JP2003124327A - キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法 - Google Patents

キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法

Info

Publication number
JP2003124327A
JP2003124327A JP2001314063A JP2001314063A JP2003124327A JP 2003124327 A JP2003124327 A JP 2003124327A JP 2001314063 A JP2001314063 A JP 2001314063A JP 2001314063 A JP2001314063 A JP 2001314063A JP 2003124327 A JP2003124327 A JP 2003124327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor element
terminal
semiconductor device
capacitor
semiconductor
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.)
Pending
Application number
JP2001314063A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Himeda
高志 姫田
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2001314063A priority Critical patent/JP2003124327A/ja
Publication of JP2003124327A publication Critical patent/JP2003124327A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャパシタ素子に並列に接続された半導体素子
の耐圧に制限されることなく、キャパシタ素子のリーク
電流を正確に測定する。 【解決手段】キャパシタ素子6、7が直列に接続され、
その接続点に検査用の端子8が設けられる。さらにキャ
パシタ素子6、7と並列に、電界効果トランジスタ4が
接続される。検査用の端子8とVs端子1間およびVd
端子2間に10V以上の直流電圧を印加し、キャパシタ
素子6および7のリーク電流を測定する。 【効果】キャパシタ素子の良否判定を行なうことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタ素子を
有するMMICなどの半導体装置、およびその検査方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】GaAs基板などの半導体基板に形成さ
れるMMIC(Microwave MonolithicIntegrated Circu
it)などの半導体装置には、整合回路用やDCカット用
のキャパシタ素子が多く使用されている。これらのキャ
パシタ素子は、一般にMIMキャパシタなどで形成され
ている。
【0003】このMMICに使用されるキャパシタ素子
の耐圧や信頼性がMMIC全体の品質に大きく影響する
ため、MMICの製造過程においてキャパシタ素子の耐
圧などの検査が行なわれている。このキャパシタ素子の
耐圧検査として、キャパシタ素子の両端に直流電圧を印
加することにより、キャパシタ素子のリーク電流を測定
する方法が一般的に行なわれている。
【0004】ここで、図6に示す回路がMMICとして
形成された場合において、キャパシタ素子のリーク電流
の測定方法について説明する。
【0005】図6に示すように、電界効果トランジスタ
34のソースがVs端子31に、ドレインがVd端子3
2に、ゲートがVg端子33にそれぞれ接続されてい
る。さらに、キャパシタ素子35の一端がVs端子31
に接続され、キャパシタ素子35の他端がVd端子32
に接続されている。
【0006】この場合、Vs端子31とVd端子32と
の間に直流電圧を印加してキャパシタ素子35のリーク
電流を測定していた。この時、ゲートが接続されている
Vg端子33には、電界効果トランジスタ34をピンチ
オフさせるための電圧が印加されていた。
【0007】次に、図7に示す回路がMMICとして形
成された場合において、キャパシタ素子のリーク電流の
測定方法について説明する。
【0008】図7に示すように、この回路は二段増幅器
であり、電界効果トランジスタ46のソースがグランド
に、ドレインがVd1端子43に、ゲートが入力端子4
1に、それぞれ接続されている。また、電界効果トラン
ジスタ47のソースがグランドに、ドレインが出力端子
42、Vd2端子44に、ゲートがVg2端子45に、
それぞれ接続されている。さらに、キャパシタ素子48
の一端がVd1端子43に接続され、キャパシタ素子4
8の他端がVg2端子45に接続されている。
【0009】この場合、Vd1端子43とVg2端子4
5との間に直流電圧を印加してキャパシタ素子48のリ
ーク電流を測定していた。
【0010】近年、MMICの小型化が進むにつれ電界
効果トランジスタ46と電界効果トランジスタ47を近
接してレイアウトする必要性が生じ、この結果図7の点
線で示すように設計上意図していない抵抗41が、キャ
パシタ素子48に並列に接続される形で存在することが
確認された。抵抗41は電界効果トランジスタ46の活
性層とGaAs基板と電界効果トランジスタ47の活性
層を経由するリークパス路にあるGaAs基板の等価抵
抗を示している。すなわち抵抗41はGaAs半絶縁性
基板のアイソレーションを示している。この抵抗41が
絶縁破壊する直流電圧は、電界効果トランジスタ46と
電界効果トランジスタ47の配置によっては、10V未
満となることがある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、このリーク
電流の測定においては、キャパシタ素子のリーク電流が
もともとpA〜nAオーダの電流値であることから、測
定精度を上げるために、10V以上の高い直流電圧をキ
ャパシタ素子に印加してリーク電流を測定する必要があ
った。
【0012】しかしながら、図6に示す回路のように、
電界効果トランジスタ34がキャパシタ素子35に並列
に接続されていると、電界効果トランジスタ34のソー
ス・ドレイン間耐圧が低いため、Vs端子31とVd端
子32との間に印加する直流電圧が制限される。このた
め、印加する直流電圧を10V以上に上げることができ
ず、キャパシタ素子35のリーク電流を正確に測定でき
ないという問題があった。
【0013】また、図7に示す回路のように、GaAs
基板の抵抗41がキャパシタ素子48に並列に接続され
ていると、GaAs基板の抵抗41の耐圧が低い場合、
Vd1端子43とVg2端子45との間に印加する直流
電圧が制限される。このため、印加する直流電圧を10
V以上に上げることができず、キャパシタ素子48のリ
ーク電流を正確に測定できないという問題があった。
【0014】本発明は、上述の問題を鑑みてなされたも
のであり、これらの問題を解決し、キャパシタ素子のリ
ーク電流を正確に測定することによって、半導体装置の
良否判定を行うことができる、キャパシタ素子を有する
半導体装置、およびその検査方法を提供することを目的
としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のキャパシタ素子を有する半導体装置は、半
導体基板に、2個以上のキャパシタ素子が直列に接続さ
れて形成されるとともに、前記キャパシタ素子の接続点
であって前記半導体基板上に検査用の端子が設けられた
ことを特徴とする。
【0016】また、前記直列に接続されたキャパシタ素
子と並列に、半導体素子が接続されたことを特徴とす
る。
【0017】また、前記直列に接続されたキャパシタ素
子がMIMIM積層構造であることを特徴とする。
【0018】また、前記半導体素子が、トランジスタ、
ダイオード、抵抗、インダクタのいずれか、あるいはこ
れらの組合せの素子であることを特徴とする。
【0019】また、前記半導体素子が、前記半導体基板
の一部であることを特徴とする。
【0020】また、前記キャパシタ素子を有する半導体
装置が、GaAs基板に形成されたMMICで構成され
たことを特徴とする。
【0021】また、本発明のキャパシタ素子を有する半
導体装置の検査方法は、半導体基板に、2個以上のキャ
パシタ素子が直列に接続されて形成されるとともに、前
記直列に接続されたキャパシタ素子の両端に端子が設け
られ、かつ接続点に検査用の端子が設けられ、さらに前
記直列に接続されたキャパシタ素子と並列に、半導体素
子が接続された半導体装置の検査方法であって、前記キ
ャパシタ素子の一端に設けられた検査用の端子と、他端
に設けられた端子との間に直流電圧を印加し、前記キャ
パシタ素子のリーク電流を測定することによって、前記
半導体装置の良否判定を行うことを特徴とする。
【0022】これにより、キャパシタ素子のリーク電流
を正確に測定することができ、半導体装置の良否判定を
行なうことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】[第一実施例、図1ないし図3]
以下、本発明の第一実施例であるキャパシタ素子を有す
る半導体装置、およびその検査方法を、図1ないし図3
に基づいて説明する。
【0024】図2は半導体装置の平面図、図1はその回
路図を示す。
【0025】図1および図2に示すように、半導体基板
5上で電界効果トランジスタ4のソースがVs端子1
に、ドレインがVd端子2に、ゲートがVg端子3にそ
れぞれ接続されている。このVs端子1、Vd端子2
は、キャパシタ素子のリーク電流を測定するための検査
用の端子を兼用している。
【0026】また、キャパシタ素子6とキャパシタ素子
7とが直列に接続されており、キャパシタ素子6の一端
がVs端子1に接続され、キャパシタ素子7の一端がV
d端子2に接続され、キャパシタ素子6の他端とキャパ
シタ素子7の他端とが接続された接続点に検査用の端子
8が設けられている。この直列に接続されたキャパシタ
素子6とキャパシタ素子7との合成容量は、電界効果ト
ランジスタ4との並列接続に必要な容量になるように、
キャパシタ素子6とキャパシタ素子7のそれぞれの容量
が設定されている。また、キャパシタ素子6とキャパシ
タ素子7はMIMキャパシタで形成されている。図2に
示すように、上部電極1a、誘電体(図示せず)および
下部電極8aによりキャパシタ素子6が構成され、上部
電極2a、誘電体(図示せず)および下部電極8bによ
りキャパシタ素子7が構成されている。
【0027】ここで、キャパシタ素子6のリーク電流を
測定するために、Vs端子1と検査用の端子8との間に
直流電圧を印加する。この場合、印加する直流電圧は、
キャパシタ素子7があるため電界効果トランジスタ4に
はほとんどかからない。従って、印加する直流電圧は、
電界効果トランジスタ4の耐圧に制限されることなく、
10V以上に設定できる。この結果キャパシタ素子6の
リーク電流を正確に測定することができ、半導体装置の
良否判定を行なうことができる。
【0028】同様に、キャパシタ素子7のリーク電流を
測定するために、Vd端子2と検査用の端子8との間に
直流電圧を印加する。この場合においても、印加する直
流電圧は、電界効果トランジスタ4の耐圧に制限される
ことなく、10V以上に設定できる。この結果キャパシ
タ素子7のリーク電流を正確に測定することができ、半
導体装置の良否判定を行なうことができる。
【0029】このキャパシタ素子6、7はMIMキャパ
シタを重ねた構造である、MIMIM(金属/誘電体/
金属/誘電体/金属)の積層構造をとることができる。
【0030】図3(a)にMIMIM積層構造のキャパ
シタ素子部分の平面図、図3(b)にそのA−A´ 断
面図を示す。
【0031】図3(a)、(b)に示すように、半導体
基板5上において、共通電極8c、誘電体10および上
部電極1cによりキャパシタ素子6が構成され、共通電
極8c、誘電体10および下部電極2cによりキャパシ
タ素子7が構成されている。ここで共通電極8cは検査
用の端子8に接続され、上部電極1cはVs端子1に接
続され、さらに下部電極2cはVd端子2に接続されて
いる。このようにキャパシタ素子をMIMIM積層構造
にすることにより、一層小型化ができる。
【0032】なお、直列に接続されたキャパシタ素子6
とキャパシタ素子7とに並列に接続される半導体素子
は、第一実施例の電界効果トランジスタの他に種々のト
ランジスタやダイオードなどの能動素子でも良く、抵抗
やインダクタなどの受動素子でも良い。また、これらの
組合せの素子でも良い。
【0033】さらに、第一実施例では示していないがキ
ャパシタ素子が3個以上のキャパシタ素子の直列接続で
構成され、直列接続されたキャパシタ素子どうしの接続
点にそれぞれ検査用の端子が設けられた場合において
も、第一実施例と同様な効果が得られる。
【0034】[第二実施例、図4および図5]以下、本
発明の第二実施例であるキャパシタ素子を有する半導体
装置、およびその検査方法を、図4および図5に基づい
て説明する。
【0035】図5は半導体装置の平面図、図4はその回
路図を示す。
【0036】図4および図5に示すように、半導体基板
23上で電界効果トランジスタ16のソースがグランド
22に、ドレインがVd1端子13に、ゲートが入力端
子11に、それぞれ接続されている。また、電界効果ト
ランジスタ17のソースがグランド22に、ドレインが
出力端子12、Vd2端子14に、ゲートがVg2端子
15に、それぞれ接続されている。このVd1端子1
3、Vg2端子15はキャパシタ素子のリーク電流を測
定するための検査用の端子を兼用している。
【0037】また、キャパシタ素子18とキャパシタ素
子19とが直列に接続されて増幅器の段間に接続されて
いる。キャパシタ素子18の一端がVd1端子13に接
続され、キャパシタ素子19の一端がVg2端子15に
接続され、キャパシタ素子18の他端とキャパシタ素子
19の他端とが接続された接続点に検査用の端子20が
設けられている。この直列に接続されたキャパシタ素子
18とキャパシタ素子19との合成容量は、電界効果ト
ランジスタ16のドレインと電界効果トランジスタ17
のゲートとの間に必要な容量になるように、キャパシタ
素子18とキャパシタ素子19の容量が設定されてい
る。また、キャパシタ素子18とキャパシタ素子19は
MIMキャパシタで形成されている。図5に示すよう
に、上部電極20a、誘電体(図示せず)および下部電
極13aによりキャパシタ素子18が構成され、上部電
極20a、誘電体(図示せず)および下部電極15aに
よりキャパシタ素子19が構成されている。
【0038】さらに、図4において点線で示しているよ
うに、抵抗21が、直列に接続されたキャパシタ素子1
8とキャパシタ素子19に並列に接続されている。この
抵抗21は従来例である図7のGaAs基板の等価抵抗
と同じであり、その説明を省略する。
【0039】ここで、キャパシタ素子18のリーク電流
を測定するために、Vd1端子13と検査用の端子20
との間に直流電圧を印加する。この場合、印加する直流
電圧は、キャパシタ素子19があるため抵抗21すなわ
ちGaAs基板にはほとんどかからない。従って、印加
する直流電圧は、GaAs基板の耐圧に制限されること
なく、10V以上に設定できる。この結果キャパシタ素
子18のリーク電流を正確に測定することができ、半導
体装置の良否判定を行なうことができる。
【0040】同様に、キャパシタ素子19のリーク電流
を測定するために、Vg2端子15と検査用の端子20
との間に直流電圧を印加する。この場合においても、印
加する直流電圧は、GaAs基板の耐圧に制限されるこ
となく、10V以上に設定できる。この結果キャパシタ
素子19のリーク電流を正確に測定することができ、半
導体装置の良否判定を行なうことができる。
【0041】なお、第二実施例では示していないが電界
効果トランジスタ16のドレインと電界効果トランジス
タ17のゲートとの間のキャパシタ素子が、3個以上の
キャパシタ素子の直列接続で構成され、直列接続された
キャパシタ素子どうしの接続点にそれぞれ検査用の端子
が設けられた場合においても、第二実施例と同様な効果
が得られる。
【0042】さらに、第一実施例と同様にキャパシタ素
子18、19はMIMキャパシタを重ねた構造である、
MIMIM(金属/誘電体/金属/誘電体/金属)の積
層構造をとることにより、一層小型化ができる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、キャパシ
タ素子が直列に接続されて形成されるとともに、その接
続点に検査用の端子が設けられることにより、キャパシ
タ素子に並列に接続された半導体素子や半導体基板の耐
圧に制限されることなく、10V以上の直流電圧をキャ
パシタ素子に印加することができる。このため、キャパ
シタ素子のリーク電流を正確に測定することができ、半
導体装置の良否判定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例であるキャパシタ素子を有
する半導体装置における、キャパシタ素子を含んだ部分
の回路図である。
【図2】上記半導体装置における、キャパシタ素子を含
んだ部分の平面図である。
【図3】上記半導体装置における、MIMIM積層構造
のキャパシタ素子部分の平面図、およびそのA−A´断
面図である。
【図4】本発明の第二実施例であるキャパシタ素子を有
する半導体装置における、キャパシタ素子を含んだ部分
の回路図である。
【図5】上記半導体装置における、キャパシタ素子を含
んだ部分の平面図である。
【図6】従来の一例であるキャパシタ素子を有する半導
体装置における、キャパシタ素子を含んだ部分の回路図
である。
【図7】従来の別の例であるキャパシタ素子を有する半
導体装置における、キャパシタ素子を含んだ部分の回路
図である。
【符号の説明】
1,2,3,11,12,13,14,15,31,3
2,33、41、42、43、44、45 -----
端子 8,20 -----
検査用の端子 4,16,17,34、46、47 -----
電界効果トランジスタ 6,7,18,19、35、48 -----
キャパシタ素子 5、23 -----
半導体基板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に、2個以上のキャパシタ素子
    が直列に接続されて形成されるとともに、前記キャパシ
    タ素子の接続点であって前記半導体基板上に検査用の端
    子が設けられたことを特徴とするキャパシタ素子を有す
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】前記直列に接続されたキャパシタ素子と並
    列に、半導体素子が接続されたことを特徴とする、請求
    項1に記載のキャパシタ素子を有する半導体装置。
  3. 【請求項3】前記直列に接続されたキャパシタ素子がM
    IMIM積層構造であることを特徴とする、請求項1ま
    たは請求項2に記載のキャパシタ素子を有する半導体装
    置。
  4. 【請求項4】前記半導体素子が、トランジスタ、ダイオ
    ード、抵抗、インダクタのいずれか、あるいはこれらの
    組合せの素子であることを特徴とする、請求項2に記載
    のキャパシタ素子を有する半導体装置。
  5. 【請求項5】前記半導体素子が、前記半導体基板の一部
    であることを特徴とする、請求項2に記載のキャパシタ
    素子を有する半導体装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし請求項5に記載のキャパシ
    タ素子を有する半導体装置が、GaAs基板に形成され
    たMMICで構成されたことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】半導体基板に、2個以上のキャパシタ素子
    が直列に接続されて形成されるとともに、前記直列に接
    続されたキャパシタ素子の両端に端子が設けられ、かつ
    接続点に検査用の端子が設けられ、さらに前記直列に接
    続されたキャパシタ素子と並列に、半導体素子が接続さ
    れた半導体装置の検査方法であって、 前記キャパシタ素子の一端に設けられた検査用の端子
    と、他端に設けられた端子との間に直流電圧を印加し、
    前記キャパシタ素子のリーク電流を測定することによっ
    て、前記半導体装置の良否判定を行うことを特徴とする
    キャパシタ素子を有する半導体装置の検査方法。
JP2001314063A 2001-10-11 2001-10-11 キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法 Pending JP2003124327A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001314063A JP2003124327A (ja) 2001-10-11 2001-10-11 キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001314063A JP2003124327A (ja) 2001-10-11 2001-10-11 キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003124327A true JP2003124327A (ja) 2003-04-25

Family

ID=19132433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001314063A Pending JP2003124327A (ja) 2001-10-11 2001-10-11 キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003124327A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019012830A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ 能動放電回路を備えた電気回路装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019012830A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ 能動放電回路を備えた電気回路装置
JP7298997B2 (ja) 2017-06-29 2023-06-27 フラウンホッファー-ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ 能動放電回路を備えた電気回路装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7928817B2 (en) Switchable high pass filter/low pass filter phase shifter having a switch circuit with FETs connected in parallel
US20140354325A1 (en) Semiconductor layout structure and testing method thereof
US10608628B2 (en) Drive circuit for a transistor component
Zarate-de Landa et al. Advances in linear modeling of microwave transistors
US20100237928A1 (en) Switching circuit and method for testing the same
US6388511B1 (en) Filter circuit
US7468543B2 (en) Semiconductor device, communication device, and semiconductor device inspecting method
US20070177323A1 (en) High voltage switch using low voltage cmos transistors
JP2003124327A (ja) キャパシタ素子を有する半導体装置、およびその検査方法
WO2020048385A1 (en) Semiconductor chip and circuit and method for electrically testing semiconductor chip
US6768153B2 (en) Semiconductor device
WO2018176735A1 (zh) 集成电路和集成电路的测试方法
US6433573B1 (en) Method and apparatus for measuring parameters of an electronic device
CN113544971B (zh) 移相器、移相器的制造方法
JP2005101097A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6259268B1 (en) Voltage stress testable embedded dual capacitor structure and process for its testing
JP4959139B2 (ja) 半導体装置
US20030098695A1 (en) Circuit and method for measuring capacitance
JPH0563045A (ja) 静電気評価用モノリシツク集積回路
JP2003037177A (ja) 半導体集積回路およびそれを用いた電子装置および半導体集積回路の検査方法
SU1022082A1 (ru) Тестова чейка дл контрол качества МДП-БИС
Yota et al. In search of higher density mim capacitor for GaAs RF power applications
US7768289B2 (en) Testing method and testing device for an integrated circuit
KR100526848B1 (ko) 저전압강하 레귤레이터
CN115308566A (zh) 集成电路