EP3295476A1 - Kontaktviakette als korrosionsdetektor - Google Patents

Kontaktviakette als korrosionsdetektor

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EP3295476A1
EP3295476A1 EP16721171.3A EP16721171A EP3295476A1 EP 3295476 A1 EP3295476 A1 EP 3295476A1 EP 16721171 A EP16721171 A EP 16721171A EP 3295476 A1 EP3295476 A1 EP 3295476A1
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EP
European Patent Office
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contact
guard ring
kontaktviakette
chain
semiconductor device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16721171.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Dietz
Daniel Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • 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
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2644—Adaptations of individual semiconductor devices to facilitate the testing thereof
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    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5226—Via connections in a multilevel interconnection structure
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    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
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    • H01L23/562—Protection against mechanical damage
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/585—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries comprising conductive layers or plates or strips or rods or rings

Definitions

  • the invention relates to a detector for determining faulty
  • the invention relates to a Kunststoffviakette as a corrosion and crack detector.
  • the detector for determining a defective semiconductor component comprises a semiconductor component, a contact vault, which is laterally spaced from the
  • Semiconductor component is arranged, a guard ring, which is also arranged laterally spaced from the semiconductor device and an evaluation unit, which is arranged on the semiconductor device.
  • Evaluation unit configured to apply an electrical voltage to the Mixviakette, to detect a resistance value of Mixviakette and a
  • the advantage here is that a detection of the defective component takes place early, since the applied electrical voltage accelerates corrosion processes.
  • Another advantage is that the evaluation is not done by capacitance measurement, but by resistance measurement, which is much easier to integrate.
  • the guard ring is arranged outside the contact viakette.
  • the inventive method for detecting defective semiconductor components comprises applying an electrical voltage to a Kunststoffviakette, detecting a resistance value of the Kunststoffviakette and generating an output signal when the resistance of the Kunststoffviakette a Threshold exceeds.
  • the electrical voltage is here in particular permanently or permanently applied to the Kunststoffviakette.
  • the advantage here is that the guard ring can be checked initially and during operation. In other words, the determination of a faulty semiconductor device takes place early and the evaluation can be carried out variably at different times, either during the final product test or in-situ during operation. Furthermore, it is advantageous that an increased risk of failure of the guard ring can be detected. In addition, mechanical damage can also be used.
  • metals such as aluminum
  • FIG. 1 shows a cross section of a basic element of a complete contact viocet
  • FIG. 2 is a block diagram of the contact cube within the guard ring
  • FIG. 3 Schematic diagram of the contact viaket outside the guard ring
  • Figure 5 is a block diagram of a segment or area by area
  • FIG. 1 shows the cross section 100 of a basic element 110 of a complete one
  • the basic element 110 or the structure comprises a combined
  • the conductive path is conducted beginning with a contact to the lowermost metal or first metal section 115, then via a via 112 to the overlying metal or second metal section 116 and analogously up to the uppermost metal or to the final metal layer, e.g. B. Top metal. From the top metal or the final metal layer is the base element 110 of Griffinviakette then vias 114, 113 and 112 and intermediate metals 117, 116 and
  • n-doped well in a p-doped substrate or vice versa for example, an n-doped well in a p-doped substrate or vice versa.
  • adjacent well or substrate portions must be electrically isolated from each other, for example by using field oxide or Isolationstrenches 120.
  • a semiconductor technology with four metal levels is used by way of example. However, it is also possible to use semiconductor technologies with more or less metal levels.
  • the individual metals for example, aluminum, gold, copper or other metals and metal layer systems, for example, copper-nickel-palladium, and alloys, for example AICu can be used.
  • the vias and contacts tungsten copper or other metals and alloys can be used.
  • the individual metal levels can consist of different metals and have different layer thicknesses. In general, the metals are formed so that they form an overlap to the contacts 111 and vias 112, 113 and 114, respectively. This overlap may occur between the metal layers 115,
  • the contact vault is surrounded by dielectic material 122 or embedded in dielectric material 122.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram 200 of the contact viahole 202 within the
  • the contact viahole 202 is used between the active region of the integrated circuit 201 and the guard ring 203.
  • the contact cuvette 202 is guided around the active region 201.
  • the ends of Griffinviakette 202 are connected to an evaluation unit 204.
  • the evaluation unit 204 is the Kunststoffviakette 202 with a positive electrical voltage to the substrate when using n-doped wells in a p-doped substrate or a negative electrical voltage to the substrate when using p-doped wells in an n-doped substrate connected.
  • the supply voltage Vdd can be used.
  • the evaluation unit 204 compares the electrical resistance of the chain with a reference value or threshold value.
  • This reference value corresponds to the electrical resistance of the contact cube at the time of the initial wafer test and is stored in the component.
  • other evaluation mechanisms such as the relative comparison of two identical contact-patch segments, can be used to detect damage.
  • the arrangement is not limited to low-k materials.
  • cracks or delaminations may occur due to package stress, for example due to molding compound
  • Semiconductor material come, which can lead to delamination in particular in the edge region of the semiconductor device and so to the mechanical interruption of the chain.
  • the resulting gap from the edge of the semiconductor component to the contact lube can lead to an inward diffusion of foreign substances.
  • This can be all types of chemicals used in the packaging process, eg. As water, shegezusatzstoffe, cleaning agents, and contaminants from the packaging materials, for example, the attach adhesive or molding compound. These foreign substances can cause corrosion or migrations in the metal layer system in the semiconductor component. Such damage is promoted by the presence of electrical charge or voltage. Because the contact cuvette is permanently at positive or negative potential to the substrate, corrosion of the metals used in the chain, for example aluminum, tungsten, copper, is effectively accelerated. Due to the corrosion of the
  • Contact cuff is caused a resistance change of the chain, which can be detected by the evaluation unit before the impurities or damage continue to penetrate into the active area.
  • FIG. 3 shows a circuit diagram 300 of the contact prism chain 302 outside the
  • Guard ring 303 wherein the evaluation unit 304 is disposed on the semiconductor device 301. If damage is detected outside the guard ring 303, this is this is an indication of an increased risk of damage to the guard ring 303.
  • the structure can only be used outside or on both sides of the guard ring 303.
  • FIG. 4 shows a block diagram 400 of the contact viahat 402, which contains the
  • Semiconductor device 401 partially encloses the guard ring 403 and the
  • the contact cube 402 is used on one or more sides of the integrated circuit. This allows to limit the detection to one or more directions.
  • FIG. 5 shows a circuit diagram 500 of a contact-type relay 502 arranged in segments or regions, the guard ring 503, the evaluation unit 504 and, by way of example, four circuit modules 506, 507, 508 and 509.
  • the structure can also be constructed in individual segments. This allows a spatially resolved or direction-resolved detection. As a result, the reaction to a detected damage can take place differently depending on the adjacent circuit module.
  • FIG. 6 shows the method 600 for detecting defective semiconductor components.
  • the method 600 starts with the step 610, in which an electrical voltage is applied to a Kunststoffviakette.
  • a resistance value of the Kunststoffviakette is detected.
  • an output signal is generated as a function of the resistance value, namely when the resistance value exceeds a threshold value or a reference value.
  • the resistance value of the contact cube can be stored in the semiconductor device or in a memory or the evaluation unit in a step 630, which is carried out in time between step 620 and step 640.
  • the method 600 may be performed at different times. Initial at the wafer test, also to check the function of the structure and to store an initial value as a reference. After the packaging process in the final test step to check the influence of the packaging process. In the field at each

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Abstract

Detektor (100) zur Bestimmung eines fehlerhaften Halbleiterbauelements (101) mit einem Halbleiterbauelement (101), einer Kontaktviakette (102), die lateral beabstandet zum Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist und das Halbleiterbauelement (101) bereichsweise umschließt, einem Guardring (103), der lateral beabstandet zum Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist und einer Auswerteeinheit (104), die auf dem Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (104) eingerichtet ist, eine elektrische Spannung an die Kontaktviakette (102) anzulegen, insbesondere eine dauerhafte elektrische Spannung, einen Widerstandswert der Kontaktviakette (102) zu erfassen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Widerstandswert der Kontaktviakette (102) einen Schwellenwert überschreitet.

Description

Beschreibung
Kontaktviakette als Korrosionsdetektor Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Detektor zur Bestimmung fehlerhafter
Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zur Detektion fehlerhafter
Halbleiterbauelemente. Mit anderen Worten die Erfindung betrifft eine Kontaktviakette als Korrosions- und Rissdetektor.
Halbleiterbauelemente werden bei der Herstellung auf einem Wafer durch Sägegräben getrennt, die im späteren Assembly-Prozess für das Separieren durch Sägen oder andere Methoden benutzt werden. Die Halbleiterbauelemente sind gegenüber diesen Sägegräben durch einen Guardring, dem sogenannten Scribeseal, geschützt. Dieser hat die Aufgabe, sowohl durch das Wafersägen hervorgerufene Risse zu stoppen als auch das Eindiffundieren von Fremdmolekülen in den Schaltkreis zu verhindern. Die Benutzung eines Guardringes ist Stand der Technik.
Daneben gibt es verschiedene Ansätze, die Funktion des Guardringes zu kontrollieren. In der Schrift US 6833720 Bl wird eine Kontaktviakette als Detektionseinheit beschrieben, die spezifisch auf Schädigungen durch eindringendes Wasser prüft.
Daneben ist die Schrift US 6833720 Bl auf Bauelemente beschränkt, die low-k
Materialien als Dielektrikum verwenden.
In den Schriften DE102012105848A1 und US20130009663A1 wird eine Kontakt- Viakette beschrieben, die aber in der vorgegebenen Anordnung an Messpads nur initial bei Wafertests ausgewertet werden kann. In der Schrift US 2009/0321734 AI wird ein Gesamtsystem beschrieben, dessen einzige Funktion die Kontrolle eines Guardringes ist. Die Auswertung erfolgt durch Auswertung eines Kapazitätssignales.
Offenbarung der Erfindung
Der Detektor zur Bestimmung eines fehlerhaften Halbleiterbauelements umfasst ein Halbleiterbauelement, eine Kontaktviakette, die lateral beabstandet zum
Halbleiterbauelement angeordnet ist, einen Guardring, der ebenfalls lateral beabstandet zum Halbleiterbauelement angeordnet ist und eine Auswerteeinheit, die auf dem Halbleiterbauelement angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die
Auswerteeinheit eingerichtet, eine elektrische Spannung an die Kontaktviakette anzulegen, einen Widerstandswert der Kontaktviakette zu erfassen und ein
Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Widerstandswert der Kontaktviakette einen Schwellenwert überschreitet. Die elektrische Spannung wird insbesondere dauerhaft an die Kontaktviakette angelegt.
Der Vorteil ist hierbei, dass eine Detektion des fehlerhaften Bauelements frühzeitig erfolgt, da die angelegte elektrische Spannung Korrosionsvorgänge beschleunigt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Auswertung nicht durch Kapazitätsmessung, sondern durch Widerstandsmessung erfolgt, welche deutlich einfacher zu integrieren ist.
In einer Weiterbildung ist der Guardring außerhalb der Kontaktviakette angeordnet.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Risiko auf Schädigung des Guardrings ermittelt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Guardring zwischen dem
Halbleiterbauelement und der Kontaktviakette angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion fehlerhafter Halbleiterbauelemente umfasst das Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Kontaktviakette, das Erfassen eines Widerstandswerts der Kontaktviakette und das Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn der Widerstandswert der Kontaktviakette einen Schwellenwert überschreitet. Die elektrische Spannung ist hierbei insbesondere dauerhaft bzw. permanent an die Kontaktviakette angelegt.
Der Vorteil ist hierbei, dass der Guardring initial und im Betrieb kontrolliert werden kann. Mit anderen Worten die Bestimmung eines fehlerhaften Halbleiterbauelements erfolgt frühzeitig und die Auswertung kann variabel zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgen, entweder beim finalen Produkttest oder in-situ im Betrieb erfolgen. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass ein erhöhtes Risiko für ein Versagen des Guardringes detektiert werden kann. Zusätzlich können mechanische Schädigungen auch
Korrosionen durch eindringendes Wasser, sowie andere Fremdstoffe durch Änderung des elektrischen Widerstandes detektiert werden. Diese Korrosionen werden durch das permanente Anlegen einer elektrischen Spannung effektiv beschleunigt. Dadurch funktioniert die Anordnung auch bei ansonsten wenig anfälligen aber häufig
eingesetzten Metallen wie Aluminium.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter
Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Querschnitt eines Grundelements einer kompletten Kontaktviakette,
Figur 2 Prinzipschaltbild der Kontaktviakette innerhalb des Guardrings,
Figur 3 Prinzipschaltbild der Kontaktviakette außerhalb des Guardrings,
Prinzipschaltbild einer Kontaktviakette, die ein Halbleiterbauelement teilweise umschließt,
Figur 5 Prinzipschaltbild einer segmentweise bzw. bereichsweise
angeordneten Kontaktviakette und Figur 6 Verfahren zur Detektion fehlerhafter Halbleiterbauelemente.
Figur 1 zeigt den Querschnitt 100 eines Grundelements 110 einer kompletten
Kontaktviakette. Das Grundelement 110 bzw. die Struktur umfasst eine kombinierte
Zusammenschaltung von Kontakten 111, Vias 112, 113 und 114, sowie
Metallabschnitten 115, 116 und 117 und Wannenwiderständen 118. In einer
Ausgestaltung wird der leitende Pfad beginnend bei einem Kontakt zum untersten Metall bzw. ersten Metallabschnitt 115 geführt, dann über eine Via 112 zu dem darüber liegenden Metall bzw. zweiten Metallabschnitt 116 und analog bis zum obersten Metall bzw. zur abschließenden Metallschicht, z. B. Top Metall. Vom obersten Metall bzw. von der abschließenden Metallschicht wird das Grundelement 110 der Kontaktviakette dann über Vias 114, 113 und 112 und dazwischenliegenden Metallen 117, 116 und
115 auf die Kontaktebene zurückgeführt. Die Verbindung zwischen zwei Kontakten erfolgt über eine leitende diffundierte Wanne, die isolierend gegenüber einem Substrat
119 ausgeführt ist, zum Beipiel einer n-dotierten Wanne in einem p-dotierten Substrat oder umgekehrt. Dabei müssen auch benachbarte Wannen- bzw. Substratanteile elektrisch voneinander isoliert sein, zum Beispiel durch Einsatz von Feldoxid oder Isolationstrenches 120. In Figur 1 wird beispielhaft eine Halbleitertechnologie mit vier Metallebenen verwendet. Es können aber auch Halbleitertechnologien mit mehr oder weniger Metallebenen benutzt werden.
Für die einzelnen Metalle können zum Beispiel Aluminium, Gold, Kupfer oder auch andere Metalle sowie Metallschichtsysteme, zum Beispiel Kupfer-Nickel-Palladium, sowie Legierungen, zum Beispiel AICu verwendet werden. Für die Vias und Kontakte können Wolfram, Kupfer oder auch andere Metalle und Legierungen verwendet werden. Dabei können die einzelnen Metallebenen aus verschiedenen Metallen bestehen sowie unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. In der Regel werden die Metalle so ausgebildet, dass sie zu den Kontakten 111 bzw. Vias 112, 113 und 114 einen Überlapp ausbilden. Dieser Überlapp kann zwischen den Metallschichten 115,
116 und 117 variieren. Andere Ausführungen ergeben sich, wenn man die Kette nur partiell aufbaut, zum Beispiel nur zwischen dem ersten Metallabschnitt 115 und dem zweiten Metallabschnitt 116 oder nur zwischen einem dritten Metallabschnitt 117 und dem Topmetall 121.
Das so beschriebene Grundelement 110 der Kontaktviakette kann durch
Aneinanderreihung mehrerer Grundelemente zu einer Kontaktviakette erweitert werden, die einen elektrischen Widerstand aufweist. Je nach Länge und Ausführung variiert der Widerstand. Die Kontaktviakette ist von dielektischem Material 122 umgeben bzw. in dielektrisches Material 122 eingebettet.
Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild 200 der Kontaktviakette 202 innerhalb des
Guardrings 203. Mit anderen Worten die Kontaktviakette 202 wird zwischen dem aktiven Bereich der integrierten Schaltung bzw. dem Halbleiterbauelement 201 und dem Guardring 203 benutzt. Die Kontaktviakette 202 ist um den aktiven Bereich 201 geführt. Die Enden der Kontaktviakette 202 werden mit einer Auswerteeinheit 204 verbunden. Durch die Auswerteeinheit 204 wird die Kontaktviakette 202 mit einer positiven elektrischen Spannung gegenüber dem Substrat bei Einsatz von n-dotierten Wannen in einem p-dotierten Substrat oder einer negativen elektrischen Spannung gegenüber dem Substrat bei Einsatz von p-dotierten Wannen in einem n-dotierten Substrat verbunden. Hierfür kann zum Beispiel die Versorgungsspannung Vdd verwendet werden.
Desweiteren vergleicht die Auswerteeinheit 204 den elektrischen Widerstand der Kette mit einem Referenzwert bzw. Schwellenwert. Dieser Referenzwert entspricht dem elektrischen Widerstand der Kontaktviakette zum Zeitpunkt des initialen Wafertests und wird im Bauteil gespeichert. Daneben können auch andere Auswertemechanismen wie zum Beispiel der Relativvergleich von zwei gleichartigen Kontaktviakettensegmenten zur Detektion einer Schädigung verwendet werden. Die Anordnung ist nicht auf low-k Materialen beschränkt.
Im Folgenden werden Mechanismen aufgeführt, die zu einer Veränderung des
Widerstandes führen und mit Hilfe der Auswerteeinheit 204 detektiert werden können. Ein mechanischer Riss, der durch das Sägen verursacht wird und den Guardring durchbricht, durchtrennt die Kette. Dies kann initial beim Sägen oder später durch Rissausbreitung während des Betriebes erfolgen.
Während des Verpackungsprozesses oder auch im Betrieb können aufgrund von Packagestress, zum Beispiel durch Moldmasse, Risse oder Delaminationen im
Backend des Halbleitermaterials, insbesondere im Randbereich des
Halbleiterbauelementes auftreten. Diese führen zum mechanischen Unterbrechen der Kette.
Aufgrund von Prozessproblemen kann es bei der Herstellung des Halbleiterwafers zu Schädigungen bzw. Verunreinigungen von Interfaces im Backend des
Halbleitermaterials kommen, die zu Delaminationen insbesondere im Randbereich des Halbleiterbauelementes und so zum mechanischen Unterbrechen der Kette führen können.
Führt einer der oben beschriebenen mechanischen Fehlerfälle nur zur Ausbildung eines Risses aber nicht zum Unterbrechen der Kette, kann der sich ergebene Spalt vom Rand des Halbleiterbauelementes zur Kontaktviakette zu einem Eindiffundieren von Fremdstoffen führen. Dies können alle Arten der beim Verpackungsprozess verwendeten Chemikalien, z. B. Wasser, Sägezusatzstoffe, Reinigungsmittel, sowie Kontaminationen aus dem Verpackungsmaterialen, zum Beispiel Die Attach Kleber oder Moldmasse sein. Diese Fremdstoffe können im Halbleiterbauelement Korrosionen bzw. Migrationen im Metallschichtsystem hervorrufen. Derartige Schädigungen werden durch das Vorhandensein von elektrischer Ladung bzw. Spannung begünstigt. Da die Kontaktviakette permanent auf positivem oder negativem Potential gegenüber dem Substrat liegt, werden Korrosionen der in der Kette verwendeten Metalle, zum Beispiel Aluminium, Wolfram, Kupfer effektiv beschleunigt. Durch die Korrosion der
Kontaktviakette wird eine Widerstandänderung der Kette hervorgerufen, die durch die Auswerteeinheit detektiert werden kann bevor die Verunreinigungen bzw. Schädigung weiter in den aktiven Bereich vordringen.
Figur 3 zeigt ein Prinzipschaltbild 300 der Kontaktviakette 302 außerhalb des
Guardrings 303, wobei die Auswerteeinheit 304 auf dem Halbleiterbauelement 301 angeordnet ist. Wird außerhalb des Guardringes 303 eine Schädigung detektiert, ist dies ein Hinweis auf ein erhöhtes Risiko für eine Schädigung des Guardringes 303. Als Ausführungen kann die Struktur nur außerhalb oder an beiden Seiten des Guardringes 303 verwendet werden.
Figur 4 zeigt ein Prinzipschaltbild 400 der Kontaktviakette 402, die das
Halbleiterbauelement 401 teilweise umschließt, den Guardring 403 und die
Auswerteeinheit 404. Mit anderen Worten die Kontaktviakette 402 wird an einer oder mehreren Seiten der integrierten Schaltung verwendet. Dies erlaubt, die Detektion auf eine oder mehrere Richtungen zu beschränken.
Figur 5 zeigt ein Prinzipschaltbild 500 einer segmentweise bzw. bereichsweise angeordneten Kontaktviakette 502, den Guardring 503, die Auswerteeinheit 504 und beispielhaft vier Schaltungsmodule 506, 507, 508 und 509. Das bedeutet, die Struktur kann auch in einzelnen Segmenten aufgebaut sein. Dies erlaubt eine ortsaufgelöste bzw. richtungsaufgelöste Detektion. Dadurch kann die Reaktion auf eine detektierte Schädigung je nach angrenzendem Schaltungsmodul unterschiedlich erfolgen.
Figur 6 zeigt das Verfahren 600 zur Detektion fehlerhafter Halbleiterbauelemente. Das Verfahren 600 startet mit dem Schritt 610, in dem eine elektrische Spannung an eine Kontaktviakette angelegt wird. In einem folgenden Schritt 620 wird ein Widerstandswert der Kontaktviakette erfasst. In einem folgenden Schritt 640 wird ein Ausgangssignal in Abhängigkeit des Widerstandswerts erzeugt und zwar wenn der Widerstandswert einen Schwellenwert bzw. einen Referenzwert überschreitet. Optional kann der Widerstandswert der Kontaktviakette in einem Schritt 630, der zeitlich zwischen dem Schritt 620 und dem Schritt 640 durchgeführt wird, im Halbleiterbauelement bzw. in einem Speicher oder der Auswerteeinheit gespeichert bzw. abgelegt werden.
Das Verfahren 600 kann zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden. Initial beim Wafertest, auch um die Funktion der Struktur zu überprüfen und einen Initialwert als Referenz zu speichern. Nach dem Verpackungsprozess im finalen Testschritt, um den Einfluss des Verpackungsprozesses zu überprüfen. Im Feld bei jeder
Startprozedur und für sicherheitskritische Anwendungen auch in-situ permanent im Feld.

Claims

Ansprüche
1. Detektor (100) zur Bestimmung eines fehlerhaften Halbleiterbauelements (101) mit einem Halbleiterbauelement (101), einer Kontaktviakette (102), die lateral
beabstandet zum Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist und das
Halbleiterbauelement (101) bereichsweise umschließt, einem Guardring (103), der lateral beabstandet zum Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist und einer
Auswerteeinheit (104), die auf dem Halbleiterbauelement (101) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (104) eingerichtet ist, eine elektrische Spannung an die Kontaktviakette (102) anzulegen, insbesondere eine dauerhafte elektrische Spannung, einen Widerstandswert der Kontaktviakette (102) zu erfassen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Widerstandswert der Kontaktviakette (102) einen Schwellenwert überschreitet.
2. Detektor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Guardring (103) außerhalb der Kontaktviakette (102) angeordnet ist.
3. Detektor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Guardring (103) zwischen dem Halbleiterbauelement (101) und der Korrosionsviakette (102) angeordnet ist.
4. Verfahren (600) zur Detektion fehlerhafter Halbleiterbauelemente mit den Schritten:
• Anlegen (610) einer elektrischen Spannung an eine Kontaktviakette,
• Erfassen (620) eines Widerstandswerts der Kontaktviakette,
• Erzeugen (640) eines Ausgangssignals, wenn der Widerstandswert der
Kontaktviakette einen Schwellenwert überschreitet.
EP16721171.3A 2015-05-11 2016-05-09 Kontaktviakette als korrosionsdetektor Withdrawn EP3295476A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015107328 2015-05-11
PCT/EP2016/060286 WO2016180756A1 (de) 2015-05-11 2016-05-09 Kontaktviakette als korrosionsdetektor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3295476A1 true EP3295476A1 (de) 2018-03-21

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ID=55948838

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16721171.3A Withdrawn EP3295476A1 (de) 2015-05-11 2016-05-09 Kontaktviakette als korrosionsdetektor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10431507B2 (de)
EP (1) EP3295476A1 (de)
CN (1) CN107636815A (de)
TW (1) TW201709373A (de)
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