KR100904827B1 - Test device of fuse - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치는 전류가 인가되는 접속부 및 기준치 이상의 전류가 인가되면 단락되는 절단부를 포함하는 퓨즈; 및 상기 접속부와 전기적으로 연결되고 테스트 전류를 인가하는 반도체 소자를 포함한다.According to an embodiment, a fuse test apparatus may include: a fuse including a connection part to which a current is applied and a cutout part shorted when a current above a reference value is applied; And a semiconductor device electrically connected to the connection part and applying a test current.
본 발명의 실시예에 의하면, 반도체 소자를 이용하여 다양한 테스트용 전압을 인가할 수 있으므로 별도의 외부 전원 장치가 필요없고, 패드의 수를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이 외부전원을 변화시키면서 퓨즈를 절단하는 방식보다 테스트 효율을 높일 수 있고, 보다 신뢰성 높은 퓨즈의 특성 평가를 수행할 수 있다. 또한, 퓨즈 테스트용 기판의 사이즈를 최소화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since various test voltages can be applied using the semiconductor device, a separate external power supply is not required, and the number of pads can be drastically reduced. In addition, as compared with the conventional method of cutting the fuse while changing the external power source, it is possible to increase the test efficiency, and to perform a more reliable evaluation of the characteristics of the fuse. In addition, it is possible to minimize the size of the fuse test substrate.
Description
도 1은 반도체 소자에 사용되는 퓨즈가 테스트를 위하여 설치된 형태를 예시한 도면.1 is a diagram illustrating a fuse installed in a semiconductor device for testing.
도 2는 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing the configuration of a fuse test apparatus according to the embodiment;
도 3은 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면.3 schematically shows an equivalent circuit of a fuse test apparatus according to an embodiment;
도 4는 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치에 인가되는 테스트 전류를 측정한 그래프.Figure 4 is a graph measuring the test current applied to the fuse test apparatus according to the embodiment.
도 5는 다른 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면.5 schematically illustrates an equivalent circuit of a fuse test apparatus according to another embodiment.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100: 퓨즈 110: 접속부100: fuse 110: connection
112: 제1접속부 114: 제2접속부112: first connecting portion 114: second connecting portion
120: 절단부 200: 반도체 소자120: cutting unit 200: semiconductor element
210: 폴리 영역 220: 액티브 영역210: poly region 220: active region
본 발명은 반도체 소자용 퓨즈의 테스트 장치에 관하여 개시한다.The present invention relates to a test apparatus for a fuse for a semiconductor element.
반도체 복합 소자나 메모리 소자를 구성하는 수많은 미세 셀(cell) 중에서 결함이 한 개라도 있으면 메모리로서의 제구실을 하지 못하므로 불량품으로 처리된다. 그러나, 미리 설치해둔 예비 메모리 셀을 이용하여 불량 셀을 대체함으로써 수율 향상을 이룰 수 있다.If any defect is found among the many fine cells constituting the semiconductor composite element or the memory element, it cannot be treated as a memory and thus is treated as a defective product. However, yield improvement can be achieved by replacing defective cells by using preliminary preliminary memory cells.
예비 메모리 셀을 이용하는 경우, 웨이퍼 가공 완료후 테스트를 통해 불량 메모리 셀을 골라내면 그에 해당하는 어드레스(address)를 스페어 셀의 어드레스 신호로 바꾸어 주는 프로그램을 내부회로에 행하게 된다. 따라서, 실제 사용시에 불량 라인에 해당하는 어드레스 신호가 입력되면 이 대신 예비 라인으로 선택이 바뀌게 되는 것이다. 이러한 프로그램 방식의 예로, 레이저 빔으로 퓨즈를 태워 끊어버리는 방식을 들 수 있다.In the case of using a spare memory cell, after the wafer processing is completed, a program is performed in the internal circuit to select a defective memory cell through a test and replace the corresponding address with an address signal of the spare cell. Therefore, when an address signal corresponding to a bad line is input in actual use, the selection is switched to a spare line instead. An example of such a programming method is a method of burning a fuse with a laser beam.
또한, 정교한 저항을 요구하는 로직 회로를 제작함에 있어서, 공정 환경에 따라 필요한 저항을 제작하기 어려운 경우가 있다.In addition, in fabricating logic circuits requiring sophisticated resistors, it may be difficult to produce the necessary resistors depending on the process environment.
이를 극복하기 위한 기술 중 하나로 퓨즈를 이용한 기술이 있는데, 다수의 퓨즈를 연결한 후 요구되는 저항 수치에 해당되는 연결 부위를 절단함으로써 정교한 저항을 실현할 수 있다.One technique for overcoming this problem is a technology using a fuse. By connecting a plurality of fuses and cutting a connection part corresponding to a required resistance value, sophisticated resistance can be realized.
퓨즈를 절단하기 위하여 레이저 빔을 사용하는 경우 별도의 레이저 절단 장비를 이용하여 정교한 작업을 행해야 하고, 퓨즈 위의 산화막 두께를 조절해야하는 등 공정 조건이 까다롭다는 단점이 있다.When using a laser beam to cut the fuse has a disadvantage that the process conditions are difficult, such as the need to perform a sophisticated operation using a separate laser cutting equipment, and to adjust the thickness of the oxide film on the fuse.
상기의 단점을 극복하기 위하여, 퓨즈에 기준 수치 이상의 전류를 인가함으로써 원하는 연결 부위가 스스로 절단(Blowing)되도록 하는 전기적 절단 방법이 많이 사용된다.In order to overcome the above drawbacks, many electrical cutting methods are used in which a desired connection site is blown by applying a current higher than a reference value to the fuse.
보통, 반도체 회로 사이에 전기적 연결을 위한 패드들이 존재하며, 패드들 사이에 다수의 퓨즈들이 연결된다.Usually, there are pads for electrical connection between semiconductor circuits, and a plurality of fuses are connected between the pads.
상기 퓨즈의 원하는 연결부위를 끊기 위해서는 해당 패드에 전원(Bias)을 직접적으로 인가하여야 하며, 퓨즈의 규격이 정확해야 하는 점, 정교한 전원이 인가되어야 하는 점 등의 요인을 만족해야 한다.In order to cut off the desired connection of the fuse, a power supply (Bias) must be directly applied to the corresponding pad, and the factors such as the accuracy of the fuse and the need for the sophisticated power supply must be satisfied.
따라서, 실제 반도체 소자를 제작하기 전에 퓨즈 테스트를 위한 기판이 제작되며, 이러한 기판에 다양한 전원을 인가하면서 퓨즈의 규격과 동작 성능을 테스트하게 된다.Therefore, before fabricating the actual semiconductor device, a substrate for a fuse test is manufactured, and the specification and operation performance of the fuse are tested while applying various power sources to the substrate.
도 1은 반도체 소자에 사용되는 퓨즈(10)가 테스트를 위하여 설치된 형태를 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a form in which a
기판 상에 퓨즈(10)가 다수개로 설치되고, 각 퓨즈(10)의 양단(14)은 패드(22. 24)와 연결되어 다양한 바이어스 전압이 인가된다.A plurality of
상기 퓨즈의 절단 부위(12)를 단락시키기 위해서 별도의 전원 장치를 사용하게 되며, 퓨즈 양단(14)의 형태, 크기, 절단 부위(12)의 두께, 길이 등을 고려하여 다양한 전압으로 테스트가 진행된다.A separate power supply device is used to short-circuit the
즉, 테스트를 위해서는 반도체 소자용 전원과 같은 일정한 외부 전압(VDD 1.8V 혹은 VDD 3.3V)을 이용할 수 없으며, 별도의 전원 장치를 사용해야 한다.In other words, it is impossible to use a constant external voltage (VDD 1.8V or VDD 3.3V), such as a power supply for semiconductor devices, and use a separate power supply device.
또한, 과도한 테스트용 전압을 감당하기 위한 별도의 패드(22, 24)가 퓨즈(10)의 양단(14)에 모두 구비되어야 하고, 전원 장치는 각각의 패드(22, 24)에 직렬로 연결되어야 한다.In addition,
따라서, 패드(22, 24)는 "퓨즈의 개수×2"개로 구비되어야 하고, 이로 인하여 테스트 결과의 신뢰성이 저하되고, 테스트용 기판의 크기가 증가되는 문제점이 있다.Therefore, the
또한, 별도의 전원 장치를 각각의 패드(22, 24)에 연결하는 방식은 테스트 장치의 설치를 어렵게 하고 테스트 과정이 복잡해지는 문제점이 있다.In addition, the method of connecting a separate power supply device to each of the
본 발명의 실시예는, 별도의 외부 전원 장치를 구비할 필요없이 반도체 소자에 이용되는 전원단과 같은 일정 전원단을 이용하여 다수개의 퓨즈를 동시에 테스트할 수 있는 퓨즈 테스트 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a fuse test apparatus capable of simultaneously testing a plurality of fuses by using a predetermined power stage such as a power stage used in a semiconductor device without having to provide a separate external power source.
또한, 본 발명의 실시예는 별도의 외부 전원 장치를 구비할 필요없이 다양한 전압을 인가하여 퓨즈를 테스트할 수 있는 퓨즈 테스트 장치를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a fuse test apparatus that can test the fuse by applying a variety of voltages without having to provide a separate external power supply.
또한, 본 발명의 실시예는 테스트용 패드의 개수를 감소시킴으로써 테스트용 기판의 사이즈를 최소화할 수 있는 퓨즈 테스트 장치를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a fuse test apparatus that can minimize the size of the test substrate by reducing the number of test pads.
실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치는 전류가 인가되는 접속부 및 기준치 이상의 전류가 인가되면 단락되는 절단부를 포함하는 퓨즈; 및 상기 접속부와 전기적으로 연결되고 테스트 전류를 인가하는 반도체 소자를 포함한다.According to an embodiment, a fuse test apparatus may include: a fuse including a connection part to which a current is applied and a cutout part shorted when a current above a reference value is applied; And a semiconductor device electrically connected to the connection part and applying a test current.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a fuse test apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치에 인가되는 테스트 전류를 측정한 그래프이다.2 is a view schematically illustrating a configuration of a fuse test apparatus according to an embodiment, FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an equivalent circuit of a fuse test apparatus according to an embodiment, and FIG. 4 is a fuse test according to an embodiment. This is a graph measuring the test current applied to the device.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치는 퓨즈(100), 반도체 소자(200)를 포함하여 이루어지며, 상기 퓨즈(100)는 접속부(110)와 절단부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a fuse test apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 퓨즈(100)는 칩형태로 제작되는 테스트용 기판에 형성되고, 하나 이상의 개수로 형성될 수 있다.The
본 발명의 실시예에서 상기 퓨즈(100)는 다수개로 구비되고, 소정 거리를 두고 나란히 배열된 것으로 한다.In the embodiment of the present invention, a plurality of
상기 접속부(110)는 외부 전원과 연결되는 제1접속부(112)와 반도체 소자(200)와 연결되는 제2접속부(114)를 포함한다.The
상기 제1접속부(112)는 외부 전원과 연결되기 위하여 각각 전극 패드(P1)를 구비하고, 제2접속부(114)는 반도체 소자(200)와 병렬 라인을 통하여 공통으로 연결된다.The
상기 절단부(120)는 기준치 이상의 전류가 인가되면 단락되는 구성부로서, 그 두께에 따라 가령, 1A 내지 2A의 전류가 인가되면 단락될 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치는 종래와 같이 별도의 외부 전원 장치, 가령 레귤레이터와 같은 장치가 필요없다.The fuse test apparatus according to the embodiment of the present invention does not require a separate external power supply device, such as a regulator, as in the prior art.
또한, 상기 제1접속부로 공급되는 전원으로는, 일반적으로 반도체 소자에 사용되는 전원, 가령 VDD 1.8V 또는 VDD 3.3V와 같은 칩레벨 전원을 이용할 수 있다.In addition, as a power source supplied to the first connection unit, a power source generally used for a semiconductor element, for example, a chip level power source such as VDD 1.8V or VDD 3.3V may be used.
상기 퓨즈는 제품 용도에 따라 다양한 형태를 가질 수 있는데, 상기 접속부(110)는 사각형, 마름모형 등의 다각형, 원형의 형태를 가질 수 있으며, 상기 절단부(120)의 길이 및 두께 역시 상이하게 형성될 수 있다.The fuse may have various shapes according to a product use, and the
참고로, 상기 접속부(110)의 형태 역시 절단부(120)의 단락 성능에 영향을 줄 수 있다.For reference, the shape of the
한편, 상기 반도체 소자(200)는 퓨즈(100)의 제2접속부(114)와 연결되어 테스트 전류를 인가하는 기능을 수행하는데, 본 발명의 실시예에서 상기 반도체 소자(200)는 트랜지스터로 구현된다(이하, "반도체 소자(200)"를 "트랜지스터"라 지칭함).Meanwhile, the
상기 트랜지스터(200)는 한개로 구비되고, 상기 다수의 제2접속부(114)와 공통 라인을 통하여 연결된다.The
상기 트랜지스터(200)는 핑거 형태의 폴리 게이트 영역(210)과 기판 상의 액티브 영역(220)을 포함하여 이루어지며, 핑거의 개수가 조절됨으로써 퓨즈(100)에 인가되는 전류(전압)량을 유동적으로 설정할 수 있다.The
이와 같이 트랜지스터(200)를 핑거 형태의 폴리 게이트를 이용하여 제작하는 경우, 트랜지스터(200)의 단면적을 최소화하면서 다양한 전류를 공급할 수 있는 회 로를 구현할 수 있는 장점이 있다.As such, when the
상기 퓨즈(100)는 폴리 퓨즈의 형태로 제작가능하며, 이러한 경우 상기 폴리 게이트 영역(210)과 동일층에서 동일한 공정을 통하여 형성될 수 있다.The
상기 트랜지스터(200)에 형성된 다수의 드레인 라인은 제2접속부(114)와 병렬 라인을 통하여 연결되고, 게이트 라인은 전류 인가를 제어하는 라인으로 사용된다.A plurality of drain lines formed in the
또한, 상기 트랜지스터(200)의 소스 라인은 그라운드 라인으로 사용되므로, 상기 게이트 라인과 소스 라인은 각각 제어 회로 및 접지단과 연결되기 위한 패드(P2, P3)를 구비한다.In addition, since the source line of the
따라서, 퓨즈(100)의 개수를 "X"개라고 하였을 때, 패드 "P1"은 X개가 필요하고, 트랜지스터(200)의 게이트와 소스를 위한 패드 "P2", "P3"가 하나씩 필요로 되므로, 본 발명의 실시예에 의한 퓨즈 테스트 장치는 총 "X+2"개의 패드를 구비한다.Therefore, when the number of
반면, 종래에는 "2X"개의 패드가 필요로 되었으므로(도 1 참조), 본 발명의 실시예에 의하면 패드의 수를 절반 가량으로 감소시킬 수 있다.On the other hand, since "2X" pads are conventionally required (see FIG. 1), the number of pads can be reduced by about half according to the embodiment of the present invention.
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 최소 면적의 기판 상에 많은 개수의 퓨즈를 실장할 수 있고 성능 테스트 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, a large number of fuses can be mounted on a substrate having a minimum area, and performance test efficiency can be improved.
도 3을 참조하면, 저항 성분의 퓨즈(100) 및 트랜지스터(200)로 구성된 퓨즈 테스트 장치의 등가회로가 도시되어 있는데, 트랜지스터(200)의 드레인 라인은 퓨즈(100)들과 연결되어 있고, 소스 라인은 그라운드(Vss) 단자로 사용되고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, an equivalent circuit of a fuse test apparatus including a
또한, 트랜지스터(200)의 게이트 라인은 제어 신호(Vin) 단자로 사용되고 있다.The gate line of the
도 4를 참조하면, 제1접속부(110)와 연결된 각각의 패드(P1)에 전원(Vdd)이 인가된 상태("A", "C" 구간)에서, 트랜지스터(200)의 게이트와 연결된 패드(P2)에 제어 신호(Vin)가 인가되면("B" 구간), 테스트 전류가 퓨즈(100)로 흐르게 된다.Referring to FIG. 4, in a state where power Vdd is applied to each pad P1 connected to the first connection unit 110 (“A” and “C” periods), the pad connected to the gate of the
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 종래와 같이 별도의 외부 전원 장치를 각 퓨즈 별로 연결하고 개별적으로 테스트할 필요가 없으며, 단지 트랜지스터(200)에 제어신호를 인가함으로써 다수개 퓨즈의 성능을 동시에 테스트할 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is no need to connect a separate external power supply device for each fuse and test them individually as in the related art, and simultaneously apply the control signal to the
도 5는 다른 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치의 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 schematically illustrates an equivalent circuit of a fuse test apparatus according to another exemplary embodiment.
도 5에 도시된 다른 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치가 전술한 실시예와 상이한 점은, 트랜지스터(400)가 다수개로 구비되고, 퓨즈(300)와 쌍을 이루어 하나씩 연결된 점이다.The fuse test apparatus according to another exemplary embodiment illustrated in FIG. 5 is different from the aforementioned exemplary embodiment in that a plurality of
상기 트랜지스터(400)등의 소스 라인은 공통 접지단(Vss)과 병렬로 연결되고, 드레인 라인은 해당 퓨즈(300)와 직렬로 연결된다.A source line such as the
또한, 상기 트랜지스터(400)의 게이트 라인은 제어신호(Vin)를 인가받기 위한 패드와 병렬로 연결되므로, 다른 실시예에 의한 퓨즈 테스트 장치 역시 "X+2"개의 패드만이 필요로 된다.In addition, since the gate line of the
상기 트랜지스터(400)는 전술한 실시예와 같이 핑거 형태의 폴리 게이트를 이용하여 구현되며, 각 트랜지스터(400)는 핑거 형태를 달리하여 설계되므로 서로 상이한 전류를 인가할 수 있다.As described above, the
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 하나의 테스트 기판 상에서 보다 다양한 성능 테스트를 실시할 수 있는 장점이 있다.Therefore, according to another embodiment of the present invention, there is an advantage in that a variety of performance tests can be performed on one test substrate.
그 외에, 다른 실시예의 기본 연결 구성 및 동작 방식은 전술한 실시예와 동일하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the basic connection configuration and operation method of the other embodiment are the same as the above-described embodiment, repeated description will be omitted.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have an abnormality within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not illustrated. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 테스트 장치에 의하면, 반도체 소자를 이용하여 다양한 테스트용 전압을 인가할 수 있으므로 별도의 외부 전원 장치가 필요없고, 패드의 수를 획기적으로 감소시킬 수 있다.According to the fuse test apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, since various test voltages may be applied using a semiconductor device, a separate external power supply is not required, and the number of pads may be drastically reduced.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 종래와 같이 외부전원을 변화시키면서 퓨즈를 절단하는 방식보다 테스트 효율을 높일 수 있고, 보다 신뢰성 높은 퓨즈의 특성 평가를 수행할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the test efficiency, and to evaluate the characteristics of the fuse more reliable than the conventional method of cutting the fuse while changing the external power source.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 퓨즈 테스트용 기판의 사이즈를 최소화할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to minimize the size of the fuse test substrate.
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