JPS58107643A - 集積回路チツプの容量結合端子 - Google Patents

集積回路チツプの容量結合端子

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JPS58107643A
JPS58107643A JP57182211A JP18221182A JPS58107643A JP S58107643 A JPS58107643 A JP S58107643A JP 57182211 A JP57182211 A JP 57182211A JP 18221182 A JP18221182 A JP 18221182A JP S58107643 A JPS58107643 A JP S58107643A
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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】 この発明は、広くは半導体装置に関し、詳細には、大規
模集積回路(LSI)の試験構造に関する。
大規模集積回路チップ上の内部論理回路は、特有的に比
較的低い出力容量を持っており、一般に普通のI10端
子や試験装置の使用によシ与えられる大きな容量負荷を
駆動することは不可能である。例えば、第1図に示され
る従来の技術は、縦と横が大よそ100ミクロンと10
0ミクロンの寸法を持つ従来の金属I10端子50にプ
ローブ51を直接に接触させている。プローブ51は工
メ0端子に接触されると接地に対して大よそ20p f
’の特性容量CTを持つ。このような端子50の接地に
対する容量は大よそ0.5 p fである。NANDや
NORや他の論理機能などの内部論理回路52は、普通
、接地に対して大よそ0.5pfの特性容量CLを持つ
出力線に接続されている。第1図に示されるように、も
し内部論理回路52が出力線容量C従来の端子界1tC
Pおよびプロ1 −プ容量CTの組合せを駆動しようとすると、内部論理
回路52によシ駆動されなければならない総容量は20
pfより大きい。この総容量は、内部論1回路52が設
計される通常の動作環境に対する通常の負荷容量をはる
かに越えているため、試験される内部回路52による信
号出力の立上シ時間および立下り時間は非常にゆがめら
れたものとなる。
この試験の際の問題を解決するため、従来においては、
内部論理回路き出力端子との間にオン中チップ・ドライ
バ(OCD)回路を設けることが行なわれている。しか
しながら、内部論理回路からの信号の立上シ時間と遅延
時間との試験に対しては、OCD回路は典型的に内部論
理回路の3倍以上の遅延時間を持つため、測定を混乱さ
せる。
したがって、この発明の1つの目的は、大規模集積回路
チップの内部論理回路の立よシ時間と遅れを正確に測定
する手段を提供することである。
この発明の他の目的は、大規模集積回路の内部回路の試
験においてグローブ容量の影響を最小にすることである
この発明のこれらの目的や池の目的、および特徴および
効果は、ここに開示される半導体チップの試験のための
低容量端子によって達成される。
内部論理回路の立上シ時間や遅れの正確の測定を可能に
するために、半導体チップの試験のための低容量端子構
造が開示される。この構造は、試験される内部論理回路
とチップの入力/出力端子に接続されるプローブとの間
の容量性結合を辱える。
これは、内部論1回路と入力/出力端との間に結合容量
を介挿することにより達成される。結合容量は、薄い誘
電体層を試験される内部論理回路の出力に接続された導
線の拡大されたプレート部分の上に設けることにより形
成され、この導線上の電圧変動が、接続されるための電
極を形成する第2ノベルのプレートに容量的に結合され
る。容量的に結介さtまた111力端子は、そうでなけ
れば都合よく測定することのできない集積回路半導体チ
ップ上の内部論理回路の立上り時間および遅延時間の正
確な特性測定をcvDにする。
以下、この発明を図示の実捲例に基いて詳細に説明する
ここに開示される発明は、試験される内部論理回路と入
力/出力端子に接続されるグローブの容量との間に、容
量結合端子を与えbことによシ従来技術の前述の問題点
を解決する。これは第2図に示すように、プローブ接点
と内部論理回路との間に直列に介挿される容量Cを有す
る容量結合端子10によシ達成される。第3図には、こ
の結合に対する等価回路が示されている。容量結合端子
10は、試験される内部論理回路52の出力に接続され
た導線8の拡大されたプv−)部分すなわち下側導電プ
L/−)1の上に、薄い誘電体層を設けると々によシ形
成され、線8上の電圧変動を、試験プローブにより接続
される電極を形成する上側導電プレート4に容量的忙結
合する。これは第4図の平面図および第5図の断面図に
示される構造により達成される。
第5図の断面図に示されるように、−辺が大よそ30ミ
クロンの金属ま交は多結晶シリコンまtは他の適当な導
電体からなる下側導電プレート1が、二酸化シリコンの
絶縁@30表面上に形成されている。この絶IIi&#
I3はシリコン基板2の表面上に形成されている。下側
導電プレート1はシリコン基板2に対して大よそ0.0
48 p fの容量CPを有する。下側プレート1の表
面上には大よそ7の特性鰐電率と大よそ7000Xの厚
さを持つ窒化シリコン5の層が設けられている。半導体
チップの大部分を覆う不動態層として働くことができる
ポリイミド(polyimide)の層6にバイア孔7
が形成されていて上側導電プレート4の近接を可能にす
るこ2によシ#A位面積当シ高い容量を持つ構造が半成
されることを可能にしている。上側導電ブV−ト4は、
相互接続回路網の27ベルの導電層の第2ノベルであシ
、金属または多結晶シリコンのトチらであってもよい。
窒化シリコン1i5を介しての上側プV−)4と下側ブ
v−)tとの間の結合容量Ccは大よそ0.09pfで
ある。上側プレート4は、その外側の一辺の大きさが探
針に便利なように50ミクロンまたはそれ以上である。
第3図を参照すると、第4図、第5図に示された容量結
合試験端子100等価回路が示されている。立上り時間
または遅延特性が測定される内部論理回路52の出力か
ら見九総負荷容量C1oadは、CLlCPおよびCの
合計である。ここで、Cはプローブ容量CTと直列に接
続された結合容量Cの等価容量である。容量Cの値は大
よ−t′0゜1pfであり、したがって、負荷容量C1
oad は大よそ0.65pfである。
以上から理解されるように、試験される内部論理回路5
2の出力端の負荷容量C1oadにおいては、第1図の
従来の回路の2apty上の直に対して第2図乃至第5
図に示される発明の回路の大工そ(3,65pfの直と
いう劇的な改良がある。容量結合端子10は、さもなけ
れば都合よく測定できない集積回路半導体チップ上の内
部論理回路の立上り時間及び遅延時間の正確な特性測定
を0T能にする。ここに示される容量的に結合され7L
I10端子は、またクロック・パルスの発生時間とクロ
ックされる他の事象の発生時間との間のずれを最小にす
ることが要求される他の応用のための低遅延クロック・
パルス出刃端子として使用することもできる。
第3図に示される等価回路から理解されるように、テス
ト・ポイントに対して容量Ccと容量CTによ多容量性
電圧分割器が形成され、このため、実際に測定される電
(EVoutはCc/CTの比に比例し、したがって、
プローブの容量CTの限界はテスト・ポイントに接続さ
れる試験装置の電圧感度である。内部論理回路の出力電
圧の変動が大よそ5ボルトであって、Cc/CTの比が
17200である典型的な応用においては、テスト・ポ
イントにはV。utとして25ミリボルトを生じ、これ
は通常の試験装置によシ容易に測定することができる。
第3図の等価回路から理解されるように、内部論理回路
の特性の測定町乾性はC’ TまたはCcの絶対的な大
きさに敏感でなく、シたがって、上側導電プレート4、
下側導電プレート1または誘電結合媒体5の全体の大き
さを含む結合容量Cの構成に関して決定的な許容差は守
られる必要がない。ざらにまた、試験プローブの容量C
7は、内部論理回路の特性の測定の正確さに重要な影響
を及ぼすことなく大変広い限界にわたって変fヒするこ
とができる。
半導体チップの試験のための低容量(容量結合)端子1
0は、さもなければ都合よく測定することのできない集
積回路チップ上の内部論理回路の立上り時間や遅延時間
の正確な特性測定を0J能にする。さらに、試験プロー
ブの容量は、内部論理回路の特性の正確さに重要な影響
を与えることなく広、い限界にわ友って変化することが
できる。
第6図および第7図にこの発明の実施例の低容量端子を
、LSIチップ上の複数のクロック・ドライバの遅延特
性を調整するために応用し友ものが示されている。第6
図は、多数のチップ12.12′および12″を持つ半
導体ワエハの平面図であり、各チップ12は第7図に示
すような複数6″を有する。
一般的に、デジタル動作を行う全ての大規模集積回路は
、外部のクロック・パルス源から送られるクロッキング
を必要とし、この人力クロック信号はLSIチップ端子
14′に9口えられる。クロッキングはLSIチップ全
体に行なわれる必要があり、1つのクロック・ドライバ
回路16ではチップ全体にわたってクロッキングを必要
とする全ての回路を駆動することは困難である。したが
って、一般にいくつかのクロック・ドライバ回路16が
1つのLSIチップ上に組込まれていて、これらの全て
はクロック・トリガリング信号を同じ入力端子14′か
ら得ている。
複数のクロック・ドライバを有することによシ生ずる問
題は、それらの遅延特性が、種々の処理プロセスがチッ
プにわたって、またチップごとに変シ、ま九ツリー・ネ
ットワークにおけるように負荷容量が変るために、1つ
ごとに変化することである。各クロック・ドライバ回路
16に前述しえることにより、クロック・ドライバ回路
16の遅延特性はどんな所望の仕様書にも合うように調
整することができ、また、同じ半導体チップ上の同伴の
クロック・ドライバ回路16′及び16″の特性と適合
させytDまたは選択的にずれさせtりすることができ
る。クロック・ドライバ回路16の構成部品の機能調整
操作を実行する際において、試験プローブを端子10に
接触させてクロック・ドライバ回路16の特性を監視す
ることができるようにするため、第6図に示すように、
低容量端子1aをクロック・ドライバ回路16の出力線
18に線8を介して接続させることができる。
第6図に示すように、低容量端子10.10’及び10
″は半導体ワエハ上のチップ12と12’との間の切断
部13に位置させることができ、そ争 して、それぞれの導#8.8′及び8″はチップ12の
周辺の接続端子14の間を通ってそれぞれのドライバ回
路16.16′及び16″の出力線18.18′及び1
8″に接続することができる。
このようにして、低容量端子10.10’及び10″は
、チップ12がワエハから切断部13及び13′に沿っ
て切断されることにより、分離された後の最終的なチッ
プ12上のスペース’t−古メナい。
従来の機能調整操作により調整を行うことかできる典型
的クロック・ドライバ回路16yjltg7図に示され
ている。この回路は、ベースが入力端子14′に接続さ
れたクロック入力線20に接続され几第1NPNバイポ
ーラ・トランジスタ22を有するエミッタ結合論理クロ
ック・ドライバである0 トランジスタ22のコレツタ
は、抵抗26を介して+vt位に接続されており、トラ
ンジスタ22のエミッタは、トランジスタ30および抵
抗32が定電流源の役目を果す共通エミッタ節23に接
続されている。第2NPNバイポーラ・トランジスタ2
4はそのエミッタを共通エミッタ節23に接続させてお
1シ、そのベースを基準電位vRや    。
に接続させており、そして、そのコレクタを薄膜抵抗2
8t−介して+Vに接続させている。トランジスタ24
のコレクタ節24はN、P Nバイポーラ・トランジス
タ34のベースに接続されている。
トランジスタ34のコレクタは+Vに接続されておす、
トランジスタ34のエミッタは薄膜抵抗36を介して接
地電位に接続されている。トランジスタ34のエミッタ
はまた線18に接続されていて、チップ上の利用回路へ
のクロック・パルス・ドライバ出刃線の役目を果してい
る。また出力線18はドライバ16を低容量端子10へ
結合させる#8に接続されている。節23と駆動回路1
6は、#j!20上からトランジスタ22に入力する入
力クロック波形の電圧変移に従って変化する電圧変動を
持つ。従来のエミッタ結合論理回路の場合のように、線
20上の入力クロック波形が立上る時、節23も同じく
上シ、トランジスタ24を遮断し、これによシ節25の
電位を、トランジスタ゛24のコレクタ・ベース接合の
容量と抵抗28の抵抗値R62との時定数RCによって
決定される速度でもって上昇させる。節25の波形の立
上り時間は、抵抗28の抵抗値R62の大きさを減少さ
せることによシ、小さくまたは速くすることができる。
トランジスタ34からの出力線18は節25の波形に従
うため、クロック・ドライバ16による線181のクロ
ック・パルス出力の立上り時間は、抵抗28の抵抗値R
62を調整するととにより調整することができる。もし
抵抗28が、例えばレーザ・トリミング技術によって機
能的に調整することができる薄膜抵抗として形成されて
いるならば、線18上のドライバ16によるクロック波
形出力の立よシ鯖間は、トリミング工程の間、テスタ・
プローブを出刃線18に接続された低容量端子10に接
続させることによシ正確に監視することができる。シリ
コン・チップ上の薄膜抵抗の能動トリミングは、例えば
、ニス・ハリス等によるエレクトロ且ツク・パッケージ
ング・アンド・プロダクションの1975年2月、5〇
−56ページの“レーザ・トリミング・オン・ザ・チッ
プ″に記載されている。・・リス等は、薄膜抵抗をトリ
ムするため、従来のV−ザ・トリミング装置でトリムす
ることができるシリコン−クロム膜媒体を記載している
第7図のクロック・ドライバ16による線18上のクロ
ック波形出力の立下り時間は、抵抗36の抵抗1直Ro
と出力線18により駆動される負荷の容量との時定数R
Cに依存する。立下シ時間は、抵抗36の抵抗[R6を
減少させることにより、短くまたは速くすることができ
る。したがって、抵抗36も薄膜抵抗として形成され、
クロック波形の立下り時間を調整するため、抵抗28で
述べた方法と同様な方法でトリムされることができる。
もちろん、第7図に示されるエミッタ結合論理回路以外
の他のタイプの回路も、波形調整が行なわれる際にこの
発明の低容量端子を用いて出力を監視することができる
クロック・ドライバとして適しているだろう。さらに、
波形特性が応用に重要である池のタイプの回路もこの発
明の低容量の端子により・監視することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体チップの端子に試験プローブを直
接に接続し友様子を示す概略図、第2図はこの発明の一
実施例による半導体チップの容量結合端子を等価回路的
に示す概略図、第3図は第2図に示す実施例の容量結合
端子の等価回路図、第4図は第2図に示す実施例の容量
結合端子の平面図、第5図は第4図の5−5′線断面図
、第6図は第2図に示す実施例の容量結合端子と複数の
クロック・ドライバ回路とを有する複数のチップを持つ
半導体ワエハの平面図、第7図は第6図のチップに設け
られたクロック・ドライバ回路とこの実施例の容量結合
端子とを示す概略図である。 1・・・・下側導電ブV−)、2・・・・シリコン基板
、3・・・・第1絶縁層、4・・・・上側導電ブンート
、5・・・・第2絶縁層、10・・・・容量結合端子。 出願人  インタブ六ショナノいビジネス・マシ→2ズ
・コづ致々→り/復代理人 弁理士   合   1)
   潔〜 一         = L         9\   − : 5 辷 寸 0 ムー 1 ト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 集積回路チップの容量結合端子において、入力ま友は出
    力端を有する回路網が設けられ、第1絶縁層が被着され
    た半導体基板と、前記第1絶lR11l上に設けられ、
    前記入力または出力端に導電的に接続された下側導電プ
    レートと、この下側導電プレート上に被着された第2絶
    縁層と、 この第2絶@層上に前記下側導電プレートと並んで設け
    られ、前記第2絶縁層を誘電媒体として前記下側導電プ
    レートに容量的に結合される上側導電プv−)とを備え
    、 入力または出力信号が、前記下側導電プv−)と前記上
    側導電プv−)との間を前記第2絶縁層を介して容量結
    合的に伝達されることを特徴とす   jる集積回路チ
    ップの容量結合端子。
JP57182211A 1981-12-21 1982-10-19 集積回路チツプの容量結合端子 Granted JPS58107643A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/332,707 US4439727A (en) 1981-12-21 1981-12-21 Low capacitance pad for semiconductor chip testing
US332707 2006-01-13

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JPS58107643A true JPS58107643A (ja) 1983-06-27
JPS6211501B2 JPS6211501B2 (ja) 1987-03-12

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JP (1) JPS58107643A (ja)
DE (1) DE3264336D1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5873881A (ja) * 1981-10-29 1983-05-04 Advantest Corp Icテスタ
US4549101A (en) * 1983-12-01 1985-10-22 Motorola, Inc. Circuit for generating test equalization pulse
US5214657A (en) * 1990-09-21 1993-05-25 Micron Technology, Inc. Method for fabricating wafer-scale integration wafers and method for utilizing defective wafer-scale integration wafers
GB2307783B (en) * 1995-09-30 2000-04-05 Motorola Ltd Enhanced security semiconductor device, semiconductor circuit arrangement, and method of production thereof
JP2994259B2 (ja) 1996-03-28 1999-12-27 オー・エイチ・ティー株式会社 基板検査方法および基板検査装置
US5999010A (en) * 1997-12-08 1999-12-07 Simplex Solutions, Inc. Method of measuring interconnect coupling capacitance in an IC chip
US6624651B1 (en) * 2000-10-06 2003-09-23 International Business Machines Corporation Kerf circuit for modeling of BEOL capacitances
JP4467027B2 (ja) * 2000-10-30 2010-05-26 ミヤチシステムズ株式会社 電気回路の断線検査方法
US7538633B2 (en) * 2004-09-28 2009-05-26 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for driving on-chip wires through capacitive coupling
WO2010114687A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Megica Corporation Integrated circuit chip using top post-passivation technology and bottom structure technology

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801910A (en) * 1972-07-03 1974-04-02 Ibm Externally accessing mechanical difficult to access circuit nodes using photo-responsive conductors in integrated circuits
US3995175A (en) * 1975-06-30 1976-11-30 International Business Machines Corporation High impedance voltage probe
US4176258A (en) * 1978-05-01 1979-11-27 Intel Corporation Method and circuit for checking integrated circuit chips
JPS55120164A (en) * 1979-03-12 1980-09-16 Fujitsu Ltd Semiconductor device
GB2090986A (en) * 1981-12-22 1982-07-21 Plessey Co Plc Non-contact signal pickup arrangements

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6211501B2 (ja) 1987-03-12
DE3264336D1 (en) 1985-07-25
EP0084656B1 (en) 1985-06-19
EP0084656A1 (en) 1983-08-03
US4439727A (en) 1984-03-27

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