專利名稱：半導(dǎo)體器件和鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種備有檢查固有半導(dǎo)體集成電路單元功能的半導(dǎo)體器件，還涉及到一種鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法。
在檢查半導(dǎo)體集成電路(以下簡稱為IC)的常規(guī)步驟中，下列方法被用來根據(jù)檢查步驟產(chǎn)生的結(jié)果而鑒別好壞產(chǎn)品。
根據(jù)第一種方法，用探針之類對制作在半導(dǎo)體片子表面上的IC芯片的預(yù)定陣列進(jìn)行測量。然后用印劑之類涂覆壞的IC芯片的表面。在后面的步驟中就根據(jù)IC芯片表面上是否存在印劑而鑒別出好壞產(chǎn)品。
根據(jù)第二種方法，用探針之類對制作在半導(dǎo)體片子表面上的IC芯片的預(yù)定陣列進(jìn)行測量。然后將表明各個IC芯片是好還是壞的信息記錄在軟盤或硬盤之類的通信媒質(zhì)中。在后面的步驟中，根據(jù)好壞信息，只將好的IC芯片取出組裝。
日本專利公開No.Heil-21936公布了第三種方法的一個例子。根據(jù)第三種方法，在半導(dǎo)體片子的表面上制作一個熱敏樹脂層。然后在半導(dǎo)體片子的狀態(tài)保持原樣的情況下，當(dāng)IC芯片表面的顏色利用片子外部的專用發(fā)熱設(shè)備而改變，則確定此芯片是壞的。在后面的步驟中，根據(jù)IC芯片表面是否發(fā)生了改變而鑒別出好壞產(chǎn)品。
但在第一種方法的情況下，印劑記號之類可能粘到附近的好IC芯片上。此時，好芯片將被誤認(rèn)為壞芯片。此外，在諸如電荷耦合器件(CCD)和線性傳感器的情況下，例如極微小的印劑屑可能散布并粘到鄰近IC芯片的表面。在組裝步驟之后的測量中則檢測到此印劑屑，此時，組裝好的產(chǎn)品就被認(rèn)為是壞產(chǎn)品。
在第二種方法的情況下，在儲存于通信媒質(zhì)中的有關(guān)IC芯片好/壞信息的關(guān)系中可能產(chǎn)生一個錯誤。此時，通信媒質(zhì)含有一個數(shù)據(jù)錯誤，而且在基于好/壞信息的自動或手動組裝步驟中，就會擔(dān)心在組裝完的產(chǎn)品中可能有一個壞器件同好器件混在一起。
在第三種方法的情況下，要求專用的發(fā)熱設(shè)備來改變熱敏樹脂層的顏色，而維護(hù)和運行此發(fā)熱設(shè)備需要人力和財力。
本專利申請人在日本專利公開No.平6-53292中公布了解決上述問題的方法的一個例子。根據(jù)此方法，在各IC芯片的輸入—輸出終端單元上配置了一個運行檢查電路單元。在壞芯片的情況下，一個極大的電壓被加于運行檢查電路單元。此運行檢查電路單元被此電壓損壞，就改變IC芯片表面的顏色。在后面的步驟中，根據(jù)IC芯片表面是否改變就鑒別出好壞產(chǎn)品。
然而，在上述方法的情況下，盡管極大的電壓只加于運行檢查電路單元，也不影響固有的半導(dǎo)體集成電路單元，但由于諸如組成運行檢查電路單元的晶體管之類的元件必須燒毀，故存在需要時間來破壞運行檢查電路單元的問題。
本發(fā)明就是要解決此問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種半導(dǎo)體器件和一種快速簡易的不影響產(chǎn)品成品率的鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件配置有一個具有固有電路功能的半導(dǎo)體集成電路單元；一個配置在半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出端單元上的運行檢查電路，用以檢查半導(dǎo)體集成電路單元的運行情況；以及一個制作在半導(dǎo)體集成電路單元周邊上的熱敏層，其中，層的顏色由運行檢查電路單元產(chǎn)生的熱來改變。
運行檢查電路單元可設(shè)計成這樣一種結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出端單元的每一個輸入—輸出端都各自含有一個發(fā)熱元件，而且對應(yīng)于發(fā)熱元件的熱敏層上的一個區(qū)域由于發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色。
各自配置的發(fā)熱元件可設(shè)計成含有晶體管的結(jié)構(gòu)。
熱敏層可安置成運行檢查電路單元的頂層。
本發(fā)明提供了在制造步驟中鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，在各半導(dǎo)體器件單元中都包含一個具有固有電路功能的半導(dǎo)體集成電路單元；一個配置在半導(dǎo)體集成電路單元輸入—輸出端單元上用來檢查半導(dǎo)體集成電路單元運行情況的運行檢查電路單元；以及一個制作在半導(dǎo)體集成電路單元周邊上的熱敏層，而且上述方法包含下列步驟檢查半導(dǎo)體集成電路單元的運行；使運動檢查電路單元根據(jù)半導(dǎo)體集成電路單元運行檢查步驟的結(jié)果輸出而產(chǎn)生熱，并使產(chǎn)生的熱改變熱敏層的顏色；以及根據(jù)熱敏層的顏色是否已被改變而鑒別出好壞產(chǎn)品。
在鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，運行檢查電路單元可設(shè)計成這樣一種結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出單元的每個輸入—輸出端都各自包含一個發(fā)熱元件，而且熱敏層上對應(yīng)于發(fā)熱元件的一個區(qū)域由于發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色。
在鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，各自提供的發(fā)熱元件被簡單地設(shè)計成在根據(jù)失效的類型而選定的特殊圖像中發(fā)熱，而且特殊圖像中變了顏色的區(qū)域形成在熱敏層上。
在鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，各步驟對每一個制作在半導(dǎo)體片子上的半導(dǎo)體器件單元的預(yù)定陣列的半導(dǎo)體器件執(zhí)行，或者對每個切自半導(dǎo)體片子的半導(dǎo)體器件單元的半導(dǎo)體器件執(zhí)行。
在本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件或鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，在半導(dǎo)體集成電路單元的周邊上制作了一個熱敏層，其中，層的顏色由運行檢查電路單元產(chǎn)生的熱而改變。結(jié)果，甚至用少量產(chǎn)生的熱就可以使層改變其顏色。
特別是在運行檢查電路單元對半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出端單元的每一個輸入—輸出端都含有一個單獨的發(fā)熱元件，而且熱敏層上對應(yīng)于發(fā)熱元件的區(qū)域由于發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色的半導(dǎo)體器件中，或者在利用此半導(dǎo)體器件來鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，熱敏層上對應(yīng)于各自提供給半導(dǎo)體集成電路單元輸入—輸出端單元各個輸入—輸出端的發(fā)熱元件的區(qū)域，根據(jù)發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色。結(jié)果，連接于幅射熱量的發(fā)熱元件的輸入—輸出端就可以從變了色的區(qū)域的位置鑒別出來，從而可鑒別反常的內(nèi)部電路。
在利用半導(dǎo)體器件來鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法中，其中各自提供的發(fā)熱元件以根據(jù)失效的類型而選定的特定圖像而發(fā)熱，且改變了顏色的特定圖像的區(qū)域制作在熱敏層上。結(jié)果，可容易識別失效的類型。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的提供的鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，熱敏層由于運行檢查電路單元耗散的熱而改變其顏色。因此，可以用產(chǎn)生的熱來靈敏地改變顏色。結(jié)果，借助于使少量的電流流過晶體管就可以改變顏色，而且比起常規(guī)方法中為了改變半導(dǎo)體表面的顏色而破壞晶體管本身來說，此法只需要很短的時間來改變顏色。在其頂部不采用印劑，消除了印劑散布的問題。此外，由于不需要外部專用的發(fā)熱設(shè)備，其維護(hù)和運行費用也免掉了。而且，當(dāng)同記錄在用作基礎(chǔ)的通信媒質(zhì)中的好/壞數(shù)據(jù)一起采用自動鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法時，例如，借助于目測實際IC芯片的外觀，一眼就可確認(rèn)出壞的產(chǎn)品，從而即使由于在好/壞數(shù)據(jù)中有差錯而使好壞產(chǎn)品混在一起，也可防止不正確的鑒別。
此外，熱敏層上對應(yīng)于發(fā)熱元件的區(qū)域的顏色被各自提供給半導(dǎo)體集成電路輸入—輸出端單元的各個端的發(fā)熱元件所耗散的熱所改變。結(jié)果，連接于正在幅射熱量的發(fā)熱元件的輸入—輸出端就可以從變了色的區(qū)域的位置鑒別出來，從而可以借助于目測IC芯片的外觀而直接和容易地確認(rèn)出帶有反常內(nèi)部電路的部位。
各自提供的發(fā)熱元件被設(shè)計成以根據(jù)失效的類型而選定的特殊圖形而發(fā)熱，而且特殊圖形中變了色的區(qū)域制作在熱敏層上。結(jié)果，從這一圖形就可識別失效的類型。這就是說，借助于目測IC芯片的外觀就可以容易地識別失效的類型。
此外，鑒別好壞半導(dǎo)體器件的各個步驟對半導(dǎo)體片子上的每個半導(dǎo)體器件進(jìn)行，從而可高效率地執(zhí)行好壞器件的鑒別。


圖1剖面圖示出了根據(jù)本發(fā)明完成的半導(dǎo)體器件的實施例的原理剖面結(jié)構(gòu)；以及圖2是一電路方框圖，示出了圖1所示半導(dǎo)體器件的原理平面結(jié)構(gòu)。
參照附圖對最佳實施例進(jìn)行的下列詳細(xì)描述可使本發(fā)明變得更為明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明完成的一個半導(dǎo)體器件的實施例的原理剖面圖。圖2是半導(dǎo)體器件的原理平面圖。如圖所示，包含一個IC4(常規(guī)半導(dǎo)體集成電路)的IC單元2和一個用來檢查IC單元2的運行情況的運行檢查電路單元3，被制作在半導(dǎo)體器件1上。由加于其上的熱而改變其顏色的一個熱敏樹脂層11，制作在運行檢查電路單元3的頂層。應(yīng)該指出的是，半導(dǎo)體器件1切自半導(dǎo)體片子(圖中未示出)，在此片子上有多個半導(dǎo)體器件制作成一個預(yù)定的陣列。換言之，半導(dǎo)體器件1是制作在片子上的半導(dǎo)體器件之一。
如圖2所示，IC4配備有一個公用電源端5、一個公共接地端6和多個信號輸入—輸出端7a-7n。但應(yīng)指出的是，此圖以易于理解的方式來表示這些端。實際上這些端并不出現(xiàn)在半導(dǎo)體器件1的表面上。在電源和接地端5和6之間連接有一個含有一個NPN晶體管8和二極管9及10的運行檢查電路3A，同IC4形成一個并聯(lián)電路。具體地說，NPN晶體管8的收集極8c通過二極管9連接于電源端5，而其發(fā)射極8e連接于接地端6。NPN晶體管8的基極8b通過二極管10連接于信號輸入—輸出端7a。二極管9相對于電源端5反向連接，而二極管10相對于NPN晶體管8的基極8b正向連接。此外，公共電源端5、公共接地端6和信號輸入—輸出端7a-7n分別連接于電源電極5A、接地電極6A和多個信號輸入—輸出電極7aA-7nA。這些電極都做成從半導(dǎo)體器件1的表面伸出。
為信號輸入—輸出端7a提供了運行檢查電路3A。具有同運行檢查電路3A相同結(jié)構(gòu)的運行檢查電路提供給了其它的多個信號輸入—輸出端7b-7n。其它運行檢查電路以相同于運行檢查電路3A的方式連接于電源端5。所有提供給信號輸入—輸出端7a-7n的運行檢查電路構(gòu)成了運行檢查電路單元3。
下面解釋一下具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的檢查方法。首先，根據(jù)預(yù)定的檢查程序，將檢查設(shè)備的探針(圖中未示出)置于緊靠制作在半導(dǎo)體片子上的一個半導(dǎo)體器件1的位置，并將一般為5V的直流電壓加至此半導(dǎo)體器件1的電源電極5A。接地電極6A置于0V，而且IC單元2的IC4處于工作狀態(tài)。然后將測試信號加至信號輸入—輸出電極7aA。對半導(dǎo)體器件1的所有其它信號輸入—輸出電極7bA-7nA都執(zhí)行這些操作。
如果同某個信號輸入—輸出端相關(guān)的IC4的一部分內(nèi)部電路工作不正常，則一個極大的電壓(一般為20V的直流電壓)被加至電源電極5A，而測試信號被加至信號輸入—輸出電極7aA，以便打開其晶體管8。一個相當(dāng)大的電流從而流過晶體管8，引起熱耗散。結(jié)果，熱敏樹脂層11(半導(dǎo)體器件1的頂層)上對應(yīng)于晶體管8的那個區(qū)域的顏色就改變。這種運行檢查對制作在半導(dǎo)體片子上的所有半導(dǎo)體器件1執(zhí)行。如果IC4對所有的信號輸入—輸出電極7aA-7nA都運行正常，則運條檢查電路3A可保持原樣。這是由于各個運行檢查電路3A都反向連接于IC4的信號輸入—輸出端7a-7n，以致即使運行檢查電路3A保持原樣也對IC4沒有不良影響。
在對所有制作在半導(dǎo)體片子上的半導(dǎo)體器件1做完這種檢查之后，熱敏樹脂層11上對應(yīng)于壞的半導(dǎo)體器件1的晶體管8的區(qū)域的顏色就由于晶體管8耗散的熱而改變。用直接目測半導(dǎo)體器件1的表面或用光學(xué)裝置探測的方法，可識別顏色的改變。這樣，在轉(zhuǎn)到下一組裝步驟之前就可以從半導(dǎo)體片子僅僅切下好的半導(dǎo)體器件1。
如上所述，在此實施例中，制作成運行檢查電路單元3的頂層的熱敏樹脂層11的顏色由于晶體管8耗散的熱而改變。因此，甚至靠少量的發(fā)熱，此層也能靈敏地改變其顏色。結(jié)果，借助于少量電流流過晶體管，顏色就可改變，且比起為了改變半導(dǎo)體表面的顏色而破壞晶體管本身的常規(guī)方法來說，它只需要很短的時間來改變顏色。
應(yīng)該指出的是，在這一實施例的情況下，當(dāng)探測到反常運行時，只有同探測到反常情況的信號輸入—輸出端相關(guān)的運行檢查電路3A的晶體管8被打開以耗散用來改變熱敏樹脂層11的顏色的熱量。這樣，借助于稍后分析其顏色改變了的半導(dǎo)體器件1的位置，就可以容易地確定同信號輸入—輸出端相關(guān)的哪一個IC4內(nèi)部電路有反常運行。因此，借助于對壞的半導(dǎo)體器件統(tǒng)計地執(zhí)行這一檢查，也可以容易地識別哪一個制造步驟有問題。
此外，壞的半導(dǎo)體器件一經(jīng)確認(rèn)，運行檢查電路3A的晶體管8可以設(shè)計成產(chǎn)生對各個信號輸入—輸出端7a-7n選定的預(yù)定圖形(或組合)的熱，從而可在半導(dǎo)體器件1的表面上顯示出失效的模式(或失效的類型)。例如，令信號輸入—輸出端7a-7n中的三個被選為用來顯示失效模式的特定端。借助于令連接于這些特定端的晶體管8在選擇基礎(chǔ)上發(fā)熱，就可以顯示8(2的三次方)個不同的失效模式。
此外，熱敏樹脂層11上其顏色由于晶體管8耗散的熱而改變的區(qū)域，取決于加于電源電極5A上的直流電壓和施加的持續(xù)時間。因而，借助于適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電壓幅度和持續(xù)時間等參數(shù)，就可以產(chǎn)生一個任意尺寸的變色點。
此外，在本實施例的情況下，一個NPN晶體管被用作改變熱敏樹脂層11的顏色的裝置。然而應(yīng)當(dāng)指出的是，也可以采用PNP晶體管。實際上，只要其上施加極大電壓時此器件能夠發(fā)熱，則任何其它的器件都可使用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括一個具有固有電路功能的半導(dǎo)體集成電路單元；一個用來檢查上述半導(dǎo)體集成電路單元的運行的運行檢查電路單元，上述的運行檢查電路單元設(shè)置在上述半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出端單元上；以及一個制作在上述運行檢查電路單元周邊上的熱敏層，其中上述熱敏層的顏色由上述運行檢查電路單元產(chǎn)生的熱量改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述的運行檢查電路單元包括一個各自提供給上述半導(dǎo)體集成電路單元的上述輸入—輸出端單元各個端的發(fā)熱元件，而且上述熱敏層上的對應(yīng)區(qū)域由于上述發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其中所述的發(fā)熱元件是一個晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述的熱敏層被安置在上述運行檢查電路單元的頂層。
5.一種在制造步驟中鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，各半導(dǎo)體器件單元都制作成包含一個具有固有電路功能的半導(dǎo)體集成電路單元；一個設(shè)置在上述半導(dǎo)體集成電路單元的輸入—輸出端單元上用來檢查上述半導(dǎo)體集成電路單元的運行情況的運行檢查電路單元；以及一個制作在半導(dǎo)體集電路單元周邊上的熱敏層，上述方法包含下列步驟檢查上述半導(dǎo)體集成電路單元的運行；令上述運行檢查電路單元根據(jù)由上述半導(dǎo)體集成電路單元的上述檢查操作步驟輸出的結(jié)果而發(fā)熱，并且令上述發(fā)出的熱改變上述熱敏層的顏色；以及根據(jù)上述熱敏層的顏色是否已改變來鑒別好壞產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，其中的發(fā)熱元件各自包含在上述半導(dǎo)體集成電路單元的上述輸入—輸出端單元的各個輸入—輸出端的上述運行檢查電路單元中，而且上述熱敏層上的對應(yīng)區(qū)域由于上述發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱而改變其顏色。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，其中所述的各自提供的發(fā)熱元件設(shè)計成根據(jù)失效的類型而以選定的特定圖形發(fā)熱，而且上述變色的特定圖形形成在上述熱敏層上。
8.一種鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，其中所述的根據(jù)權(quán)利要求5的各個步驟對制作在半導(dǎo)體片子上形成一預(yù)定陣列的多個半導(dǎo)體器件中的每一個執(zhí)行，而上述半導(dǎo)體片子的狀態(tài)保持原樣。
9.一種鑒別好壞半導(dǎo)體器件的方法，其中所述的根據(jù)權(quán)利要求5的各個步驟對半導(dǎo)體器件的一個單元執(zhí)行，而上述的半導(dǎo)體器件切自一個半導(dǎo)體片子。
全文摘要
本發(fā)明在半導(dǎo)體器件的IC單元的輸入-輸出端單元上提供了一個運行檢查電路單元，并且設(shè)有一個熱敏樹脂層作為頂層。用作發(fā)熱元件的晶體管被用于運行檢查電路單元中IC單元的各個輸入-輸出端。如果作為運行檢查的結(jié)果而探測到反?，F(xiàn)象，一個大電流流過連接于有問題的輸入-輸出端的晶體管，引起熱耗散。此熱量反過來又改變頂部熱敏樹脂層上對應(yīng)區(qū)域的顏色。借助于由目測識別顏色的改變，可鑒別好壞半導(dǎo)體器件。
文檔編號H01L21/66GK1137639SQ9610068
公開日1996年12月11日 申請日期1996年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月25日
發(fā)明者井手和憲 申請人:索尼株式會社