[發明專利]用于半導體器件的測試電路和方法

有效

• 申請號: 201310706321.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104237640B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 李東郁
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;毋二省

一種半導體器件，包括：第一裸片；第二裸片，經由穿硅通孔TSV與第一裸片耦接；以及測試電路，適用于通過控制流經TSV的電流量來測量TSV的電阻。

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年6月18日提交的申請號為10-2013-0069603的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種用于測試穿硅通孔（Through-Silicon-Via，TSV）的電阻的半導體測試電路，和包括所述半導體測試電路的半導體器件。

背景技術

用于半導體集成電路的封裝技術已經不斷地進步以滿足對于半導體集成電路的小型化和可靠性的要求。由于近來需要產品實現高性能和小尺寸，所以正研發不同的層疊封裝方法。其中之一是三維（3D）半導體器件，通過將多個芯片層疊在單個封裝體中來提高集成度以實現器件的高集成。

層疊技術意味著將至少兩個芯片或封裝體垂直堆疊，可以實現與2D器件（諸如2D半導體存儲器件）的存儲容量的兩倍多一樣多的存儲容量。除了增大的存儲容量之外，層疊封裝在安裝密度和安裝空間的效率方面也有優勢。出于這些原因，正加速對于層疊封裝產業的研究和開發。

層疊封裝的個體半導體芯片經由金屬線或穿硅通孔（TSV）而彼此電連接。層疊封裝中的TSV形成在半導體芯片的內部，并且層疊的半導體芯片經由TSV而彼此電連接。利用了能與信號和電源接口的TSV的層疊封裝由于改善的帶寬而可以具有良好的操作性能，同時最小化電流損耗和信號延遲。

因為經由TSV在層疊芯片之間的可靠連接是重要的，所以測量封裝之后的TSV的電阻以檢查TSV的連接。對于TSV的電阻測量，層疊芯片中的第一裸片與特定的測試焊盤連接，并且層疊芯片的第二裸片提供有測試驅動器。測試驅動器將電源供應至TSV，并且流經TSV的電流在測試焊盤處被監控。然而，由于在測量中包括的晶體管和因到測試焊盤的距離而包括的電阻噪聲，所以這種測量幾乎無法測量TSV的電阻。由于在測量中包括的晶體管的電阻遠大于TSV的電阻，所以測量誤差變得明顯。歸根結底，由于誤差來自測量中包括的晶體管的PVT（工藝、電壓和溫度），所以難以準確地測量TSV的電阻。

發明內容

本發明的一個實施例涉及一種半導體器件，所述半導體器件可以在封裝之后測試層疊的芯片的穿硅通孔（TSV）中最小化測量誤差。

根據本發明的一個實施例，一種半導體器件包括：第一裸片；第二裸片，經由穿硅通孔（TSV）與第一裸片耦接；以及測試電路，適用于通過控制流經TSV的電流量來測量TSV的電阻。

根據本發明的另一個實施例，一種半導體器件包括：第一裸片；多個第二裸片，每個第二裸片經由穿硅通孔（TSV）與第一裸片耦接；電流源，適用于響應于第一控制信號而供應第一電流，并且響應于第二控制信號而供應第二電流，第一電流和第二電流流經TSV，并且電流源被設置在每個第二裸片中；電流匯聚器，適用于產生測量電壓，所述測量電壓的電平依賴于第一電流、或者第一電流和第二電流兩者，電流匯聚器被設置在第一裸片中；以及電阻測量器，適用于基于測量電壓來測量TSV的電阻。

根據本發明的另一個實施例，一種用于測量半導體芯片中TSV的電阻的方法，所述半導體芯片包括在經由TSV彼此電連接的第一裸片和第二裸片。所述方法包括以下步驟：將第一電流從第二裸片經由TSV供應至第一裸片；在第一裸片處測量經由TSV的第一電流；將第一電流和第二電流從第二裸片經由TSV供應至第一裸片；在第一裸片處測量經由TSV的第一電流和第二電流之和；以及基于測得的第一電流與測得的第一電流和第二電流之和之間的差來獲得TSV的電阻。