JP2013093500A - Semiconductor device and testing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can electrically detect damages of an insulation layer under a bonding pad, which is caused by a stress generated in wire bonding; and a semiconductor device testing method which can detect introduced damages to determine non-defective or defective.SOLUTION: A semiconductor device (power IC) comprises: a polysilicon 5 arranged on an oxide film 4; a pn diode 9 formed on the polysilicon 5; a first bonding pad 11 arranged on an n-cathode layer 6 while sandwiching an interlayer insulation film 10; and a second bonding pad 12 arranged on a p-anode layer 7. By this configuration, the semiconductor device can electrically detect whether damages introduced to the interlayer insulation film 10 penetrate the interlayer insulation film 10.

Description

この発明は、ボンディングパッドを有する半導体装置およびその試験方法に係り、特に、ボンディングパッド下の絶縁層のダメージを電気的に検出できる半導体装置および導入されたダメージを検出し、良品、不良品を判定できる半導体装置の試験方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a bonding pad and a test method thereof, and in particular, a semiconductor device capable of electrically detecting damage to an insulating layer under a bonding pad and the introduced damage to detect a non-defective product or a defective product. The present invention relates to a test method for a semiconductor device.

半導体チップ上に多数のボンディングパッドを有するパワーICなどの半導体装置において、ワイヤボンディング時のストレスでボンディングパッド下の絶縁層にクラックなどのダメージが導入されることがある。   In a semiconductor device such as a power IC having a large number of bonding pads on a semiconductor chip, damage such as cracks may be introduced into the insulating layer under the bonding pads due to stress during wire bonding.

絶縁層に導入されたクラックが進行してその下のシリコン層の近傍に達すると、ボンディングパッド下の絶縁層が絶縁破壊を起こす場合が生じる。また、シリコン層に達したクラックがさらに進行すると、パワーICの特性の変化やパワーICの破壊を起こす場合がある。   When the crack introduced into the insulating layer progresses and reaches the vicinity of the silicon layer below the crack, the insulating layer under the bonding pad may cause dielectric breakdown. Further, when the crack that reaches the silicon layer further progresses, there is a case where the characteristics of the power IC are changed or the power IC is destroyed.

図4は、パワーICの要部平面図である。パワーICは、制御回路などからなる集積回路34とパワーMOSFET(出力段MOSFET35)などのパワー半導体素子で構成され、これらが同一の半導体チップ30に形成されている。この半導体チップ30の外周部には多数のボンディングパッドが配置され、ボンディングパッドはリードフレームの外部導出端子にボンディングワイヤで接続されている。図4において、後述の説明に対応して、一部のボンディングパッドを符号11,12で示す。同様に、ボンディングパッド11,12に対応する外部導出端子を符号15,16で示し、ボンディングパッド11,12と外部導出端子15,16との間を接続するボンディングワイヤを符号13,14で示す。   FIG. 4 is a plan view of a main part of the power IC. The power IC includes an integrated circuit 34 including a control circuit and a power semiconductor element such as a power MOSFET (output stage MOSFET 35), and these are formed on the same semiconductor chip 30. A large number of bonding pads are arranged on the outer peripheral portion of the semiconductor chip 30, and the bonding pads are connected to external lead-out terminals of the lead frame by bonding wires. In FIG. 4, some bonding pads are denoted by reference numerals 11 and 12 in correspondence with the description to be described later. Similarly, external lead terminals corresponding to the bonding pads 11 and 12 are indicated by reference numerals 15 and 16, and bonding wires connecting the bonding pads 11 and 12 and the external lead terminals 15 and 16 are indicated by reference numerals 13 and 14.

また、半導体チップ30のドレイン38は、半導体チップ30の裏面に導出され支持導体31(リードフレームのダイの部分)に固着・接続される。そして、半導体チップ30と外部導出端子、および、ボンディグパッドと外部導出端子とを接続するボンディングワイヤを樹脂33で封止する。樹脂33は、例えばエポキシ樹脂である。   The drain 38 of the semiconductor chip 30 is led out to the back surface of the semiconductor chip 30 and fixedly connected to the support conductor 31 (die part of the lead frame). Then, the bonding wires connecting the semiconductor chip 30 and the external lead-out terminal, and the bonding pad and the external lead-out terminal are sealed with the resin 33. The resin 33 is, for example, an epoxy resin.

前記の外部導出端子およびドレイン電極38に接続するドレイン端子32の先端は、封止樹脂33から外部に導出されて露出している。支持導体31と外部導出端子15、16は、必要な箇所を切り離したリードフレームの一部である。ドレイン端子32は支持導体31に接続した外部導出端子である。   The leading end of the drain terminal 32 connected to the external lead terminal and the drain electrode 38 is led out from the sealing resin 33 and exposed. The support conductor 31 and the external lead-out terminals 15 and 16 are part of the lead frame from which necessary portions are separated. The drain terminal 32 is an external lead-out terminal connected to the support conductor 31.

なお、図4の要部上面図において、封止樹脂33で封止された内部を説明するため、上面の封止樹脂は図示をしていない。
図5は、パワーICのボンディングパッド部分の構成図であり、同図(a)は要部平面図、同図(b)は同図(a)のX−X線で切断した要部断面図である。ここでは、多数ある中の2つのボンディングパッド11,12の箇所(図4のHの箇所)を例に挙げて説明する。
In the top view of the main part of FIG. 4, the sealing resin on the top surface is not shown in order to describe the inside sealed with the sealing resin 33.
5A and 5B are configuration diagrams of a bonding pad portion of a power IC. FIG. 5A is a plan view of the main part, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the main part taken along line XX of FIG. It is. Here, a description will be given by taking as an example the location of the two bonding pads 11 and 12 (the location of H in FIG. 4).

図5(a)に示すように、ボンディングパット11,12は外部導出端子15,16に超音波ボンディングされたボンディングワイヤ13,14で接続する。
このボンディングパッド11,12部分の断面構造は、図5(b)に示すように、n半導体基板1上にnエピタキシャル層2が配置され、nエピタキシャル層2上に図4に示す集積回路34を形成するpウェル領域の延在部分3が配置され、このpウェル領域の延在部分3上にLOCOS膜からなる酸化膜4が配置される。前記のpウェル領域の延在部分3が無い場合はnエピタキシャル層2上にLOCOS膜からなる酸化膜4が配置される。
As shown in FIG. 5A, the bonding pads 11 and 12 are connected to the external lead-out terminals 15 and 16 by bonding wires 13 and 14 which are ultrasonically bonded.
As shown in FIG. 5B, the cross-sectional structure of the bonding pads 11 and 12 includes an n epitaxial layer 2 disposed on an n semiconductor substrate 1 and an integrated circuit 34 shown in FIG. An extension portion 3 of the p-well region to be formed is disposed, and an oxide film 4 made of a LOCOS film is disposed on the extension portion 3 of the p-well region. When there is no extension portion 3 of the p-well region, an oxide film 4 made of a LOCOS film is disposed on the n epitaxial layer 2.

この酸化膜4上にはBPSG(ボロン・リンガラス)膜からなる層間絶縁膜10が配置され、層間絶縁膜10上には第1、第2ボンディングパッド11,12が配置される。この第1、第2ボンディングパッド11,12にボンディングワイヤ13,14がそれぞれ超音波ボンディングされている。前記の第1、第2ボンディングパッド11,12は1%程度のシリコンが添加されたアルミシリコンで形成される。また、n半導体基板1はMOSFETのドレイン層である。前記の層間絶縁膜10はほぼ全面に形成される。   An interlayer insulating film 10 made of a BPSG (boron / phosphor glass) film is disposed on the oxide film 4, and first and second bonding pads 11 and 12 are disposed on the interlayer insulating film 10. Bonding wires 13 and 14 are ultrasonically bonded to the first and second bonding pads 11 and 12, respectively. The first and second bonding pads 11 and 12 are made of aluminum silicon to which about 1% silicon is added. The n semiconductor substrate 1 is a drain layer of the MOSFET. The interlayer insulating film 10 is formed on almost the entire surface.

図6は、ボンディング時に導入されるダメージを検出するための試験方法を示す図である。ダメージEは層間絶縁膜10内でダメージが止まった場合、ダメージFは層間絶縁膜10を貫通して酸化膜4内で止まった場合、ダメージGは酸化膜4を貫通してpウェル領域の延在箇所3へ達した場合である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a test method for detecting damage introduced during bonding. When damage E stops in the interlayer insulating film 10, damage F passes through the interlayer insulating film 10 and stops in the oxide film 4, and damage G extends through the oxide film 4 and extends in the p-well region. This is the case where the location 3 is reached.

このダメージが導入されるメカニズムについて説明する。ボンディングパッド11,12内に添加された微量のシリコンがプロセスの温度履歴で析出し、この析出した微小シリコン片に超音波ボンディングからの力がボンディングワイヤ13,14であるアルミニウムワイヤもしくはAuワイヤを介して与えられ、この力により層間絶縁膜10にクラックのようなダメージが入るものと推察される。   The mechanism by which this damage is introduced will be described. A small amount of silicon added in the bonding pads 11 and 12 is deposited in the temperature history of the process, and the force from ultrasonic bonding is deposited on the deposited small silicon pieces via the aluminum wires or Au wires as the bonding wires 13 and 14. It is presumed that damage such as cracks enters the interlayer insulating film 10 due to this force.

つぎに、ダメージを検出する試験方法について説明する。第1ボンディングパッド11とpウェル領域の延在部分3(pウェル領域が無い場合はnエピタキシャル層2)の間に電源41から出力される電圧を印加して層間絶縁膜10および酸化膜4を通して流れる電流43を電流計42で測定する。ダメージE、Fの場合は電流46は殆ど流れないので良品と判定される。一方、ダメージGの場合は大きな電流が流れ不良品と判定される。   Next, a test method for detecting damage will be described. A voltage output from the power supply 41 is applied between the first bonding pad 11 and the extended portion 3 of the p-well region (n epitaxial layer 2 when there is no p-well region) to pass through the interlayer insulating film 10 and the oxide film 4. The flowing current 43 is measured by the ammeter 42. In the case of damages E and F, since the current 46 hardly flows, it is determined as a non-defective product. On the other hand, in the case of damage G, a large current flows and it is determined that the product is defective.

また、特許文献1では、電気的に並列に接続される複数の二重拡散型電界効果トランジスタセルと、前記各二重拡散型電界効果トランジスタセルを構成するゲートとソース間に電気的に接続して使用するツェナーダイオード若しくは保護回路とを有する半導体装置において、従来のゲートパッドを、前記ゲートに電気的に接続された第1ゲートパッドと、ツェナーダイオード若しくは保護回路に電気的に接続された第2ゲートパッドとに分離形成する。検査工程では、ツェナーダイオードとゲートが電気的に分離しており、ボンディング工程において第1ゲートパッドと第2ゲートパッドをボンディングワイヤにより電気的に接続する。これにより、ゲート絶縁膜の絶縁破壊をあらかじめ防止し得るとともに、使用中に発生するサージ電圧による素子破壊を回避できる半導体装置が開示されている。   In Patent Document 1, a plurality of double diffusion field effect transistor cells that are electrically connected in parallel, and a gate and a source that make up each double diffusion field effect transistor cell are electrically connected. In a semiconductor device having a Zener diode or a protection circuit to be used, a conventional gate pad is electrically connected to the gate and a second gate electrically connected to the Zener diode or the protection circuit. Separated from the gate pad. In the inspection process, the Zener diode and the gate are electrically separated, and in the bonding process, the first gate pad and the second gate pad are electrically connected by a bonding wire. Thus, there has been disclosed a semiconductor device that can prevent dielectric breakdown of a gate insulating film in advance and can avoid element breakdown due to a surge voltage generated during use.

つまり、この特許文献1は、完成する前に電界効果型トランジスタのゲートとソースの間に接続するツェナーダイオードを外して、ゲートとソース間の絶縁耐量を確認する。その後でツェナーダイオードを接続してサージ破壊を回避することが開示されている。   That is, this patent document 1 confirms the dielectric strength between the gate and the source by removing the Zener diode connected between the gate and the source of the field effect transistor before completion. It is disclosed that a zener diode is then connected to avoid surge breakdown.

このツェナーダイオードはボンディングパッド下の層間絶縁膜内にポリシリコンで形成され、一端はソースと接続し、他端は層間絶縁膜上の第2ゲートパッドと接続し、第1ゲートパッドはゲートと接続する。ポリシリコンの他端にゲートが接続されていない状態でゲート絶縁耐量を確認し、その後で、第1、第2ゲートパッドをワイヤボンデングすることで接続する。第1、第2ゲートパッドが接続されることで、ゲートとソースの間にツェナーダイオードが接続され、使用中に発生するサージ電圧による素子破壊を回避できる。   This Zener diode is formed of polysilicon in an interlayer insulating film under the bonding pad, one end is connected to the source, the other end is connected to the second gate pad on the interlayer insulating film, and the first gate pad is connected to the gate. To do. The gate dielectric strength is confirmed in a state where the gate is not connected to the other end of the polysilicon, and then the first and second gate pads are connected by wire bonding. By connecting the first and second gate pads, a Zener diode is connected between the gate and the source, and element destruction due to a surge voltage generated during use can be avoided.

特開平11−154746号公報JP-A-11-154746

図6において、ダメージE,Fの良品と判定された場合でも、例えば、顧客側のエージング試験(動作試験)などで、ダメージが進行してダメージGの状態となり不良品と判定される場合がある。また、パワーICの動作中にダメージGの状態になると、パワーICは通常動作ができなくなる場合がある。   In FIG. 6, even when it is determined that the damage E or F is a non-defective product, for example, in the aging test (operation test) on the customer side, the damage progresses to a state of damage G and may be determined as a defective product. . Further, if the power IC is in a state of damage G during operation, the power IC may not be able to perform normal operation.

また、前記の特許文献1では、ゲートとソース間の絶縁耐圧を層間絶縁膜内に形成したツェナーダイオードを接続しない状態で測定し、その後、このツェナダイオードをゲートとソース間に接続することでサージ破壊が回避できることは記載されている。   In Patent Document 1, the withstand voltage between the gate and the source is measured in a state where a Zener diode formed in the interlayer insulating film is not connected, and then the Zener diode is connected between the gate and the source. It is described that destruction can be avoided.

しかし、2つのボンディングパッドのうちの第1ボンディングパッド下に層間絶縁膜を介してn層を配置し、他の第2ボンディングパッド下にp層を配置してポリシリコンでpnダイオードを形成する。このポリシリコン下に酸化膜を配置し酸化膜下にシリコン基板を配置する。第1ボンディングパッドと第2ボンディングパッド間に電圧を印加して層間絶縁膜に流れる電流を測定することで、層間絶縁膜に入るダメージを電気的に検出してパワーICの良否を判定することについては記載されていない。   However, an n layer is disposed under the first bonding pad of the two bonding pads via an interlayer insulating film, and a p layer is disposed under the other second bonding pad to form a pn diode with polysilicon. An oxide film is disposed under the polysilicon, and a silicon substrate is disposed under the oxide film. About determining the quality of the power IC by electrically detecting damage entering the interlayer insulating film by applying a voltage between the first bonding pad and the second bonding pad and measuring the current flowing in the interlayer insulating film. Is not listed.

この発明の目的は、前記の課題を解決して、ワイヤボンディング時のストレスでボンディングパッド下の絶縁層のダメージを電気的に検出できる半導体装置および導入されたダメージを検出して良品、不良品を判定できる半導体装置の試験方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to detect the damage of the insulating layer under the bonding pad by the stress at the time of wire bonding and the introduced damage, An object of the present invention is to provide a test method for a semiconductor device that can be determined.

また、絶縁膜内のダメージが進行してもパワーICの通常動作に影響を及ぼさない半導体装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a semiconductor device that does not affect the normal operation of the power IC even if damage in the insulating film progresses.

前記の目的を達成するために、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明によれば、半導体層上に配置される第1絶縁層と、該第1絶縁層上に配置されるポリシリコンで形成されたpnダイオードと、該pnダイオードのn層上に配置される第2絶縁層と、該第2絶縁層上で前記n層の直上に配置される第1ボンディングパッドと、前記pnダイオードのp層上に該p層と接して配置される第2ボンディングパッドと、前記第1、第2ボンディングパッドに超音波ボンディングで接続される導線とを有する構成とする。   To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first insulating layer disposed on the semiconductor layer and the polysilicon disposed on the first insulating layer are provided. A pn diode formed on the pn diode; a second insulating layer disposed on the n layer of the pn diode; a first bonding pad disposed on the second insulating layer and immediately above the n layer; and the pn diode A second bonding pad disposed on and in contact with the p layer; and a conductive wire connected to the first and second bonding pads by ultrasonic bonding.

また、特許請求の範囲の請求項2記載の発明によれば、請求項1に記載の発明において、前記第1ボンディングパッドの電圧を前記第2ボンディングパッドの電圧より常に高い状態で動作させるとよい。   According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the voltage of the first bonding pad may be operated in a state always higher than the voltage of the second bonding pad. .

また、特許請求の範囲の請求項3記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明において、前記半導体層が半導体基板上に配置されるエピタキシャル層であるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項4に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明において、前記半導体層の表面層に配置され該半導体層と逆導電型の拡散層上に前記第1絶縁層が配置されるとよい。
According to the invention described in claim 3 of the claims, in the invention described in claim 1 or 2, the semiconductor layer may be an epitaxial layer disposed on a semiconductor substrate.
According to the invention described in claim 4 of the claims, in the invention described in claim 1 or 2, the semiconductor layer is disposed on the surface layer of the semiconductor layer and on the diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer. The first insulating layer may be disposed.

また、特許請求の範囲の請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記第1ボンディングパッドの電圧を前記第2ボンディングパッドの電圧より常に高い状態で動作させるとよい。   According to the invention described in claim 5, the voltage of the first bonding pad is set to be higher than the voltage of the second bonding pad in the invention described in any one of claims 1 to 4. It is good to always operate in a high state.

また、特許請求の範囲の請求項6に記載の発明によれば、前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法において、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電圧源を配設し、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電圧を印加して、第2ボンディングパッドから前記pnダイオードのp層、前記pnダイオードのn層、前記第2絶縁層を経由して第1ボンディングパッドに電流を流し、その電流の大きさが所定値以上となったことでダメージを検出し前記半導体装置の良、不良を判定する試験方法とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the method for testing a semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, the first bonding pad and the second bonding pad. A voltage source is disposed between the first bonding pad and the second bonding pad, and a p-layer of the pn diode, an n-layer of the pn diode, and the second are applied from the second bonding pad. A current is passed through the first bonding pad through the insulating layer, and when the magnitude of the current exceeds a predetermined value, damage is detected and a test method for judging whether the semiconductor device is good or bad is used.

また、特許請求の範囲の請求項7に記載の発明によれば、前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法において、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電流源を配設し、前記第2ボンディングパッドから前記第1ボンディングパッドに向かって電流を流し、第1ボンディングパッドと第2ボンディングパッド間に発生する電圧の大きさが所定値以下となったことでダメージを検出し半導体装置の良、不良を判定する試験方法とする。   According to the seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device testing method according to any one of the first to fourth aspects, the first bonding pad and the second bonding pad are used. A current source is disposed between the second bonding pad and a current flows from the second bonding pad to the first bonding pad, and the magnitude of the voltage generated between the first bonding pad and the second bonding pad becomes a predetermined value or less. Thus, a test method for detecting damage and determining whether the semiconductor device is good or bad is obtained.

また、特許請求の範囲の請求項8に記載の発明によれば、前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法において、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッドに、前記電圧源もしくは前記電流源を配設するにあたり、前記第1ボンディングパッド,前記第2ボンディングパッドに前記導線にてそれぞれ接続された外部導出端子に前記電圧源もしくは前記電流源を配設する試験方法とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the method for testing a semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, the first bonding pad and the second bonding pad are used. In addition, when the voltage source or the current source is disposed, the voltage source or the current source is disposed at an external lead-out terminal connected to the first bonding pad and the second bonding pad by the conducting wire. Use the test method.

この発明によると、酸化膜上にポリシリコンを配置し、このポリシリコンにpnダイオードを形成し、nカソード層上に層間絶縁膜を挟んで第1ボンディングパッドを配置する。また、pアノード層上に第2ボンディングパッドを配設することで、層間絶縁膜に導入されるダメージが層間絶縁膜を貫通するか否かを電気的に検出できる半導体装置(パワーICなど)を提供することができる。   According to the present invention, polysilicon is disposed on the oxide film, a pn diode is formed on the polysilicon, and a first bonding pad is disposed on the n cathode layer with an interlayer insulating film interposed therebetween. Further, by disposing the second bonding pad on the p anode layer, a semiconductor device (such as a power IC) that can electrically detect whether damage introduced into the interlayer insulating film penetrates the interlayer insulating film or not. Can be provided.

また、第1、第2ボンディングパッド間に電圧を印加し流れる電流もしくは一定電流を流して第1、第2ボンディングパッド間に発生する電圧を測定することで、ボンディングパッド下の層間絶縁膜に導入されるダメージが層間絶縁膜を貫通しているか否かを電気的に検出して半導体装置の良、不良を判定できる試験方法を提供することができる。   In addition, a voltage is applied between the first and second bonding pads and a flowing current or a constant current is passed to measure a voltage generated between the first and second bonding pads, thereby introducing the interlayer insulating film under the bonding pad. Thus, it is possible to provide a test method capable of determining whether a semiconductor device is good or bad by electrically detecting whether or not the damage is penetrating the interlayer insulating film.

また、層間絶縁膜内のダメージが進行してポリシリコンに達してもボリシリコンに形成されたpnダイオードで第1、第2ボンディングパッドを電気的に絶縁するため、通常動作に影響を及ぼさない半導体装置を提供することができる。   In addition, even if damage in the interlayer insulating film progresses and reaches polysilicon, the first and second bonding pads are electrically insulated by a pn diode formed in polysilicon, so that the semiconductor which does not affect the normal operation An apparatus can be provided.

この発明の第1実施例の半導体装置の構成図であり、(a)は要部平面図、(b)は(a)のX−X線で切断した要部断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the semiconductor device of 1st Example of this invention, (a) is a principal part top view, (b) is principal part sectional drawing cut | disconnected by the XX line of (a). ボンディング時に導入されるクラックなどのダメージについて説明する図である。It is a figure explaining damages, such as a crack introduced at the time of bonding. この発明の第2実施例の半導体装置の試験方法を示す図であり、(a)は電流値で良品、不良品を判定する場合の図、(b)は電圧値で良品、不良品を判定する場合の図である。It is a figure which shows the test method of the semiconductor device of 2nd Example of this invention, (a) is a figure in the case of determining a non-defective product and a defective product by a current value, (b) is a non-defective product and a defective product is determined by a voltage value. FIG. パワーICの要部平面図である。It is a principal part top view of power IC. パワーICのボンディングパッド部分の構成図であり、(a)は要部平面図、(b)は(a)のX−X線で切断した要部断面図である。It is a block diagram of the bonding pad part of power IC, (a) is a principal part top view, (b) is principal part sectional drawing cut | disconnected by the XX line of (a). ボンディング時に導入されるダメージを検出するための試験方法を示す図である。It is a figure which shows the test method for detecting the damage introduced at the time of bonding.

実施の形態を以下の実施例で説明する。従来と同一部位には同一の符号を付した。
<実施例1>
図1は、この発明の第1実施例の半導体装置の構成図であり、同図(a)は要部平面図、同図(b)は同図(a)のX−X線で切断した要部断面図である。ここでは、半導体装置は例えばパワーICであり、多数ある中の2つのボンディングパッドの箇所を例に挙げて説明する。
Embodiments will be described in the following examples. The same parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals.
<Example 1>
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of an essential part, and FIG. 1 (b) is cut along line XX in FIG. It is principal part sectional drawing. Here, the semiconductor device is, for example, a power IC, and description will be given by taking two bonding pad locations as an example.

図1(a)に示すように、ボンディングパット11,12は外部導出端子15,16に超音波ボンディングされたボンディングワイヤ13,14で接続する。
このボンディングパッド11,12部分の断面構造は、図1(b)に示すように、n半導体基板1上にnエピタキシャル層2が配置され、nエピタキシャル層2上に図4に示す集積回路34を形成するpウェル領域の延在部分3が配置され、このpウェル領域の延在部分3上にLOCOS膜からなる酸化膜4が配置され、酸化膜4上にポリシリコン5で形成されたpnダイオード9が配置されている。
As shown in FIG. 1A, bonding pads 11 and 12 are connected to external lead-out terminals 15 and 16 by bonding wires 13 and 14 which are ultrasonically bonded.
As shown in FIG. 1B, the cross-sectional structure of the bonding pads 11 and 12 includes an n epitaxial layer 2 disposed on an n semiconductor substrate 1 and an integrated circuit 34 shown in FIG. An extension portion 3 of the p-well region to be formed is disposed, an oxide film 4 made of a LOCOS film is disposed on the extension portion 3 of the p-well region, and a pn diode formed of polysilicon 5 on the oxide film 4 9 is arranged.

pnダイオード9のnカソード層6上にBPSG(ボロン・リンガラス)膜からなる層間絶縁膜10が配置され、層間絶縁膜10上で前記nカソード層6の直上に第1ボンディングパッド11が配置される。また、pnダイオード9のpアノード層7上にこのpアノード層7と接して第2ボンディングパッド12が配置される。前記のpウェル領域の延在部分3が無い場合はnエピタキシャル層2上にLOCOS膜からなる酸化膜4が配置される。   An interlayer insulating film 10 made of a BPSG (boron / phosphor glass) film is disposed on the n cathode layer 6 of the pn diode 9, and a first bonding pad 11 is disposed on the interlayer insulating film 10 immediately above the n cathode layer 6. The A second bonding pad 12 is disposed on the p anode layer 7 of the pn diode 9 in contact with the p anode layer 7. When there is no extension portion 3 of the p-well region, an oxide film 4 made of a LOCOS film is disposed on the n epitaxial layer 2.

第1、第2ボンディングパッド11,12にボンディングワイヤ13,14がそれぞれ超音波ボンディングされている。この第1、第2ポンディングパッド11,12は、例えば1%程度のシリコンが添加されたAl−Si(アルミシリコン)やさらにCuを添加したAl−Si−Cu(アルミシリコンカッパー)などで形成される。また、ボンディングワイヤ13,14は、アルミニウム(Al)ワイヤや金(Au)ワイヤなどである。Auワイヤの場合は超音波ボンディングの範疇に入る超音波併用熱圧着ボンディングが用いられることが多い。   Bonding wires 13 and 14 are ultrasonically bonded to the first and second bonding pads 11 and 12, respectively. The first and second bonding pads 11 and 12 are formed of, for example, Al—Si (aluminum silicon) to which about 1% silicon is added or Al—Si—Cu (aluminum silicon copper) to which Cu is further added. Is done. The bonding wires 13 and 14 are aluminum (Al) wires or gold (Au) wires. In the case of an Au wire, ultrasonic thermocompression bonding that falls within the category of ultrasonic bonding is often used.

このパワーICが動作する間は、nカソード層6上の第1ボンディングパッド11に印加される電圧がpアノード層7上の第2ボンディングパッド12に印加される電圧より常に高くしてpn接合8を常に逆バイアス状態にする。   During the operation of the power IC, the voltage applied to the first bonding pad 11 on the n cathode layer 6 is always higher than the voltage applied to the second bonding pad 12 on the p anode layer 7 to make the pn junction 8. Is always in a reverse bias state.

尚、前記の実施例1ではパワーICなどの半導体装置を構成する半導体層(pウェル領域の延在部分3もしくはnエピタキシャル層2)上に配置されるボンディングパッド11,12について説明したが、半導体装置としてはパワーICに限るものではなく、集積回路装置や単体のパワー半導体素子のボンディングパッドにも本発明は適用できる。   In the first embodiment, the bonding pads 11 and 12 disposed on the semiconductor layer (the extended portion 3 of the p-well region or the n epitaxial layer 2) constituting the semiconductor device such as a power IC have been described. The device is not limited to a power IC, and the present invention can also be applied to a bonding pad of an integrated circuit device or a single power semiconductor element.

図2は、ボンディング時に導入されるクラックなどのダメージについて説明する図である。ダメージAは層間絶縁膜10内でダメージが止まった場合、ダメージBは層間絶縁膜10を貫通してポリシリコン5に形成されるnカソード層6に達した場合、ダメージCはポリシリコン5を貫通し酸化膜4内で止まった場合、ダメージDは酸化膜4を貫通してpウェル領域の延在部分3へ達した場合である。pウェル領域の延在部分3が形成されていない場合には、nエピタキシャル層2へ達した場合に相当する。   FIG. 2 is a diagram for explaining damage such as cracks introduced during bonding. When damage A stops in the interlayer insulating film 10, damage B penetrates the interlayer insulating film 10 and reaches the n cathode layer 6 formed in the polysilicon 5, and damage C penetrates the polysilicon 5. In the case of stopping in the oxide film 4, the damage D is when the oxide film 4 is penetrated to reach the extended portion 3 of the p-well region. The case where the extension portion 3 of the p-well region is not formed corresponds to the case where the n epitaxial layer 2 is reached.

つぎに、絶縁層に導入されたダメージを電気的に検出しパワーICが良品、不良品であることを判定する試験方法について説明する。
<実施例2>
図3は、この発明の第2実施例の半導体装置の試験方法を示す図であり、同図(a)は電流値で良品、不良品を判定する場合の図、同図(b)は電圧値で良品、不良品を判定する場合の図である。
Next, a test method for electrically detecting damage introduced into the insulating layer and determining whether the power IC is a good product or a defective product will be described.
<Example 2>
3A and 3B are diagrams showing a test method for a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a case where a non-defective product and a defective product are judged by current values, and FIG. 3B shows a voltage. It is a figure in the case of determining a good product and a defective product by value.

同図(a)において、電圧源21のマイナス極をボンディングワイヤ13を介して第1ボンディングパッド11に接続し、電圧源21のプラス極を電流計22、ボンディングワイヤ14を介して第2ボンディングパッド12を接続する。電圧源21の電圧を、例えば、1.6Vに固定し(pnダイオードの立ち上がり電圧(0.6V)+1V)、この1.6Vをアルミニウムワイヤ13,14を通して第1、第2ボンディングパッド11,12に印加して流れる電流23(μA程度)を電流計22で測定する。   In FIG. 5A, the negative pole of the voltage source 21 is connected to the first bonding pad 11 via the bonding wire 13, and the positive pole of the voltage source 21 is connected to the second bonding pad via the ammeter 22 and the bonding wire 14. 12 is connected. For example, the voltage of the voltage source 21 is fixed at 1.6V (rising voltage of the pn diode (0.6V) + 1V), and the 1.6V is supplied to the first and second bonding pads 11 and 12 through the aluminum wires 13 and 14. An ammeter 22 measures a current 23 (approx. ΜA) that flows when applied to.

図3(a)では、電圧源21をボンディングワイヤを介して第1、第2ボンディングパッド11,12に接続している。電圧源21第1、第2ボンディングパッド11,12に直接接続することが可能であれば、直接接続してもよい。   In FIG. 3A, the voltage source 21 is connected to the first and second bonding pads 11 and 12 through bonding wires. If the voltage source 21 can be directly connected to the first and second bonding pads 11 and 12, they may be directly connected.

しかしながら、この半導体装置の試験方法は、ワイヤボンディング工程より後に行うものであるため、電圧源21の電極(プローブ:図示せず)を第1、第2ボンディングパッド11,12に接触させるための応力をワイヤボンディング工程以降にさらに印加することになるため、図示しないプローブを直接ボンディングパッドに接触させるのは避けた方がよい。すくなくとも、ボンディングワイヤを介して、ボンディングパッドに接続するのが望ましい。   However, since this semiconductor device test method is performed after the wire bonding step, the stress for bringing the electrode (probe: not shown) of the voltage source 21 into contact with the first and second bonding pads 11 and 12 Is further applied after the wire bonding step, it is better to avoid contacting a probe (not shown) directly to the bonding pad. At least, it is desirable to connect to the bonding pad via a bonding wire.

電圧源21の電極をボンディングワイヤへ直接接続することが可能であれば、直接接続してもよい。
しかしながら、ボンディングワイヤは細くてやわらかいため、電圧源21の電極と十分に接触させることが難しい。また、ボンディングワイヤのボンディングパット並びに外部導出端子(リードフレーム)への接合部分へ、不要な応力の印加を避けるためには、ボンディングワイヤが接続された外部導出端子(リードフレーム)への接続が望ましい。
If the electrode of the voltage source 21 can be directly connected to the bonding wire, it may be directly connected.
However, since the bonding wire is thin and soft, it is difficult to make sufficient contact with the electrode of the voltage source 21. Also, in order to avoid applying unnecessary stress to the bonding wire bonding pad and the joint portion to the external lead-out terminal (lead frame), connection to the external lead-out terminal (lead frame) to which the bonding wire is connected is desirable. .

リードフレームは、図4に示すような外部導出端子やダイ部を1チップ分として、複数チップ分が連続して形成されている。外部導出端子は、その内側(封止樹脂で覆われる側)に確実にワイヤボンディグが行えるように、外側の領域でリードフレームのランナー部に一体となっている。上記の第1の実施形態では、ボンディグパッド11と12との間に電圧源21からの電圧を印加する。上述のとおり、電圧源21を外部導出端子に接続して、電圧または電流を印加するためには、外部導出端子は個々に独立している必要がある。   The lead frame is formed continuously for a plurality of chips, with an external lead-out terminal and a die portion as shown in FIG. 4 for one chip. The external lead-out terminal is integrated with the runner portion of the lead frame in the outer region so that wire bonding can be reliably performed on the inner side (side covered with the sealing resin). In the first embodiment, the voltage from the voltage source 21 is applied between the bonding pads 11 and 12. As described above, in order to connect the voltage source 21 to the external lead-out terminal and apply a voltage or current, the external lead-out terminals need to be independent from each other.

図4に示すように、半導体チップ30を支持導体31にマウントし、ボンディングパッドと外部導出端子との間のワイヤボンディグを行う。続いて、半導体チップ30とボンディングワイヤを封止樹脂33にて封止した後、リードフレームのランナー部にタイバー(図示せず)によって一体に形成されている外部導出端子を切り離して、外部導出端子を電気的に独立させる。続いて、外部導出端子を切り離した後に、外部導出端子(リードフレーム)に電圧源21を接続することで、ボンディングワイヤを介してボンディングパッドに所定の試験電圧を印加する。   As shown in FIG. 4, the semiconductor chip 30 is mounted on the support conductor 31, and wire bonding is performed between the bonding pad and the external lead-out terminal. Subsequently, after the semiconductor chip 30 and the bonding wire are sealed with the sealing resin 33, the external lead-out terminal formed integrally with the runner portion of the lead frame by a tie bar (not shown) is separated, and the external lead-out terminal Are electrically independent. Subsequently, after disconnecting the external lead-out terminal, a predetermined test voltage is applied to the bonding pad via the bonding wire by connecting the voltage source 21 to the external lead-out terminal (lead frame).

電圧源21より所定の電圧を印加した結果、図3(a)に示すダメージAの状態のチップには電流23は殆ど流れない。これを良品と判定する(電流はpAのオーダー)。同様に、ダメージB〜ダメージDの状態のチップには、pnダイオード9、層間絶縁膜10のダメージを通って大きな電流23(例えば、10μA以上)が流れるので、これを不良と判定する。この1.6Vの電圧のうち0.6V(立ち上がり電圧)がpnダイオード9に印加され、1Vが層間絶縁膜10に印加される。そのため、層間絶縁膜10の抵抗は1V÷10μA=100kΩ以下となる。つまり、層間絶縁膜10の抵抗が100kΩ以下となったとき不良品と判定される。この電流源21の電圧は1.6Vに限ったことではなく、pnダイオード9の立ち上がり電圧(0.6V)より高ければよい。しかし、0.6Vに近い電圧では層間絶縁膜10に印加される電圧が小さくなり過ぎるので、層間絶縁膜10に印加される電圧が1V以上高くするのが望ましい。   As a result of applying a predetermined voltage from the voltage source 21, the current 23 hardly flows through the chip in the state of damage A shown in FIG. This is judged as a non-defective product (current is on the order of pA). Similarly, since a large current 23 (for example, 10 μA or more) flows through the damage of the pn diode 9 and the interlayer insulating film 10 to the chips in the state of damage B to damage D, this is determined as defective. Of the 1.6V voltage, 0.6V (rising voltage) is applied to the pn diode 9 and 1V is applied to the interlayer insulating film 10. Therefore, the resistance of the interlayer insulating film 10 is 1V ÷ 10 μA = 100 kΩ or less. That is, when the resistance of the interlayer insulating film 10 is 100 kΩ or less, it is determined as a defective product. The voltage of the current source 21 is not limited to 1.6 V, but may be higher than the rising voltage (0.6 V) of the pn diode 9. However, since the voltage applied to the interlayer insulating film 10 becomes too small at a voltage close to 0.6 V, it is desirable to increase the voltage applied to the interlayer insulating film 10 by 1 V or more.

また、図4のツェナーダイオード39のアノードがpnダイオード9のアノードに接続し、ツェナーダイオード39のカソードは集積回路34を介してpnダイオード9のカソードに接続する。つまり、ツェナーダイオード39とpnダイオード9は集積回路34を介して並列接続されている。そのため、集積回路34の内部抵抗が小さい場合は、第1、第2ボンディングパッド11,12の間にはツェナーダイオード39の立ち上がり電圧(0.6V)以上の電圧が印加されないことになる。   4 is connected to the anode of the pn diode 9, and the cathode of the Zener diode 39 is connected to the cathode of the pn diode 9 through the integrated circuit. That is, the Zener diode 39 and the pn diode 9 are connected in parallel via the integrated circuit 34. Therefore, when the internal resistance of the integrated circuit 34 is small, a voltage higher than the rising voltage (0.6 V) of the Zener diode 39 is not applied between the first and second bonding pads 11 and 12.

つぎに、別の試験方法について説明する。第1、第2ボンディングワイヤ13,14の間にはpnダイオード9とは別に図4に示すようにツェナーダイオード39が挿入される場合がある。それは、第1、第2ボンディングパッド11,12が出力段MOSFET35のゲート36とソース37に接続し、このゲート36とソース37間にツェナーダイオード39が接続されている場合などである。その場合は、図3(b)の方法を用いて判定する。   Next, another test method will be described. A Zener diode 39 may be inserted between the first and second bonding wires 13 and 14 as shown in FIG. For example, the first and second bonding pads 11 and 12 are connected to the gate 36 and the source 37 of the output stage MOSFET 35, and a Zener diode 39 is connected between the gate 36 and the source 37. In that case, the determination is made using the method of FIG.

同図(b)において、電流源26のプラス極にボンディングワイヤ14を介して第2ボンディングパッド12を接続し、電流源26のマイナス極にボンディングワイヤ14を介して第1ボンディングパッド11を接続する。第1、第2ボンディングパッド11,12の間には電圧計27が接続する。   In FIG. 4B, the second bonding pad 12 is connected to the positive pole of the current source 26 via the bonding wire 14, and the first bonding pad 11 is connected to the negative pole of the current source 26 via the bonding wire 14. . A voltmeter 27 is connected between the first and second bonding pads 11 and 12.

図3(b)においても、電流源26をボンディングワイヤを介して第1、第2ボンディングパッド11,12に接続している。図3(a)の説明と同様に、電流源26を第1、第2ボンディングパッド11,12に直接接続することが可能であれば、直接接続してもよいが、第1、第2ボンディングパッド11,12への応力の印加を避けた方がよい。つまり、電流源26の電極(プローブ)をボンディングパッドに直接接触させるのは避けた方がよい。   Also in FIG. 3B, the current source 26 is connected to the first and second bonding pads 11 and 12 through bonding wires. Similar to the description of FIG. 3A, the current source 26 may be directly connected to the first and second bonding pads 11 and 12 as long as it can be directly connected. It is better to avoid applying stress to the pads 11 and 12. That is, it is better to avoid contacting the electrode (probe) of the current source 26 directly to the bonding pad.

また、電流源26の電極をボンディングワイヤへ直接接続することが可能であれば、直接接続してもよいが、ボンディングワイヤとボンディングパット並びに外部導出端子(リードフレーム)との接合部分への不要な応力の印加をさけるためには、ボンディングワイヤが接続された外部導出端子(リードフレーム)への接続が望ましい。   Further, if it is possible to directly connect the electrode of the current source 26 to the bonding wire, it may be directly connected, but it is unnecessary to connect the bonding wire to the bonding pad and the external lead-out terminal (lead frame). In order to avoid application of stress, connection to an external lead-out terminal (lead frame) to which a bonding wire is connected is desirable.

従って、図3(a)の場合と同様に、半導体チップ30を支持導体31にマウントし、ボンディングパッドと外部導出端子との間のワイヤボンディグをおこなって、全体を樹脂封止した後、リードフレームのランナー部に一体に形成されている外部導出端子を切り離す。そして外部導出端子が電気的に独立した後に、上記の試験を行うことで、ボンディングワイヤを介してボンディングパッドに所定の試験電流を印加することができる。   Accordingly, as in the case of FIG. 3A, the semiconductor chip 30 is mounted on the support conductor 31, wire bonding is performed between the bonding pad and the external lead-out terminal, the whole is resin-sealed, and then the lead The external lead-out terminal formed integrally with the runner part of the frame is cut off. Then, after the external lead-out terminal is electrically independent, a predetermined test current can be applied to the bonding pad through the bonding wire by performing the above test.

図3(b)のように、電流源26から例えば5μAに固定した一定の電流28を流し、そのとき第1、第2ボンディングパッド11,12間に発生する電圧を電圧計27で測定する。その電圧がpnダイオード9の立ち上がり電圧である0.6Vより低い、例えば、0.5V以下の場合にダメージがある不良品と判定する。この場合の層間絶縁層10の抵抗は0.5V÷5μA=100kΩとなる。つまり、層間絶縁膜10の抵抗が100kΩ以下となったとき不良品と判定する。   As shown in FIG. 3B, a constant current 28 fixed to, for example, 5 μA is supplied from the current source 26, and the voltage generated between the first and second bonding pads 11 and 12 is measured by a voltmeter 27. When the voltage is lower than 0.6V that is the rising voltage of the pn diode 9, for example, 0.5V or less, it is determined that the product is damaged. In this case, the resistance of the interlayer insulating layer 10 is 0.5 V ÷ 5 μA = 100 kΩ. That is, when the resistance of the interlayer insulating film 10 becomes 100 kΩ or less, it is determined as a defective product.

図3(a)(b)の試験で。良品と判定したパワーICが実動作中に、ダメージが進行してダメージBの状態になる場合がある。
パワーICにおいて、上記の試験のためのpn接合8は、動作状態においてボンディングパッドに印加される電圧が常に第1ボンディングパット11の電圧は第2ボンディングパッド12の電圧より高い状態となる部分に配置される。したがって、動作状態では、pnダイオード9は常に逆バイアス状態にある。そのため、第1、第2ボンディングパッド11,12は電気的に絶縁され、第1、第2ボンディングパッド11,12はそれぞれ所望の電位状態とすることができる。その結果、ダメージが進行しても、ダメージDの状態にならない限り、通常動作には影響を及ぼさない。また、エージング試験(動作試験)では、第1ボンディングパッド11の電圧は第2ボンディングパッド12の電圧より常に高い状態で動作させるため、不良品と判定されることはない。
In the tests of FIGS. 3 (a) and 3 (b). During the actual operation of the power IC that is determined to be a non-defective product, the damage may progress and become the state of damage B.
In the power IC, the pn junction 8 for the above test is arranged at a portion where the voltage applied to the bonding pad is always higher than the voltage of the second bonding pad 12 in the operating state. Is done. Therefore, in the operating state, the pn diode 9 is always in the reverse bias state. Therefore, the first and second bonding pads 11 and 12 are electrically insulated, and the first and second bonding pads 11 and 12 can be set to desired potential states, respectively. As a result, even if damage progresses, normal operation is not affected unless the state of damage D is reached. In the aging test (operation test), since the voltage of the first bonding pad 11 is always operated in a state higher than the voltage of the second bonding pad 12, it is not determined as a defective product.

また、ポリシリコン5が層間絶縁膜10と酸化膜4の間に配置されているので、ボンディング時のストレスで導入されるダメージの進行をポリシリコン5で抑制できるので信頼性を高めることができる。   Further, since the polysilicon 5 is disposed between the interlayer insulating film 10 and the oxide film 4, the progress of damage introduced by the stress during bonding can be suppressed by the polysilicon 5, so that the reliability can be improved.

尚、前記の実施例2ではボンディングパッドが2個の場合について説明したが、多数ある場合は、ポリシリコン5上に形成されるボンディングパッドのうち高い電圧が印加されるボンディングパッド同士を接続し、また低い電圧が印加されるボンディングパッド同士を接続して、同様の試験を一括して行なうことができる。しかし、この場合は、流す電流を前記した値より増やす必要がある。   In the second embodiment, the case where there are two bonding pads has been described, but when there are many bonding pads, bonding pads to which a high voltage is applied among bonding pads formed on the polysilicon 5 are connected, Moreover, the same test can be performed collectively by connecting bonding pads to which a low voltage is applied. However, in this case, it is necessary to increase the flowing current from the above value.

なお、本発明は、上記のようなリードフレームに代えて、半導体チップ30を絶縁基板上の回路パターンに実装する場合にも適用可能である。絶縁基板は、アルミニウムなどの金属板上に絶縁層を介して回路パターンを形成した金属絶縁基板や、セラミックなどの絶縁体上回路パターンを形成した基板などを用いることができる。   The present invention can also be applied to a case where the semiconductor chip 30 is mounted on a circuit pattern on an insulating substrate instead of the above lead frame. As the insulating substrate, a metal insulating substrate in which a circuit pattern is formed on a metal plate such as aluminum via an insulating layer, a substrate in which a circuit pattern on an insulator such as ceramic is formed, and the like can be used.

絶縁基板上にマウントされた半導体チップ30のボンディングパッドを絶縁基板上の回路パターンにや樹脂ケースに固定された外部導出端子にボンディングワイヤによって接続する。   Bonding pads of the semiconductor chip 30 mounted on the insulating substrate are connected to circuit patterns on the insulating substrate and external lead terminals fixed to the resin case by bonding wires.

絶縁基板上の回路パターンや外部導出端子は、ワイヤボンディグを行う時点ですでに相互に電気的に独立しているので、絶縁基板上の回路パターンや外部導出端子に対し電圧源21または電流源26を接続することで、試験対象のボンディングパッドに対してボンディングワイヤを介して所望の試験電圧または試験電流を印加することができる。   Since the circuit pattern and the external lead-out terminal on the insulating substrate are already electrically independent from each other at the time of wire bonding, the voltage source 21 or the current source with respect to the circuit pattern and the external lead-out terminal on the insulating substrate. By connecting 26, a desired test voltage or current can be applied to the bonding pad to be tested via a bonding wire.

1 n半導体基板
2 nエピタキシャル層
3 pウェル領域
4 酸化膜
5 ポリシリコン
6 nカソード層
7 pアノード層
8 pn接合
9 pnダイオード
10 層間絶縁膜
11 第1ボンディングパッド
12 第2ボンディングパッド
13、14 ボンディングワイヤ
15 第1外部導出端子
16 第2外部導出端子
21 電圧源
22,42 電流計
23,28,43 電流
26 電流源
27 電圧計
30 半導体チップ
31 支持導体
32 ドレイン端子
33 封止樹脂
34 集積回路
35 出力段MOSFET
36 ゲート
37 ソース
38 ドレイン
39 ツェナーダイオード
41 電源
A〜G ダメージ
1 n semiconductor substrate 2 n epitaxial layer 3 p well region 4 oxide film 5 polysilicon 6 n cathode layer 7 p anode layer 8 pn junction 9 pn diode 10 interlayer insulating film 11 first bonding pad 12 second bonding pad 13, 14 bonding Wire 15 First external lead terminal 16 Second external lead terminal 21 Voltage source 22, 42 Ammeter 23, 28, 43 Current 26 Current source 27 Voltmeter 30 Semiconductor chip 31 Support conductor 32 Drain terminal 33 Sealing resin 34 Integrated circuit 35 Output stage MOSFET
36 Gate 37 Source 38 Drain 39 Zener diode 41 Power supply AG Damage

Claims (8)

半導体層上に配置される第1絶縁層と、該第1絶縁層上に配置されるポリシリコンで形成されたpnダイオードと、該pnダイオードのn層上に配置される第2絶縁層と、該第2絶縁層上で前記n層の直上に配置される第1ボンディングパッドと、前記pnダイオードのp層上に該p層と接して配置される第2ボンディングパッドと、前記第1、第2ボンディングパッドに超音波ボンディングで接続される導線とを有することを特徴とする半導体装置。   A first insulating layer disposed on the semiconductor layer; a pn diode formed of polysilicon disposed on the first insulating layer; a second insulating layer disposed on the n layer of the pn diode; A first bonding pad disposed on the second insulating layer and immediately above the n layer; a second bonding pad disposed on and in contact with the p layer on the p layer of the pn diode; 2. A semiconductor device comprising: a conductive wire connected to two bonding pads by ultrasonic bonding. 前記第1ボンディングパッドの電圧を前記第2ボンディングパッドの電圧より常に高い状態で動作させることを特徴とする請求項1のいずれか一項に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is operated in a state in which a voltage of the first bonding pad is always higher than a voltage of the second bonding pad. 3. 前記半導体層が半導体基板上に配置されるエピタキシャル層であることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is an epitaxial layer disposed on a semiconductor substrate. 前記半導体層の表面層に配置され該半導体層と逆導電型の拡散層上に前記第1絶縁層が配置されることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating layer is disposed on a surface layer of the semiconductor layer and on a diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer. 4. . 前記第1絶縁層が酸化膜であり、前記第2絶縁層が層間絶縁膜であり、第1,第2ボンディングパッドの材質が、Al−SiまたはAl−Si−Cuであることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の半導体装置。   The first insulating layer is an oxide film, the second insulating layer is an interlayer insulating film, and the material of the first and second bonding pads is Al-Si or Al-Si-Cu. The semiconductor device according to claim 1. 前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法において、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電圧源を配設し、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電圧を印加して、第2ボンディングパッドから前記pnダイオードのp層、前記pnダイオードのn層、前記第2絶縁層を経由して第1ボンディングパッドに電流を流し、その電流の大きさが所定値以上となったことでダメージを検出し前記半導体装置の良、不良を判定すること特徴とする半導体装置の試験方法。   5. The semiconductor device testing method according to claim 1, wherein a voltage source is disposed between the first bonding pad and the second bonding pad, and the first bonding pad and the second bonding pad are disposed. A voltage is applied between the bonding pads to cause a current to flow from the second bonding pad to the first bonding pad via the p layer of the pn diode, the n layer of the pn diode, and the second insulating layer. A test method for a semiconductor device, wherein damage is detected when the size becomes a predetermined value or more to determine whether the semiconductor device is good or bad. 前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法において、前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッド間に電流源を配設し、前記第2ボンディングパッドから前記第1ボンディングパッドに向かって電流を流し、第1ボンディングパッドと第2ボンディングパッド間に発生する電圧の大きさが所定値以下となったことでダメージを検出し半導体装置の良、不良を判定すること特徴とする半導体装置の試験方法。   5. The method of testing a semiconductor device according to claim 1, wherein a current source is disposed between the first bonding pad and the second bonding pad, and the first bonding pad is connected to the first bonding pad. A current is passed toward the bonding pad, and damage is detected when the magnitude of the voltage generated between the first bonding pad and the second bonding pad is a predetermined value or less, thereby determining whether the semiconductor device is good or defective. A method for testing a semiconductor device. 前記第1ボンディングパッドと前記第2ボンディングパッドに、前記電圧源もしくは前記電流源を配設するにあたり、
前記第1ボンディングパッド,前記第2ボンディングパッドに前記導線にてそれぞれ接続された外部導出端子に前記電圧源もしくは前記電流源を配設することを特徴とする請求項6または7のいずれか一項に記載の半導体装置の試験方法。
In disposing the voltage source or the current source on the first bonding pad and the second bonding pad,
8. The voltage source or the current source is provided at an external lead-out terminal connected to the first bonding pad and the second bonding pad by the conducting wire, respectively. 2. A test method for a semiconductor device according to 1.
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