JPS6058658A - Cmos集積回路の検査方法 - Google Patents

Cmos集積回路の検査方法

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JPS6058658A
JPS6058658A JP58166633A JP16663383A JPS6058658A JP S6058658 A JPS6058658 A JP S6058658A JP 58166633 A JP58166633 A JP 58166633A JP 16663383 A JP16663383 A JP 16663383A JP S6058658 A JPS6058658 A JP S6058658A
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cmo3
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    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
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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】 〔技術分野〕 この発明は、0MO3(相補型金属絶縁物半導体)集積
回路装置及び検査技術に関するもので、例えば、CMO
3集積回路装置におけるランチアップを効果的に識別す
るための回路及び検査方法に有効な技術に関するもので
ある。
〔技術背景〕
CMO3集積回路装置においては、そのゲートリーク電
流又はジャンクションリーク電流によってラッチアップ
(サイリスク現象)が生じることが本願発明者の研究に
よって明らかにされた。すなわち、第1図に示すような
CMO3回路の断面構造において、ウェル領域W E 
L Lに形成されたPチャンネルMO3FETのゲート
を回路の接地電位に接続し、そのゲート絶縁膜に欠陥が
あると、電源電圧VCCが与えられたソース領域Sから
リ−り電流が流れ込むものとなる。この電流がトリガと
なって、ソース領域Sをエミッタとする寄生PNP)ラ
ンジスタT1がオン状態となって、第2図に示すような
寄生トランジスタTI、T2により構成される寄生サイ
リスクをオン状態にする。
なお、寄生NPN I−ランジスタT2は、ウェル領域
WELLをコレクタとし、基板SUBをベースとし、N
チャンネルMO3FETのソース領域Sをエミッタとし
て動作するものである。
また、上記ウェル領域WELLに形成されたPチャンネ
ルMO3FETの接地されたドレイン領域り等にジャン
クションリーク電流が発生ずると、ウェル領域WELL
から同様にリーク電流が流れ込むこのとなる。これによ
って同様にラッチアップが生じるものとなる。
そこで、本願発明者は、上記リーク電流の有無を識別す
ることによって、ラッチアップが発生する可能性のある
チップ(CMO3集積回路)をスクリーニングすること
を考えた。しかし、基板バンクバイアス電圧発生回路を
内臓したCMO3集積回路装置では、基板バンクバイア
ス電圧発生回路が動作状態にあると、その消費電流によ
り上記リーク電流の正確な測定が不可能になってしまう
すなわち、電源供給端子からは、上記リーク電流と基板
バックバイアス電圧発生回路の動作電流の双方が流れる
からである。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、上記リーク電流を簡単に、かつ正確
に測定することのできるCMO3集槓回路装置を提供す
ることにある。
この発明の他の目的は、上記リーク電流により生じるラ
ンチアンプの虞れのあるチップを簡単に識別することが
できるCMO3集債回路装置の検査方法を提供すること
にある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、基板バンクバイアス電圧発生回路の動作を禁
止する端子を設けることによって、リーク電流の測定を
容易にするものである。また、内臓の基板バックバイア
ス電圧発生回路の動作を停止させるとともに、外部から
基板に任意のバイアス電圧を供給した状態で上記リーク
電流の測定を行うことによって、ランチアップの虞れの
あるチップの識別を行うものである。
〔実施例1〕 第3図には、この発明が適用されたCMO3集積回路装
置におりる基板バソクハイアス電圧発生回路の回路図が
示されている。
この実施例では、CMOSインバータによって基板ハッ
クバイアス発生回路を構成するリングオシレータが形成
される。すなわち、特に制限されないが、2N+1 (
奇数)個のCMOSインバータが環状に縦列接続される
ことによってリングオシレータが形成される。この実施
例では、特に制限されないが、4個のCMOSインバー
タIVI〜IV4と、1個のノアゲート回路NORとに
より実質的に上記奇数個のインバータによるリングオシ
レータが構成される。
そして、CMO3出力インバータIVOを通してその出
力パルスが次のチャージポンプ回路に供給される。すな
わち、この出力インバータIVOの出力端子には、キャ
パシタCIの一端が接続される。このキャパシタCIの
他端と回路の接地電位との間には、ダイオード形態のn
チャンネルMO3FETQIが設けられる。また、上記
キャパシタCIの他端と基板との間には、ダイオード形
態のnチャンネルMO3FETQ2が設けられる。
なお、上記基板と回路の接地電位との間には、寄生キャ
パシタC2が存在する。
この実施例では、上記ノアゲート回路NORの他方の入
力端子は、電極Pに接続される。また、このN極Pと回
路の接地電位点との間には、高抵抗Rが設けられる。
通常の動作状態では、上記電極Pには電位を与えないの
で、上記抵抗Rによってノアゲート回路NORの他方の
入力は、ロウレベル(論理“0”)になるので、そのゲ
ートを開いた状態とする。
これにより、上記リングオシレータは発振状態にとなる
ものである。
したがって、出力インバ〜りIVOの出力電圧がハイレ
ベルのとき、上記MO3FETQIがオン状態になり、
キャパシタCIにチャージアップを行う。次に、出力イ
ンバータIVOの出力電圧がロウレベルのとき、上記M
O3FETQIがオフしMO3FETQ2がオン状態と
なるため、キャパシタC1で形成された負の電圧がMO
3FETQ2を通してキャパシタc2に伝えられる。
以上の動作の繰り返しにより、基板は、負の電圧−vb
bでバイアスされることになる。
この実施例では、半導体ウェハ上にCMO5集積回路の
チップが形成された時点で行われるブロービング検査に
おいて、上記リーク電流の測定を行うため、上記電極P
にプローブから電源電圧Vccのようなハイレベル(論
理“1”)を供給する。
これにより、ノアゲート回路NORが閉しるので、リン
グオシレータの発振動作が停止する。この状態においは
、基板バックバイアス電圧発生回路が動作しないから、
ここでの電流消費はない。そこで、CMO3築稍回路回
路の電源電圧供給端子に流れる電流を測定するものであ
る。なお、CMO3回路の入力レベルは、ハイレベル又
はロウレベルに固定しておくものである。
もしも、ゲートリーク電流又はジャンクションリーク電
流が無ければ、回路規模によっても異なるが、セいぜい
1oμ八未満の微少電流しが電源供給端子には流れない
、これに対して、上記リーク電流があると、言い換える
ならば、ラフチア。
プが生じ易いCMO5回路では、約10IIA以上の電
流が流れるものとなる。
なお、基板バンクバイアス電圧発生回路の動作が停止さ
れるため、基板はフローティング状態になってしまい、
所望のスクリーニングを行えな(なることが考えられる
。そこで、この実施例においては、所定の電圧を外部が
ら基板に供給して、基板を所定の電位にしてスクリーニ
ングを行うようにするや 〔実施例2〕 第4図には、上記リングオシレータの他の一実施例の回
路図が示されている。
この実施例では、第3図の実施例におけるノアゲート回
路NORに代え、ナントゲート回路NANDが用いられ
る。この場合には、第3図の実施例とは逆の論理レベル
によってゲートの開閉が行われるので、制御電圧が供給
される電極I)と電源電圧Vccとの間に高抵抗が設け
られる。
また、リングオシレータは、そのループ内に遅延回路D
Lが設けられることによって、必要なインバータの数を
減らしている。
なお、この実施例においては、上記電極Pにロウレベル
を与えることによって、ゲートが閉じられ、リングオシ
レータの発振動作が停止させられるものである。
〔効 果〕
+l) CM OS隼留回路装置において、その基板バ
ンクバイアス電圧発生回路の動作を停止させることによ
って、電源電圧供給端子から流れる電流は、リーク電流
のみとなる。したがって、それを測定することによって
、ゲート絶縁膜不良、ジャンクション不良等の識別が行
えるから、リーク電流がトリガ電流となって発生するラ
ンチアンプの虞れのあるCMO3IJ禎回路装置の識別
を正確に、かつ簡単に行えるという効果が得られる。
+21 CM OS集積回路装置に内臓する基板バック
バイアス電圧発生回路として、リングオシレータにゲー
ト回路を挿入するとともに、その制御電極を設けること
によって、WIPLにリングオシレータの発振状態を停
止できるから、CMO3集禎回路装置のリーク電流の測
定が極めて簡単に行うことができるという効果が得られ
る。
(3)上記(11,(2+により、従来見逃していたリ
ーク電流によるラフチアツブの生しる虞れのあるCMO
8集積回路装置のスクリーニングを行うことができるた
め、高信幀性のCMO3集積回路装置を1!?ることが
できるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、基板バンクバ
イアス電圧発生回路を構成する発振回路は、種々の実施
形態を採ることができるものである。この場合、発振回
路の動作を停止させる回路は、その回路機能に応じて設
けられるものである。
〔利用分野〕
この発明は、基板バンクバイアス電圧発生回路を内臓し
たCMO3集積回路装置及びその検査方法として広く利
用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、CMO3回路の一例を示す構造断面図、 第2図は、その等価回路図、 第3図は、この発明の一実施例の基板バンクバイアス電
圧発生回路の回路図、 第4図は、この発明の他の一実施例を示すリングオシレ
ータの回路図である。 IVO,IVI 〜IV4− ・CMOSインバータ、
NOR・・ノアゲート回路、NAND・・ナントゲート
回路、DL・・遅延回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板バックバイアス電圧発生回路と、この基板バッ
    クバイアス電圧を形成する発振回路の動作を停止させる
    制御電圧を与える電極とを含むことを特徴とするCMO
    3集積回路装置。 2、上記発振回路は、その帰還ループにゲート回路が設
    けられたリングオシレータにより構成され、上記電極に
    よって制wI電圧を供給するものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のCMO3集積回路装置。 3、基板バンクバイアス電圧発生回路を内臓したCMO
    3集積回路において、その基板バックバイアス電圧発生
    回路の動作を停止させた状態で、そのリーク電流を測定
    することを特徴とするCMO3集積回路装置の検査方法
    。 4、上記リーク電流の測定は、その有無によりゲートリ
    ーク、ジャンクションリークにより発生するラッチアン
    プの識別を行うものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載のCMO3集積回路装置の検査方法。
JP58166633A 1983-09-12 1983-09-12 Cmos集積回路の検査方法 Granted JPS6058658A (ja)

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Cited By (2)

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