JPH03227547A

JPH03227547A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH03227547A
Application number: JP2023896A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 晃井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-10-08
Also published as: FR2657725B1; GB2241824B; US5077596A; GB9015827D0; GB2241824A; FR2657725A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は半導体装置に関し、特にマイクロ波・ミリ波
帯などの高い周波数帯域のＭＭ　Ｉ　Ｃ，つまりマイク
ロ波モノリシック集積回路におけるオンウェハマイクロ
波評価のための構成に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来の半導体装置の平面構成を示す上面図、第
７図はその等価回路図、第８図はウェハ処理プロセスに
おける半導体装置を示す上面図であり、図において１０
０は半導体ウェハで、該半導体ウェハ１００の各チップ
領域１０には、第１゜第２の回路（回路要素）２．３が
形成され、該両回路は伝送線路５により接続されている
。ここでは上記第１の回路２はローノイズ増幅器、第２
の回路３はハイパワー増幅器となっている。

また該チップ領域１０の一方の端部には、上記第１の回
路２と接続された入力側伝送線路５ａが形成され、該伝
送線路５ａの先端両側には、チップ裏面側の接地電極に
接続されたマイクロ波用の入力側ＲＦプローブパッドｌ
ａが配設されており、上記入力側伝送線路５ａと入力側
バッド１ａとにより入力側コプレーナ線路１５ａを構成
している。

また上記チップ領域１０の他方の端部には、第２の回路
３に接続された出力側伝送線路５ｂと、該伝送線路５ｂ
とともに出力側コプレーナ線路１５ｂを形成するマイク
ロ波用出力側ＲＦプローブパッド１ｂが配設されている
。

ここで、上記チップ領域１０は、ウェハ処理完了後、ウ
ェハのダイシング処理によりチップに切り出され、個々
の半導体装置となる。

このような半導体装置のオンウェハマイクロ波評価は以
下のように行う。

すなわち上記入力側コプレーナ線路１５ａ及び出力側コ
プレーナ線路１５ｂに、それぞれ人、出力側ＲＦプロー
ブ針５０ａ、５０ｂを接触させ、この状態で測定電流を
上記プローブ針を介して上記第１．第２の回路２．３に
供給し、該両回路２゜３全体としてのマイクロ波特性を
評価する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の半導体装置は以上のように構成されて
おり、測定電流の供給は、入力側及び出力側のコプレー
ナ線路１５ａ、１５ｂにＲＦプローブ針５０ａ、５０ｂ
を接触させて行うため、そのオンウェハ評価では、第１
．第２の回路２，３全体としての特性が得られるにすぎ
ない。このため半導体装置の特性が悪い場合、第１．第
２の回路２．３のうちどちらに不具合があるのかの検出
が難しいという問題があった。

また、上記従来の半導体装置では回路要素は第１、第２
の回路２．３の２つであるが、さらに回路要素の多い大
規模集積回路素子では、不良解析がさらに困難となり深
刻な問題となっていた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、回路要素毎にオンウェハにてマイクロ波特性
を評価することができ、これによりどの回路要素に不具
合があるかを簡単に検出できる半導体装置を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置は、回路要素相互間を接続す
る伝送線路を、その両側の回路要素同士を高周波的に分
離するための分離機構を有する構成とし、上記伝送線路
の、該分離部とその両側の回路要素との間の線路部分に
高周波プローブ針を接触するための補助プローブパッド
を配設したものである。

〔作用〕

この発明においては、回路要素相互間を接続する伝送線
路を、その両側の回路要素同士を高周波的に分離するた
めの分離機構を有する構成とし、上記伝送線路の、該分
離部とその両側の回路要素との間の線路部分に、高周波
プローブ針を接触するための補助プローブパッドを配設
したから、上記各回路要素を他の回路要素からマイクロ
波的に分離することが可能となる。また各回路要素両側
にスロット線路やコプレーナ線路が形成されることとな
り、表面からのブロービングが可能となる。

これにより各回路要素をオンウェハにて別々に測定でき
、半導体装置の不良解析を容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例による半導体
装置を説明するための図であり、第１図は半導体装置の
平面構造を示す上面図、第、２図はその等価回路図であ
る０図において、第６図及び第７図と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。

２０及び３０はウェハの各チップ領域に形成され、半導
体装置を構成する第１．第２の回路（回路要素）であり
、それぞれローノイズ増幅器、ハイパワー増幅器となっ
ている。ｖｊ回路２０の入力側及び回路３０の出力側に
は、従来装置と同様それぞれコプレーナ線路１５ａ、１
５ｂが形成されている。またここでは、上記各回路２０
．３０はそれぞれその増幅器の特性を補正する特性補正
回路２１．３１を有している。

そして上記第１．第２の回路２０．３０を接続する伝送
線路５には、該両回路をマイクロ波的に切離及び接続可
能なスイッチ回路（分離部）４が配設されており、該ス
イッチ回路４は外部から電圧又は電流を印加することに
より、オン・オフ可能な構成となっている。

またこのスイッチ回路４及び第１の回路２０間の伝送線
路５ｃの両側には、ＲＦプローブ針５゜ｂを接触するた
めの補助プローブパッドｌｌａが配設されており、これ
により補助コプレーナ線路１６ａが形成されている。同
様に上記スイッチ回路４及び第２の回路３０間の伝送線
路５ｄ両側には、補助プローブパッドｌｌｂが配設され
、補助コプレーナ線路１６ｂが形成されている。

ここで上記スイッチ回路４の具体的な構成としては、第
５図（ａ）に示すように、ＦＥＴ８に並列にインダクタ
７を接続したものがある。この回路構成では、ＦＥＴ８
のソース〜ドレイン間容量とインダクタ７とが所望の周
波数で共振するように設計することにより、スイッチの
オフ状態を実現でき、上記ＦＥＴ８のゲート電圧を変化
さセることニヨリ、ドレイン−ソース間容量を変化させ
てスイッチのオフ状態を実現できる。

また上記補正回路２１．３１としては、第５図（ｂ）に
示すようなデュアルゲートのＦＥＴ６０と電圧調整用抵
抗器７０とからなる可変利得アンプがある。該ＦＥＴ６
０はメインゲート電極６１ａの他に、コントロールゲー
ト電極６１ｂを有しており、該電極６１ｂには上記電圧
調整用抵抗器７０が接続されている。該抵抗器７０は並
列接続の抵抗体７１から構成されており、該抵抗体７１
をレーザ等で切断することにより抵抗値を変えることが
できるようになっている。そして上記回路２０゜３０の
特性の補正は、上記抵抗体７１を適当に切断して上記電
極６１ｂの電圧を変化させ、上記ＦＥＴ６０の閾値を調
整することにより行うことができる。

次に作用効果について説明する。

本実施例の半導体装置のオンウェハ評価は以下のように
行う。

すなわち、まず第１の回路２０の評価を行う場合、該回
路２０の入力側コプレーナ線路１５ａに入力側ＲＦプロ
ーブ針５０ａを、その出力側の補助コプレーナ線路１６
ａに出力側プローブ針５０ｂを当てる。そして上記スイ
ッチ回路４のＦＥＴ８にゲート電圧を印加して、該スイ
ッチ回路４をオフ状態にする。これにより回路２ｏと回
路３゜とはマイクロ波的に切り離される。この状態で測
定電流を上記プローブ針から上記回路２ｏに供給して、
該回路単独のオンウェハ評価を行う。また上記第２の回
路３０のオンウェハ評価も上記回路２０の評価と同様に
行う。

上記評価の結果、例えば第１の回路２ｏに特性のバラツ
キがある場合、上記補正回路２１の抵抗器７０の抵抗値
を調整して上記回路２ｏの特性を補正する。

そして上記特性の評価及び補正を完了した後は、上記Ｆ
ＥＴ８へのゲート電圧印加を解除して上記スイッチ回路
４をオン状態に戻す。これにより上記回路２０．３０が
接続状態となり半導体装置は本来の機能をする状態にな
る。

このように本実施例では、入力側の第１の回路２０と出
力側の第２の回路３ｏとを接続する信号伝送線路５に、
該両回路をマイクロ波的に切離及び接続するスイッチ回
Ｂ４を設け、該スイッチ回路４と第１．第２の回路２０
．３０との間にそれぞれ補助プローブパッドｌｌａ、ｌ
ｌｂを配設したので、上記各回路を他の回路とマイクロ
波的に分離することが可能となり、また各回路両側にコ
プレーナ線路１６ａ、１６ｂが形成されることとなり、
表面からのブロービングが可能となる。これにより各回
路２０．３０をオンウェハにて別々に測定でき、半導体
装置の不良解析を容易に行うことができる。

また上記第１．第２の回路２０．３０を、その特性を補
正するための補正回路２１．３１を有する構成としたの
で、特性のバラツキを該補正回路２１．３１により修正
することができ、半導体装置の歩留りを向上することが
できる。

なお、上記実施例では、回路要素が２つの場合について
説明したが、これは３つ以上であってもよい。

第３図は本発明の第２の実施例として、３つの回路要素
を有する半導体装置の平面構造を示す上面図、第４図は
その等価回路図である。図において第１図、第２図と同
一符号は同一または相当部分を示し、ここでは上記半導
体装置はレーダの入出カモジュールとなっている。

すなわち２０，３０．４０はそれぞれ上記モジュールを
構成する第１〜第３の回路で、第１の回路２０は移相器
、第２の回路３０はローノイズ増幅器、第３の回路４０
はハイパワー増幅器となっており、上記第２．第３の回
路３０．４０はその特性を補正する補正回路３１．４１
を有している５そして上記回路２０．３０間、及び回路
２０゜４０間には、それぞれ回路相互間をマイクロ波的
に切離及び接続する信号切換用の第１．第２のスイッチ
回路４ａ、４ｂが配設されている。これらのスイッチ回
路４ａ、４ｂは上記スイッチ回路４と同様、ＦＥＴ８と
インダクタ７とから構成されている。

また上記スイッチ回路４ａと回路２０とを接続する伝送
線路２５の両側には補助プローブパッド１１ａが配設さ
れており、該パッドｌｌａは高周波的に接地されて、上
記伝送線路２５とともにコプレーナ線路１６ａを形成し
ている。また上記回路３０とスイッチ回路４ａとの間、
及び回路要素４０とスイッチ回路４ｂとの間にも補助プ
ローブパッドｌｌｂ、ｌｌｃが配設されており、それぞ
れ信号伝送線路３５及び４５ととにも補助コプレーナ線
路１６ｂ、１６ｃを形成している。なお上記各回路４０
のチップ周辺側には伝送線路５Ｃ及び入出カブロープパ
ッド１ｃが形成されており、入出力コプレーナ線路１５
ｃが構成されている。

次に作用効果について説明する。

このような構成の第２の実施例装置の基本的な動作は、
第１の回路で移相器）２０前段の信号処理部からの信号
をスイッチ回路４ａ、４ｂにより第３の回路（ハイパワ
ー増幅器）側に入力し、その増幅出力をアンテナへ供給
する一方、アンテナからの受信信号を上記スイッチ回路
４ａ及び移相器２０を通して信号処理部に導くものであ
る。

またこの実施例装置のオンウェハ評価も上記第１の実施
例と同様に行うことができる。

すなわち、ローノイズ増幅器としての第２の回路３０の
オンウェハ評価を行う場合、該回路３゜の補助コプレー
ナ線路１６ｂにＲＦプローブ針５０ａを、またその入出
力コプレーナ線路１５ｂにＲＦプローブ針５０ｂを当て
、上記スイッチ回路４ａのＦＥＴ８にゲート電圧を供給
してこれをオフする。これにより上記回路３ｏは他の回
路２０゜４０とマイクロ波的に分離される。この状態で
測定電流を上記回路３０に供給してそのオンウェハ評価
を行う。また上記ハイパワー増幅器としての第３の回路
４０についても、スイッチ回路４ｂをオフし、この状態
で上記入出力コプレーナ線路１５Ｃ及び補助コプレーナ
線路１６ｃにてブーロビングを行うことにより、オンウ
ェハ評価を行う。

この評価の結果、上記各回路３０．４０の特性にバラツ
キがある場合、その補正回路３１．４１により特性を調
整して、半導体装置の特性を修正する。

このように第２の実施例では、上記第１の実施例の効果
に加えて、装置本来の動作に必要な信号切換用のスイッ
チ回路を、オンウェハ測定に必要なスイッチ回路と兼用
しているため、素子の利用効率が高いという効果がある
。

なお、上記第１．第２の実施例では、伝送線路の分離部
としてスイッチ回路を用いた場合を示したが、これは、
伝送線路の分離部をレーザ等により切断可能な構造とし
、レーザトリミングにより該伝送線路両側の回路をマイ
クロ波的に分離するようにしてもよい。

また、上記各実施例では、入出力及び補助コプレーナ線
路とＲＦプローブ針との特性インピーダンスの整合につ
いては考慮していないが、これらのインピーダンスを同
一にすることにより、ＲＦプローブ針を接触させている
時に、不要なマイクロ波の反射が生じなくなり、正確な
マイクロ波評価が可能となる。ここで上記インピーダン
スの整合は伝送線路の幅を調整することにより行うこと
ができる。

さらに、上記各実施例では、ＲＦプローブ針との接触部
の線路を、信号線路の両側に接地パッドを配置したコプ
レーナ線路としたが、線路形式はこれに限るものではな
く、例えば信号線路の片側に１つの接地パッドを配置し
たスロット線路であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る半導体装置によれば、回
路要素相互間を接続する伝送線路を、その両側の回路要
素同士を高周波的に分離する分離部を有する構成とし、
上記伝送線路の、該分離部とその両側の回路要素との間
の線路部分に、高周波プローブ針を接触するための補助
プローブパッドを配設したので、上記各回路要素を他の
回路要素からマイクロ波的に分離することが可能となり
、また各回路要素′両側にスロットル線路やコプレーナ
線路が形成されることとなり、表面からのブロービング
が可能となる。この結果半導体装置内の各回路要素のマ
イクロ波特性を別々に評価でき、半導体装置の不良解析
を容易に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による半導体装置の平
面構造を示す上面図、第２図は第１図の半導体装置の等
価回路図、第３図は本発明の第２の実施例による半導体
装置の平面構造を示す上面図、第４図は第３図の半導体
装置の等価回路図、第５図（ａ）は上記本実施例装置に
用いるスイッチ回路の一例を示す等価回路図、第５図（
ｂ）は本実施例装置の回路要素に搭載した特性補正回路
の構成を説明するための図、第６図は従来の半導体装置
の平面構造を示す上面図、第７図は第６図の半導体装置
の等価回路図、第８図はウェハ処理プロセスにおける従
来の半導体装置を示す図である。Ｉａ、ｌｂ、ｌｃ・・・入出カブロープパッド、４・・
・スイッチ回路（分離部）、４ａ、４ｂ・・・第１゜第
２のスイッチ回路（分離部）、５．５ａ、５ｂ。５ｃ、２５．３５．４５・・・伝送線路、７・・・イン
ダクタ、８・・・ＦＥＴ、１０・・・チップ領域、１１
と。１１ｂ、ＩＩＣ・・・補助プローブパッド、１５ａ。１５ｂ、１５ｃｍ人出力コプレーナ線路、１６ａ。１６ｂ、１６ｃ・−補助コプレーナ線路、２０，３０゜
４０・・・第１．第２．第３の回路（回路要素）、５０
ｔ５０ｂ・・・人、出力ＲＦプローブ針、１００・・・
半導体ウェハ。なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体ウェハの各チップ領域内に複数の回路要素
を形成し、伝送線路を形成して該回路要素相互間を接続
するとともに、該各チップ領域の両側端部に、高周波プ
ローブ針を接触するための入、出力プローブパッドを形
成し、上記各チップ領域部分をチップ状に切り出してな
る半導体装置において、上記回路要素相互間を接続する伝送線路を、その両側の
回路要素同士を高周波的に分離するための分離機構を有
する構成とし、上記伝送線路の、該分離部とその両側の回路要素との間
の線路部分に高周波プローブ針を接触するための補助プ
ローブパッドを配設したことを特徴とする半導体装置。