrische Schicht (16), die den Transistor (12) und die Erfassungsschaltung (22) bedeckt; eine Lötmittelerhebung (18), die auf der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet ist; und eine Kontaktstellenelektrode (20), die ein erstes Teil (20a), das mit einem Ausgang der Erfassungsschaltung (22) in der Durchgangsbohrung (11a) verbunden ist, und ein zweites Teil (20b), das mit dem ersten Teil (20a) verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist.
  2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassungsschaltung (22) auf der Ausgangsseite des Transistors (12) angeschlossen ist.
  3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, weiter aufweisend: eine eingangsseitige Erfassungsschaltung (40), die in der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet und auf der Eingangsseite des Transistors (12) angeschlossen ist; und eine Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode (60), die ein drittes Teil (60a), das mit einem Ausgang der eingangsseitigen Erfassungsschaltung (40) in einer in dem Halbleitersubstrat (11) vorgesehenen anderen Durchgangsbohrung als der vorstehend genannten Durchgangsbohrung (11a) verbunden ist, und ein viertes Teil (60b), das mit dem dritten Teil (60a) verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist.
  4. Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Halbleitersubstrat (11), in welchem eine Durchgangsbohrung (71) ausgebildet ist; einen Transistor (12), der auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats (11) ausgebildet ist; eine Kopplungsschaltung (70), die auf der oberen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats (11) ausgebildet und mit dem Transistor (12) verbunden ist; eine dielektrische Schicht (16), die den Transistor (12) und die Kopplungsschaltung (70) bedeckt; eine Lötmittelerhebung (18), die auf der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet ist; und eine Kontaktstellenelektrode (72), die ein erstes Teil (72a), das mit einem Ausgang der Kopplungsschaltung (70) in der Durchgangsbohrung (71) verbunden ist, und ein zweites Teil (72b), das mit dem ersten Teil (72a) verbunden und auf einer unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist.
  5. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Kopplungsschaltung (70) auf der Ausgangsseite des Transistors (12) angeschlossen ist.
  6. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, weiter aufweisend: eine eingangsseitige Kopplungsschaltung (80), die in der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet und auf der Eingangsseite des Transistors (12) angeschlossen ist; und eine Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode (84), die ein drittes Teil (84a), das mit einem Ausgang der eingangsseitigen Kopplungsschaltung (80) in einer in dem Halbleitersubstrat (11) vorgesehenen anderen Durchgangsbohrung (82) als der vorstehend genannten Durchgangsbohrung (71) verbunden ist, und ein viertes Teil (84b), das mit dem dritten Teil (84a) verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist.
  7. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, weiter aufweisend: eine Masseleitung (78), die in der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet ist; und eine Masseelektrode (74), die ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil (74a), das mit der Masseleitung (78) in einer zusätzlichen in dem Halbleitersubstrat (11) vorgesehenen Durchgangsbohrung (73) verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil (74b), das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil (74a) verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist.
  8. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, weiter aufweisend: eine Masseleitung (78), die in der dielektrischen Schicht ausgebildet ist; und eine Masseelektrode (74, 76, 88, 92), die ein innerhalb der Bohrung angeordnetes Teil (74a, 76a, 88a, 92a), das mit der Masseleitung (78) in einer zusätzlichen in dem Halbleitersubstrat (11) vorgesehenen Durchgangsbohrung (73, 75, 86, 90) verbunden ist, und ein außerhalb der Bohrung angeordnetes Teil (74b, 76b, 88b, 92b), das mit dem innerhalb der Bohrung angeordneten Teil (74a, 76a, 88a, 92a) verbunden und auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (11) vorgesehen ist, aufweist, wobei die Masseelektrode (74, 76, 88, 92) in jeder der Positionen auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktstellenelektrode (72) und Positionen auf gegenüberliegenden Seiten der Eingangssignal-Erfassungskontaktstellenelektrode (84) vorgesehen ist.
  9. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter aufweisend eine Anpassungsschaltung, die in der dielektrischen Schicht (16) ausgebildet und mit dem Transistor (12) verbunden ist.
  10. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Chip-Scale-Gehäusetyp einer MMIC ausgebildet ist.
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