JP2016213286A - Semiconductor device and method of testing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及びその試験方法に関し、特に、ウェル領域間に流れるリーク電流を測定可能な半導体装置及びその試験方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a test method thereof, and more particularly to a semiconductor device capable of measuring a leakage current flowing between well regions and a test method thereof.
半導体装置の内部においては、意図しない様々なリーク電流が流れることがある。例えば、特許文献1はウェル領域間に流れるリーク電流に着目し、これを低減可能な半導体装置が提案されている。 Various unintended leakage currents may flow inside the semiconductor device. For example, Patent Document 1 focuses on a leakage current flowing between well regions, and a semiconductor device capable of reducing the leakage current has been proposed.
ここで、ウェル領域間に流れるリーク電流を測定する方法としては、半導体ウェーハのスクライブ領域上にTEGパターンを設ける方法が考えられる。しかしながら、TEGパターンは、実際のチップ領域とは異なるスクライブ領域上に設けられていることから、実際のチップにおいて生じるリーク電流を正しく測定することができない。このため、半導体ウェーハ上の各チップにおいてリーク電流量にばらつきがある場合、正しくリーク電流を測定することができない。 Here, as a method of measuring the leakage current flowing between the well regions, a method of providing a TEG pattern on the scribe region of the semiconductor wafer can be considered. However, since the TEG pattern is provided on a scribe region different from the actual chip region, the leak current generated in the actual chip cannot be measured correctly. For this reason, when there is a variation in the amount of leakage current in each chip on the semiconductor wafer, the leakage current cannot be measured correctly.
チップごとにリーク電流の測定を可能とするためには、スクライブ領域上ではなく、各チップ上に測定用パターンを形成する必要がある。しかしながら、測定用パターンのために専用の領域を割り当てると、チップ面積が増大してしまう。 In order to enable measurement of leakage current for each chip, it is necessary to form a measurement pattern on each chip, not on the scribe region. However, if a dedicated area is allocated for the measurement pattern, the chip area increases.
他方、半導体装置には、電源電位を安定化させるための補償容量が設けられることがある(特許文献2,3参照)。本発明者は、補償容量が設けられる領域を利用してリーク電流を測定することにより、チップ面積を増大させることなく、チップごとのリーク電流を測定可能な半導体装置について鋭意検討を行った。 On the other hand, a semiconductor device may be provided with a compensation capacitor for stabilizing the power supply potential (see Patent Documents 2 and 3). The present inventor has intensively studied a semiconductor device capable of measuring the leakage current for each chip without increasing the chip area by measuring the leakage current using a region in which a compensation capacitor is provided.
本発明の一側面による半導体装置は、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に設けられた第2導電型の第1及び第2のウェル領域と、前記第1のウェル領域に第1の電源電位を供給する第1の電源配線と、前記第2のウェル領域に前記第1の電源電位を供給する第2の電源配線と、第2の電源電位が供給され、前記第1及び第2の電源配線と容量結合する第3の電源配線と、テスト信号に応答して、前記第1の電源配線に前記第1の電源電位とは異なる試験電位を供給する第1の切り替え回路と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a first conductivity type semiconductor substrate, first and second well regions of a second conductivity type provided on the semiconductor substrate, and first in the first well region. A first power supply wiring for supplying a first power supply potential, a second power supply wiring for supplying the first power supply potential to the second well region, and a second power supply potential are supplied. A third power supply line that is capacitively coupled to the second power supply line, a first switching circuit that supplies a test potential different from the first power supply potential to the first power supply line in response to a test signal; It is characterized by providing.
本発明の他の側面による半導体装置は、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板に設けられた第2導電型の第1及び第2のウェル領域と、前記第1のウェル領域の上部に設けられ、第1及び第2の電極を有する第1の容量素子と、前記第2のウェル領域の上部に設けられ、第3及び第4の電極を有する第2の容量素子と、前記第1の電極に接続された第1の電源配線と、前記第3の電極に接続された第2の電源配線と、前記第2及び第4の電極に接続された第3の電源配線と、前記第1の電極と前記第1のウェル領域を接続する第1のコンタクト導体と、前記第3の電極と前記第2のウェル領域を接続する第2のコンタクト導体と、テスト信号に応答して、前記第1の電源配線に供給する電位を切り替える第1の切り替え回路と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device according to another aspect of the present invention includes a first conductive type semiconductor substrate, second conductive type first and second well regions provided on the semiconductor substrate, and an upper portion of the first well region. A first capacitive element having first and second electrodes, a second capacitive element having a third and fourth electrode provided on an upper portion of the second well region, and the first capacitive element. A first power supply wiring connected to one electrode; a second power supply wiring connected to the third electrode; a third power supply wiring connected to the second and fourth electrodes; In response to a test signal, a first contact conductor connecting the first electrode and the first well region, a second contact conductor connecting the third electrode and the second well region, A first switching circuit that switches a potential supplied to the first power supply wiring. It is characterized in.
本発明による半導体装置の試験方法は、第1導電型の半導体基板に設けられ、互いに隣接する第2導電型の第1及び第2のウェル領域に互いに異なる電位を供給し、前記第1のウェル領域と前記第2のウェル領域との間で流れるリーク電流を測定することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for testing a semiconductor device, wherein different potentials are supplied to first and second well regions of a second conductivity type, which are provided on a first conductivity type semiconductor substrate and adjacent to each other. A leakage current flowing between the region and the second well region is measured.
本発明によれば、チップ面積を増大させることなく、チップごとのリーク電流を測定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the leakage current for each chip without increasing the chip area.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態による半導体装置10の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a
本実施形態による半導体装置10はDRAM(Dynamic Random Access Memory)であり、図1に示すようにメモリセルアレイ11を備えている。メモリセルアレイ11には、互いに交差する複数のサブワード線SWLと複数のビット線BLが設けられており、それらの交点にメモリセルMCが配置されている。サブワード線SWLの選択はロウデコーダ12によって行われ、ビット線BLの選択はカラムデコーダ13によって行われる。ビット線BLは、メモリセルアレイ11内のセンスアンプSAに接続されており、カラムデコーダ13により選択されたビット線BLは、センスアンプSAを介してメインアンプ14に接続される。
The
ロウデコーダ12、カラムデコーダ13及びメインアンプ14の動作は、アクセス制御回路20によって制御される。アクセス制御回路20には、アドレス端子21を介してアドレス信号ADDが供給されるとともに、コマンド端子22を介してコマンド信号CMDが供給される。アクセス制御回路20は、これらアドレス信号ADD及びコマンド信号CMDに基づいてロウデコーダ12、カラムデコーダ13、メインアンプ14及びデータ入出力回路30の動作を制御する。
The operations of the
具体的には、コマンド信号CMDがアクティブコマンドを示している場合、アドレス信号ADDはロウデコーダ12に供給される。これに応答して、ロウデコーダ12はアドレス信号ADDが示すサブワード線SWLを選択し、これにより対応するメモリセルMCがそれぞれビット線BLに接続される。一方、コマンド信号CMDがリードコマンド又はライトコマンドを示している場合、アドレス信号ADDはカラムデコーダ13に供給される。これに応答して、カラムデコーダ13はアドレス信号ADDが示すビット線BLをメインアンプ14に接続する。
Specifically, when the command signal CMD indicates an active command, the address signal ADD is supplied to the
これにより、リード動作時においては、センスアンプSAを介してメモリセルアレイ11から読み出されたリードデータDQがメインアンプ14及びデータ入出力回路30を介してデータ端子31から外部に出力される。また、ライト動作時においては、データ端子31及びデータ入出力回路30を介して外部から供給されたライトデータDQが、メインアンプ14及びセンスアンプSAを介してメモリセルMCに書き込まれる。
Thereby, during the read operation, the read data DQ read from the
これら各回路ブロックは、それぞれ所定の内部電源に基づいて動作する。これらの内部電源は、図1に示す電源回路40によって生成される。電源回路40は、電源端子41,42を介してそれぞれ供給される電源電位VDD及び接地電位VSSを受け、これらに基づいて種々の内部電位VINTを生成する。内部電位VINTは補償容量C0によって安定化される。また、半導体装置10の内部における電源電位VDD及び接地電位VSSは、補償容量C1によって安定化される。
Each of these circuit blocks operates based on a predetermined internal power supply. These internal power supplies are generated by the
電源電位VDD及び接地電位VSSは、テスト回路50にも供給される。テスト回路50は、ウェル領域間に流れるリーク電流の測定に用いる回路であり、テスト信号TESTによって制御される。テスト回路50はテスト端子51に接続されており、外部の電流計52をテスト端子51に接続することによってリーク電流を測定することができる。リーク電流の測定テストについては後述する。
The power supply potential VDD and the ground potential VSS are also supplied to the
図2は、半導体装置10のレイアウトを示す略平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the layout of the
図2に示すように、半導体装置10の平面形状は矩形であり、X方向及びY方向にマトリクス状に配置された複数のアレイ領域11Aを備えている。アレイ領域11Aは、図1に示したメモリセルアレイ11が配置される領域である。また、半導体装置10のY方向における中央領域には、X方向に複数の外部端子Pが配列される。外部端子Pには、図1に示したアドレス端子21、コマンド端子22、データ端子31、電源端子41,42及びテスト端子51が含まれる。さらに、X方向における半導体装置10のエッジと外部端子Pとの間には、補償容量領域CAが設けられる。補償容量領域CAには、図1に示した補償容量C1が少なくとも配置される。
As shown in FIG. 2, the planar shape of the
図3は、アレイ領域11A及び補償容量領域CAの一部を拡大して示す略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a part of the
図3に示すように、アレイ領域11Aには多数のシリンダ状の下部電極ELが規則的に配置されている。シリンダ状の下部電極ELは、図1に示したメモリセルMCに含まれるセルキャパシタの下部電極を構成する。セルキャパシタの上部電極EHは、図示しない容量絶縁膜を介して下部電極EL間を埋めるようにほぼ全面に形成される。
As shown in FIG. 3, a large number of cylindrical lower electrodes EL are regularly arranged in the
そして、アレイ領域11Aにおける上記の構造は、補償容量領域CAにおいても採用される。つまり、補償容量領域CAには多数のシリンダ状の下部電極ELが規則的に配置され、図示しない容量絶縁膜を介して下部電極EL間を埋めるよう、ほぼ全面に上部電極EHが形成される。そして、補償容量領域CAにおけるこれら下部電極EL及び上部電極EHによって図1に示した補償容量C1が構成される。
The above structure in the
図4は補償容量の構造をより詳細に説明するための略平面図であり、図5はその略断面図である FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the structure of the compensation capacitor in more detail, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view thereof.
図4及び図5に示すように、本実施形態においては、P型の半導体基板SBの表面に2つのN型ウェル領域W1,W2が互いに隣接して設けられている。半導体基板SBにはサブコン領域60によって接地電位VSSが与えられる。接地電位VSSは電源配線VL3によって供給され、スルーホール導体90、タングステン配線80及びコンタクト導体70を介してサブコン領域60に接地電位VSSが供給される。
As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, two N-type well regions W1 and W2 are provided adjacent to each other on the surface of a P-type semiconductor substrate SB. A ground potential VSS is applied to the semiconductor substrate SB by the
一方、ウェル領域W1,W2には、それぞれウェルコン領域61,62を介して電源電位VDDが与えられる。電源電位VDDは電源配線VL1,VL2によって供給される。このうち、電源配線VL1は、スルーホール導体91、タングステン配線81及びコンタクト導体71を介してウェルコン領域61に接続され、これによりウェル領域W1に電源電位VDDが供給される。また、電源配線VL2は、スルーホール導体93、タングステン配線83及びコンタクト導体72を介してウェルコン領域62に接続され、これによりウェル領域W2に電源電位VDDが供給される。
On the other hand, the power supply potential VDD is applied to the well regions W1 and W2 through the well-
図4及び図5に示すように、ウェル領域W1,W2の上方には補償容量C11,C12が配置される。補償容量C11,C12は上述した補償容量C1の一部であり、図3を用いて説明したように、シリンダ状の下部電極ELを複数備えている。補償容量C11の一方の電極はタングステン配線81に接続され、これにより通常動作時においては電源電位VDDが供給される。同様に、補償容量C12の一方の電極はタングステン配線83に接続され、これにより通常動作時においては電源電位VDDが供給される。
As shown in FIGS. 4 and 5, compensation capacitors C11 and C12 are arranged above the well regions W1 and W2. The compensation capacitors C11 and C12 are a part of the compensation capacitor C1 described above, and include a plurality of cylindrical lower electrodes EL as described with reference to FIG. One electrode of the compensation capacitor C11 is connected to the
これに対し、補償容量C11の他方の電極はタングステン配線82に接続されている。タングステン配線82は、スルーホール導体92を介して電源配線VL3に接続されており、これにより補償容量C11の他方の電極には常に接地電位VSSが供給される。同様に、補償容量C12の他方の電極はタングステン配線84に接続されている。タングステン配線84は、スルーホール導体94を介して電源配線VL3に接続されており、これにより補償容量C12の他方の電極には常に接地電位VSSが供給される。
On the other hand, the other electrode of the compensation capacitor C <b> 11 is connected to the
かかる構成により、補償容量C11,C12は、いずれも電源電位VDDと接地電位VSSとの間に接続され、これらの電位を安定化させる役割を果たす。 With this configuration, the compensation capacitors C11 and C12 are both connected between the power supply potential VDD and the ground potential VSS, and play a role of stabilizing these potentials.
ここで、電源配線VL1〜VL3は、タングステン配線80〜84よりも上層に位置する配線である。したがって、図15に示すように、当該配線層に多数の配線が配置されており、その結果、電源配線VL1,VL2の平面位置が補償容量C11,C12からある程度離れている場合であっても、下層のタングステン配線81,83の平面形状を変形させることによって両者を接続することができる。つまり、配線が混雑している領域においても、チップ面積を増大させることなく、図5と同様の回路を実現することが可能である。
Here, the power supply wirings VL1 to VL3 are wirings located in an upper layer than the tungsten wirings 80 to 84. Therefore, as shown in FIG. 15, a large number of wirings are arranged in the wiring layer, and as a result, even when the planar positions of the power supply wirings VL1 and VL2 are separated from the compensation capacitors C11 and C12 to some extent, By deforming the planar shape of the
図6は、補償容量C11を拡大して示す略断面図である。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the compensation capacitor C11 in an enlarged manner.
図6に示すように、補償容量C11は、タングステン配線81に接続されたシリンダ状の下部電極EL1と、タングステン配線82に接続されたシリンダ状の下部電極EL2を備えている。下部電極EL1,EL2の表面はいずれも容量絶縁膜Dによって覆われており、さらに、シリンダの内部及び隣接するシリンダ間を埋めるように上部電極EHが設けられている。これにより2つのキャパシタが直列に接続された構成となることから、容量絶縁膜Dに印加される電圧を電源電位VDDの半分とすることができ、容量絶縁膜Dの耐圧を確保することが可能となる。
As shown in FIG. 6, the compensation capacitor C <b> 11 includes a cylindrical lower electrode EL <b> 1 connected to the
したがって、容量絶縁膜Dに印加される電圧をより低圧化する必要がある場合には、3又はそれ以上のキャパシタを直列に接続しても構わない。但し、複数のキャパシタを直列に接続することは必須でなく、容量絶縁膜Dの耐圧が確保される限り、1つのキャパシタによって補償容量C11を構成しても構わない。 Therefore, when it is necessary to lower the voltage applied to the capacitive insulating film D, three or more capacitors may be connected in series. However, it is not essential to connect a plurality of capacitors in series, and the compensation capacitor C11 may be configured by one capacitor as long as the withstand voltage of the capacitor insulating film D is ensured.
尚、図6に示す符号Sは、アスペクト比の大きいシリンダ状の下部電極ELが製造過程において倒壊しないよう、隣接する下部電極EL同士を連結するサポート膜である。 6 denotes a support film that connects adjacent lower electrodes EL so that the cylindrical lower electrode EL having a large aspect ratio does not collapse in the manufacturing process.
図7は、第1の例によるテスト回路50の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the
図7に示すように、第1の例によるテスト回路50は、テスト対象である補償容量C11,C12に与える電位を切り替える切り替え回路53と、モニタ用電源電位VMと電流モニタ信号IMの一方をテスト端子51に接続する切り替え回路54とを有している。モニタ用電源電位VMは、例えば電源回路40によって生成される内部電位VINTの一つである。切り替え回路53,54は、いずれもテスト信号TESTによって制御される。次に、テスト対象である補償容量C11,C12に印加される電圧がテスト信号TESTによってどのように切り替わるのか説明する。
As shown in FIG. 7, the
まず、テスト信号TESTが非活性レベルである場合、つまり通常動作時においては、図5を用いて説明したように、電源配線VL1,VL2に電源電位VDDが供給され、電源配線VL3に接地電位VSSが供給される。これにより、補償容量C11,C12の両端にはいずれもVDD−VSSの電圧が印加されるため、電源電位VDD及び接地電位VSSが安定化される。この時、ウェル領域W1,W2にはいずれも電源電位VDDが印加されているため両者は同電位であり、したがってウェル領域W1,W2間においてリーク電流は発生しない。 First, when the test signal TEST is at an inactive level, that is, during normal operation, the power supply potential VDD is supplied to the power supply wirings VL1 and VL2 and the ground potential VSS is supplied to the power supply wiring VL3 as described with reference to FIG. Is supplied. Thereby, since the voltage VDD-VSS is applied to both ends of the compensation capacitors C11 and C12, the power supply potential VDD and the ground potential VSS are stabilized. At this time, since the power supply potential VDD is applied to both the well regions W1 and W2, both have the same potential. Therefore, no leakage current is generated between the well regions W1 and W2.
これに対し、テスト信号TESTが活性レベルである場合、つまりリーク電流の測定テスト時においては、電源配線VL2がテスト端子51に接続され、電源配線VL1,VL3に接地電位VSSが供給される。これにより、図8に示すように、ウェル領域W1には接地電位VSSが印加されるため、外部からテスト端子51に所定のレベル(例えば電源電位VDD)を印加すれば、ウェル領域W1,W2間に所定の電位差が生じ、リーク電流ILが流れる。このリーク電流ILは、電流モニタ信号IMとしてテスト端子51を介して流れることから、その電流量を電流計52によって測定すれば、ウェル領域W1,W2間にて生じるリーク電流を直接的に測定することが可能となる。
On the other hand, when the test signal TEST is at the active level, that is, during the leak current measurement test, the power supply line VL2 is connected to the
図9は、通常動作時とリーク電流の測定テスト時における切り替え回路53,54の動作を説明するための回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the operation of the switching
図9に示すように、切り替え回路53,54にはスイッチ回路SW1〜SW4が含まれており、テスト信号TESTが非活性レベルである場合、つまり通常動作時においては、スイッチ回路SW1,SW3がオンし、スイッチ回路SW2,SW4がオフする。これにより、補償容量C11,C12の両端にはいずれもVDD−VSSの電圧が印加される。これに対し、テスト信号TESTが活性レベルである場合、つまりリーク電流のテスト動作時においては、スイッチ回路SW2,SW4がオンし、スイッチ回路SW1,SW3がオフする。これによりリーク電流ILが発生するため、これを電流計52によってモニタすることにより、ウェル領域W1,W2間におけるリーク電流を測定することが可能となる。
As shown in FIG. 9, the switching
そして、本実施形態におけるリーク電流の測定テストは、半導体装置10にて実際に使用するウェル領域W1,W2を用いていることから、個々のチップについてウェル領域間に流れるリーク電流を正しく測定することが可能となる。しかも、これらのウェル領域W1,W2は、その上部に配置される補償容量C11,C12のための領域であり、リーク電流を測定するために設けた専用の領域ではないことから、チップ面積が増大することもない。
The leakage current measurement test in this embodiment uses well regions W1 and W2 that are actually used in the
尚、上記の例では、リーク電流の測定テスト時において、電源配線VL1に試験電位として接地電位VSSを供給しているが、ウェル領域W1,W2間に異なる電位が供給される限り、電源配線VL1に接地電位VSSとは異なる試験電位を供給しても構わない。 In the above example, the ground potential VSS is supplied as the test potential to the power supply wiring VL1 during the leak current measurement test. However, as long as a different potential is supplied between the well regions W1 and W2, the power supply wiring VL1 is used. May be supplied with a test potential different from the ground potential VSS.
図10は、第2の例によるテスト回路50の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the
図10に示すように、第2の例によるテスト回路50は、テスト対象である補償容量C11,C12に与える電位を切り替える切り替え回路55を有している。切り替え回路55は、テスト信号TESTによって制御される。
As shown in FIG. 10, the
まず、テスト信号TESTが非活性レベルである場合、つまり通常動作時においては、図5を用いて説明したように、電源配線VL1,VL2に電源電位VDDが供給され、電源配線VL3に接地電位VSSが供給される。これにより、補償容量C11,C12の両端にはいずれもVDD−VSSの電圧が印加されるため、電源電位VDD及び接地電位VSSが安定化される。この時、ウェル領域W1,W2にはいずれも電源電位VDDが印加されているため両者は同電位であり、したがってウェル領域W1,W2間においてリーク電流は発生しない。 First, when the test signal TEST is at an inactive level, that is, during normal operation, the power supply potential VDD is supplied to the power supply wirings VL1 and VL2 and the ground potential VSS is supplied to the power supply wiring VL3 as described with reference to FIG. Is supplied. Thereby, since the voltage VDD-VSS is applied to both ends of the compensation capacitors C11 and C12, the power supply potential VDD and the ground potential VSS are stabilized. At this time, since the power supply potential VDD is applied to both the well regions W1 and W2, both have the same potential. Therefore, no leakage current is generated between the well regions W1 and W2.
これに対し、テスト信号TESTが活性レベルである場合、つまりリーク電流の測定テスト時においては、図11に示すように、電源配線VL1に電源電位VDDが供給され、電源配線VL2,VL3に接地電位VSSが供給される。これにより、ウェル領域W1に接地電位VSSが印加され、ウェル領域W2に電源電位VDDが印加されるため、ウェル領域W1,W2間にVDD−VSSの電位差が生じ、リーク電流ILが流れる。このリーク電流ILは、半導体装置10の消費電流を増大させることから、通常動作時におけるスタンバイ時の消費電流と、リーク電流の測定テスト時におけるスタンバイ時の消費電流を比較すれば、ウェル領域W1,W2間にて生じるリーク電流を間接的に測定することが可能となる。
On the other hand, when the test signal TEST is at the active level, that is, during the leak current measurement test, as shown in FIG. VSS is supplied. As a result, since the ground potential VSS is applied to the well region W1 and the power supply potential VDD is applied to the well region W2, a potential difference of VDD−VSS is generated between the well regions W1 and W2, and the leakage current IL flows. Since the leakage current IL increases the consumption current of the
図12は、ウェル領域間の距離とリーク電流との関係を測定するためのパターンを示す略断面図である。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a pattern for measuring the relationship between the distance between the well regions and the leakage current.
図12に示す例では、半導体基板SBに3つのN型ウェル領域W1〜W3が設けられている。ウェル領域W1は、ウェル領域W2とウェル領域W2との間に挟まれて配置されている。ここで、ウェル領域W1,W2間の距離はL1であり、ウェル領域W1,W3間の距離はL2(<L1)である。ここで、ウェル領域W3には、ウェルコン領域63によって電源電位VDDが与えられる。電源電位VDDは電源配線VL4を介して供給される。電源配線VL4は、スルーホール導体95、タングステン配線86及びコンタクト導体73を介してウェルコン領域63に接続され、これによりウェル領域W3に電源電位VDDが供給される。
In the example shown in FIG. 12, three N-type well regions W1 to W3 are provided in the semiconductor substrate SB. The well region W1 is disposed between the well region W2 and the well region W2. Here, the distance between the well regions W1 and W2 is L1, and the distance between the well regions W1 and W3 is L2 (<L1). Here, the power supply potential VDD is applied to the well region W3 by the well-
図12に示すように、ウェル領域W3の上方には補償容量C13が配置される。補償容量C13は上述した補償容量C1の一部である。補償容量C13の一方の電極はタングステン配線85に接続され、これにより電源電位VDDが供給される。これに対し、補償容量C13の他方の電極はタングステン配線86に接続されている。タングステン配線86は、スルーホール導体96を介して電源配線VL3に接続されており、これにより補償容量C13の他方の電極には接地電位VSSが供給される。
As shown in FIG. 12, a compensation capacitor C13 is disposed above the well region W3. The compensation capacitor C13 is a part of the compensation capacitor C1 described above. One electrode of the compensation capacitor C13 is connected to the
そして、ウェル領域W1,W2間におけるリーク電流を測定する場合には、図13に示すように、電源配線VL2がテスト端子51に接続され、電源配線VL1,VL3に接地電位VSSが供給され、電源配線VL4に電源電位VDDが供給される。これにより、ウェル領域W1に接地電位VSSが印加されるため、外部からテスト端子51に所定のレベル(例えば電源電位VDD)を印加すれば、ウェル領域W1,W2間に所定の電位差が生じ、リーク電流ILが流れる。このリーク電流ILは、電流モニタ信号IMとしてテスト端子51を介して流れることから、その電流量を電流計52によって測定すれば、ウェル領域W1,W2間にて生じるリーク電流を直接的に測定することが可能となる。
When measuring the leakage current between the well regions W1 and W2, as shown in FIG. 13, the power supply wiring VL2 is connected to the
一方、ウェル領域W1,W3間におけるリーク電流を測定する場合には、図14に示すように、電源配線VL4がテスト端子51に接続され、電源配線VL2,VL3に接地電位VSSが供給され、電源配線VL1に電源電位VDDが供給される。これにより、ウェル領域W1に接地電位VSSが印加されるため、外部からテスト端子51に所定のレベル(例えば電源電位VDD)を印加すれば、ウェル領域W1,W3間に所定の電位差が生じ、リーク電流ILが流れる。このリーク電流ILは、電流モニタ信号IMとしてテスト端子51を介して流れることから、その電流量を電流計52によって測定すれば、ウェル領域W1,W3間にて生じるリーク電流を直接的に測定することが可能となる。
On the other hand, when measuring the leakage current between the well regions W1 and W3, as shown in FIG. 14, the power supply wiring VL4 is connected to the
このように、3つのウェル領域W1〜W3を用いてリーク電流の測定テストを行えば、ウェル領域間の距離とリーク電流との関係を明らかにすることができる。 As described above, when the leakage current measurement test is performed using the three well regions W1 to W3, the relationship between the distance between the well regions and the leakage current can be clarified.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
10 半導体装置
11 メモリセルアレイ
11A アレイ領域
12 ロウデコーダ
13 カラムデコーダ
14 メインアンプ
20 アクセス制御回路
21 アドレス端子
22 コマンド端子
30 データ入出力回路
31 データ端子
40 電源回路
41,42 電源端子
50 テスト回路
51 テスト端子
52 電流計
53,54 切り替え回路
60 サブコン領域
61〜63 ウェルコン領域
70〜73 コンタクト導体
80〜86 タングステン配線
90〜96 スルーホール導体
BL ビット線
C0,C1,C11〜C13 補償容量
CA 補償容量領域
D 容量絶縁膜
EH 上部電極
EL,EL1,EL2 下部電極
MC メモリセル
P 外部端子
S サポート膜
SA センスアンプ
SB 半導体基板
SW1〜SW4 スイッチ回路
SWL サブワード線
VL1〜VL4 電源配線
W1〜W3 ウェル領域
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記半導体基板に設けられた第2導電型の第1及び第2のウェル領域と、
前記第1のウェル領域に第1の電源電位を供給する第1の電源配線と、
前記第2のウェル領域に前記第1の電源電位を供給する第2の電源配線と、
第2の電源電位が供給され、前記第1及び第2の電源配線と容量結合する第3の電源配線と、
テスト信号に応答して、前記第1の電源配線に前記第1の電源電位とは異なる試験電位を供給する第1の切り替え回路と、を備えることを特徴とする半導体装置。 A first conductivity type semiconductor substrate;
First and second well regions of a second conductivity type provided on the semiconductor substrate;
A first power supply wiring for supplying a first power supply potential to the first well region;
A second power supply wiring for supplying the first power supply potential to the second well region;
A third power supply line supplied with a second power supply potential and capacitively coupled to the first and second power supply lines;
A semiconductor device comprising: a first switching circuit that supplies a test potential different from the first power supply potential to the first power supply wiring in response to a test signal.
前記第2のウェル領域の上部に配置された第2の容量素子と、をさらに備え、
前記第1の容量素子の一方の電極は前記第1の電源配線に接続され、前記第1の容量素子の他方の電極は前記第3の電源配線に接続され、
前記第2の容量素子の一方の電極は前記第2の電源配線に接続され、前記第2の容量素子の他方の電極は前記第3の電源配線に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 A first capacitive element disposed on top of the first well region;
A second capacitive element disposed above the second well region,
One electrode of the first capacitive element is connected to the first power supply wiring, the other electrode of the first capacitive element is connected to the third power supply wiring,
The one electrode of the second capacitor element is connected to the second power supply line, and the other electrode of the second capacitor element is connected to the third power supply line. 3. The semiconductor device according to 1 or 2.
前記テスト信号に応答して、前記第2の電源配線を前記外部端子に接続する第2の切り替え回路をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。 An external terminal,
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second switching circuit that connects the second power supply wiring to the external terminal in response to the test signal.
前記半導体基板に設けられた第2導電型の第1及び第2のウェル領域と、
前記第1のウェル領域の上部に設けられ、第1及び第2の電極を有する第1の容量素子と、
前記第2のウェル領域の上部に設けられ、第3及び第4の電極を有する第2の容量素子と、
前記第1の電極に接続された第1の電源配線と、
前記第3の電極に接続された第2の電源配線と、
前記第2及び第4の電極に接続された第3の電源配線と、
前記第1の電極と前記第1のウェル領域を接続する第1のコンタクト導体と、
前記第3の電極と前記第2のウェル領域を接続する第2のコンタクト導体と、
テスト信号に応答して、前記第1の電源配線に供給する電位を切り替える第1の切り替え回路と、を備えることを特徴とする半導体装置。 A first conductivity type semiconductor substrate;
First and second well regions of a second conductivity type provided on the semiconductor substrate;
A first capacitive element provided on top of the first well region and having first and second electrodes;
A second capacitive element provided on the second well region and having third and fourth electrodes;
A first power supply line connected to the first electrode;
A second power supply wiring connected to the third electrode;
A third power supply line connected to the second and fourth electrodes;
A first contact conductor connecting the first electrode and the first well region;
A second contact conductor connecting the third electrode and the second well region;
A semiconductor device comprising: a first switching circuit that switches a potential supplied to the first power supply wiring in response to a test signal.
前記第1のウェル領域と前記第2のウェル領域との間で流れるリーク電流を測定することを特徴とする半導体装置の試験方法。 Different potentials are supplied to the first and second well regions of the second conductivity type that are provided on the first conductivity type semiconductor substrate and are adjacent to each other;
A method for testing a semiconductor device, comprising: measuring a leakage current flowing between the first well region and the second well region.
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