[發明專利]用于記錄電事件的電路和方法

在審

• 申請號: 202011558917.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN113113403A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: J·P·岡比諾;G·D·R·霍爾;T·F·隆;R·A·J·A·吉倫;S·門農
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 郭萬方

本公開涉及用于記錄電事件的電路和方法。本發明公開了一種用于記錄半導體器件中的內部電路所經歷的電事件的事件記錄電路。該事件記錄電路經由火花隙電路耦接到該內部電路。該火花隙電路包括一個或多個包封的氣隙結構，該一個或多個包封的氣隙結構是使用與在制造該半導體器件中所用的工藝流程匹配或從該工藝流程改編的工藝流程來制造的。該事件記錄電路還包括記錄器件，該記錄器件具有由該火花隙電路傳遞的信號諸如ESD或EOS信號改變的電特性。因此，可在該半導體器件的故障分析中執行測試以確定該電特性的變化的存在以及在一些情況下確定該電特性的變化的程度。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年1月10日提交的美國專利申請第16/739507號的優先權。

技術領域

本公開涉及半導體電路，并且更具體地涉及用于檢測和記錄過電應力和/或靜電放電的事件的電路及其制造方法。

背景技術

半導體電路/部件可因過電應力(EOS)和/或靜電放電(ESD)而被損壞。然而，在發生損壞后，可能難以確定原因是EOS還是ESD。本公開的實施方式就是在這種背景下出現的。

發明內容

在至少一個方面，本公開總體上描述了用于記錄電事件的電路。該電路包括火花隙電路，該火花隙電路具有限定至少一個火花隙的至少一個金屬跡線。該至少一個火花隙被配置為在電事件期間傳導信號。該電路還包括記錄器件，該記錄器件耦接到火花隙電路并且被配置為具有電特性，該電特性由電事件期間傳導的信號改變。該電路還包括診斷端口，該診斷端口被配置為提供通向記錄器件的電通路以用于電事件期間的信號所改變的電特性的電測試。

在一個可能實施方式中，該電路直接耦接到內部電路的輸入/輸出(I/O)端口以監測內部電路的I/O處的電事件。例如，電事件可為內部電路的I/O端口處的靜電放電(ESD)或內部電路上的過電應力(EOS)。

在另一個方面，本公開總體上描述了用于診斷內部電路的損壞的方法。在該方法中，在內部電路的輸入/輸出端口處接收信號。還在火花隙電路處接收信號，該火花隙電路包括限定至少一個火花隙的至少一個金屬跡線，并且耦接到輸入/輸出端口。該方法包括在電事件(例如，ESD、EOS)期間通過該至少一個火花隙傳導信號。該方法還包括在耦接到火花隙電路的記錄器件處接收該至少一個火花隙傳導的信號，其中記錄器件被配置為具有由傳導的信號改變的電特性。該方法還包括將測試設備耦接到記錄器件的診斷端口并且對記錄器件執行電測試以確定由傳導的信號改變的電特性。基于電測試的結果，診斷內部電路的損壞。

在該方法的一個可能實施方式中，該至少一個火花隙是各自被配置為耦接不同振幅的信號的多個火花隙。在該實施方式中，該方法還可包括目視檢查該多個火花隙以確定該多個火花隙中的哪個火花隙(或哪些火花隙)耦接電事件期間的信號。然后可使該一個或多個確定的火花隙與信號振幅關聯以便確定一個電事件(或多個電事件)期間的信號的振幅。

在該方法的另一個可能實施方式中，記錄器件是晶體管；由傳導的信號改變的電特性是晶體管的閾值電壓；并且對晶體管執行的電測試是晶體管的閾值電壓的測量。

在該方法的另一個可能實施方式中，記錄器件是場效應器件；由傳導的信號改變的電特性是場效應器件的電容或電感；并且對場效應器件執行的電測試是場效應器件的電容或電感的測量。

在該方法的另一個可能實施方式中，記錄器件是電阻器；由傳導的信號改變的電特性是電阻器的電阻；并且對電阻器執行的電測試是電阻器的電阻的測量。

在該方法的另一個可能實施方式中，提供了基本上等同于記錄器件的控制器件。控制器件不在電事件期間從火花隙電路接收信號。因此，測試設備可耦接到控制器件的控制-診斷端口，以使得可對控制器件執行電測試以確定控制器件的電特性。然后將控制器件的電特性與由傳導的信號改變的記錄器件的電特性進行比較，并且可基于該比較來診斷內部電路的損壞。