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Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung, insbesondere eine integrierte Schaltungsanordnung mit einem Defektsensor.
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Integrierte Schaltungsanordnungen umfassen üblicherweise einen Halbleiterkörper und eine Verdrahtungsanordnung, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet ist. In dem Halbleiterkörper sind aktive Bereiche wenigstens eines Halbleiterbauelements, wie beispielsweise ein Transistor, eine Diode, ein Thyristors, usw., integriert. Abhängig von der Art der integrierten Schaltung kann lediglich ein Bauelement, wie beispielsweise ein Leistungstransistor, eine Leistungsdiode oder ein Leistungsthyristor, oder es können mehrere Bauelemente – bis zu mehreren hunderttausend Bauelementen – in dem Halbleiterkörper integriert werden. Die Verdrahtungsanordnung stellt elektrische Verbindungen zwischen externen Anschlüssen und den aktiven Bereichen her und/oder verbindet die verschiedenen Komponenten.
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Verfahren zur Herstellung integrierter Schaltungsanordnungen umfassen üblicherweise die Herstellung mehrerer identischer Schaltungsanordnungen auf einem Halbleiterwafer und die anschließende Unterteilung des Wafers in die einzelnen integrierten Schaltungen mittels eines Schneideverfahren, wie beispielsweise Sägen, Laserschneiden, Wasserschneiden usw. Diese Schneideverfahren setzen den Wafer mechanischer Beanspruchung aus, die zu Beschädigungen, wie beispielsweise Rissen, der integrierten Schaltung führen können. Abhängig vom Ausmaß dieser Defekte können diese Fehlfunktionen der integrierten Schaltung unmittelbar nach dem Herstellungsprozess oder Fehlfunktionen nach Inbetriebnahme der integrierten Schaltung zur Folge haben.
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Weiterhin sind integrierte Schaltungen während des Betriebs häufig erheblichen Temperaturschwankungen oder erheblichen mechanischen Einflüssen ausgesetzt. Diese Temperaturschwankungen oder mechanische Einflüsse können zu einer mechanischen Beanspruchung führen, wobei mechanische Beanspruchungen zu neuen Defekten oder zu einem Ausbreiten bestehender, während des Herstellungsprozesses verursachter Defekte führen können. Zur Detektion solcher Defekte in integrierten Schaltungen können Risssensoren verwendet werden. Diese Sensoren umfassen eine Sensorleitung auf der Oberfläche des integrierten Schaltkreises und eine Auswerteschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Unterbrechung der Sensorleitung zu detektieren. Solche Sensoren sind jedoch lediglich in der Lage, vertikale Risse, die sich durch die Sensorleitung erstrecken, zu detektieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine integrierte Schaltung mit einem verbesserten Defektsensor zur Verfügung zu stellen, insbesondere mit einen Sensor, der in der Lage ist laterale Risse in einer integrierten Schaltung zu detektieren.
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Diese Aufgabe wird durch einen Defektsensor gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterkörper, der eine erste Oberfläche und der eine senkrecht zu der ersten Oberfläche verlaufende vertikale Richtung aufweist, und mit wenigstens einer Sensorleitung, die wenigstens teilweise oberhalb der ersten Oberfläche angeordnet ist. Die Sensorleitung umfasst: eine erste und eine zweite Anschlussklemme sowie wenigstens einen vertikalen Leitungsabschnitt, der zwischen die erste und die zweite Anschlussklemme gekoppelt ist und der in der vertikalen Richtung verläuft, eine Auswerteschaltung, die an die erste und zweite Anschlussklemme gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, die Impedanz der wenigstens einen Sensorleitung auszuwerten.
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Ausführungsbeispiels werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Die Figuren dienen zur Erläuterung des Grundprinzips, so dass lediglich solche Aspekte, die zum Verständnis dieses Grundprinzips notwendig sind, dargestellt sind. In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale mit gleicher Bedeutung. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
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1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine integrierte Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die integrierte Schaltungsanordnung eine Sensorleitung aufweist,
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2 zeigt im Detail einen vertikalen Querschnitt durch einen Abschnitt der Sensorleitung,
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3 zeigt im Detail einen Querschnitt durch einen Abschnitt der Sensorleitung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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4 zeigt eine Draufsicht einer integrierten Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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5 zeigt eine Draufsicht einer integrierten Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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6 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine integrierte Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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7 umfasst die 7A bis 7E und zeigt Querschnitte durch einen Abschnitt einer Sensorleitung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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8 zeigt ein erstes Beispiel einer Auswerteschaltung und
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9 zeigt ein zweites Beispiel einer Auswerteschaltung.
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1 zeigt schematisch einen vertikalen Querschnitt durch eine integrierte Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Schaltungsanordnung weist einen Halbleiterkörper bzw. Halbleiterchip 100 mit einer ersten Oberfläche 101, die im Folgenden als Vorderseite bezeichnet wird, auf. Der Halbleiterkörper kann aus einem herkömmlichen Halbleitermaterial, wie beispielsweise aus Silizium, Galliumarsenid (GaAs) oder Siliziumcarbid (SiC) bestehen. Der Halbleiterkörper 100 kann ein Halbleitersubstrat oder ein Halbleitersubstrat, auf dem zusätzliche Halbleiterschichten, wie beispielsweise Epitaxieschichten, abgeschieden sind, aufweisen. Wenn der Halbleiterkörper 100 ein Substrat und auf das Substrat abgeschiedene Epitaxieschichten aufweist, bildet eine der Epitaxieschichten die erste Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100. Der Halbleiterkörper 100 kann auch als SOI-Substrat ausgebildet sein, wobei ein SOI-Substrat eine Isolationsschicht zwischen zwei Halbleiterschichten aufweist.
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Der Halbleiterkörper 100 weist Bereiche mit aktiven Gebieten zumindest eines Halbleiterbauelements auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind lediglich die aktiven Gebiete eines Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Leistungstransistor, wie z. B. ein MOSFET oder ein IGBT, einer Leistungsdiode oder einem Leistungsthyristor in dem Halbleiterkörper integriert. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel sind aktive Gebiete mehrerer Bauelemente, beispielsweise eines Leistungsbauelements und dessen Treiberschaltung, in dem Halbleiterkörper integriert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind aktive Gebiete von komplexen integrierten Schaltungen, beispielsweise von Logikschaltungen oder Speicherschaltungen, in dem Halbleiterkörper 100 integriert. Die aktiven Bereiche dieser Bauelemente sind in den Figuren nicht dargestellt, da das im Folgenden erklärte Konzept zur Fehlererkennung der integrierten Schaltungsanordnung unabhängig von der Art des in dem Halbleiterkörper integrierten Halbleiterbauelements ist.
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Bezug nehmend auf 1, weist die integrierte Schaltungsanordnung wenigstens eine Sensorleitung 10 auf, die wenigstens teilweise oberhalb der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers angeordnet ist. Die Sensorleitung 10 weist Kontaktanschlüsse 11, 12 auf, die über mehrere Leitungsabschnitte elektrisch miteinander gekoppelt sind, wobei die Leitungsabschnitte wiederum elektrisch miteinander gekoppelt sind. Eine Auswerteschaltung 50 ist an die Kontaktanschlüsse 11, 12 gekoppelt und ist dazu ausgebildet, die Impedanz der Sensorleitung 10 auszuwerten. Die Sensorleitung 10 fungiert als Defekt- oder Risssensor der integrierten Schaltungsanordnung, wobei die Impedanz, insbesondere der ohmsche Widerstand, der Sensorleitung 10 abhängig davon ist, ob ein mechanischer Defekt oder ein Riss vorliegt, der den Widerstand der Sensorleitung elektrisch verändert oder die Sensorleitung 10 unterbricht, oder ob kein mechanischer Defekt oder eine Unterbrechung der Sensorleitung 10 vorliegt.
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Die integrierte Schaltungsanordnung weist eine vertikale Richtung auf, wobei die vertikale Richtung die Richtung ist, die senkrecht zu der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 verläuft. Die Sensorleitung 10 weist wenigstens einen vertikalen Leitungsabschnitt 30 auf, der sich in der vertikalen Richtung der integrierten Schaltungsanordnung erstreckt. ”Sich in vertikale Richtung erstrecken” bedeutet hier, dass der vertikale Leitungsabschnitt 30 sich geometrisch in die vertikale Richtung erstreckt, und dass ein Strom, welcher durch die Sensorleitung 10 bei Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen den Kontaktanschlüssen 11, 12 fließt, in dem vertikalen Leitungsabschnitt ebenfalls in dieser vertikalen Richtung fließt. Der vertikale Leitungsabschnitt 30 ist nicht notwendigerweise rechtwinklig zu der ersten Oberfläche 10, hat aber – wenn er geometrisch in eine vertikale und einen horizontale Komponente aufgeteilt wird – eine vertikale Komponente, die ungleich Null ist. Der vertikale Leitungsabschnitt 30 kann als ein Leitungsabschnitt sein, der rechtwinklig zu der ersten Oberfläche 101 verläuft, oder kann ein Leitungsabschnitt sein, der relativ zu der ersten Oberfläche 101 geneigt ist und mit der ersten Oberfläche einen Winkel zwischen 90° und etwa 10° einschließt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 verbindet ein vertikaler Leitungsabschnitt 30 einen von mehreren ersten horizontalen Leitungsabschnitten 20 mit einem von mehreren zweiten horizontalen Leitungsabschnitten 40 elektrisch. In der in 1 dargestellten vertikalen Schnittebene bilden die ersten und zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 20, 40 mit den vertikalen Leitungsabschnitten eine mäanderartige Struktur in der erste horizontale Leitungsabschnitte 20, vertikale Leitungsabschnitte 30 und zweite horizontale Leitungsabschnitte 40 abwechselnd angeordnet sind. Die ersten horizontalen Leitungsabschnitte 20 und die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 40 sind in der vertikalen Richtung beabstandet zueinander angeordnet, wobei jeder der ersten und zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 20, 40 sich im Wesentlichen in horizontaler Richtung zwischen zwei vertikalen Leitungsabschnitten 30 erstreckt.
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Die ersten und die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 20, 40 und die vertikalen Leitungsabschnitte 30 werden nachfolgend anhand von 2 im Detail erläutert, in der ein Teil der Sensorleitung im Detail dargestellt ist. 2 zeigt zwei zweite horizontale Leitungsabschnitte 401, 402 und zwei vertikale Leitungsabschnitte 301, 302. Die vertikalen Leitungsabschnitte 301, 302 verbinden die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 401, 402 mit einem ersten horizontalen Leitungsabschnitt 20. Wenn eine Bezugnahme auf einen bestimmten der zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 401, 402 oder auf einen bestimmten der vertikalen Leitungsabschnitte 301, 302 nicht notwendig ist, so wird nachfolgend das Bezugszeichen 40 verwendet, um auf die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte zu verweisen, und das Bezugszeichen 30 wird verwendet, um auf die vertikalen Leitungsabschnitte zu verweisen. In den Zeichnungen wird der Index ”1” für den ersten vertikalen Leitungsabschnitt 301 und dessen Komponenten und der Index ”2” für den zweiten vertikalen Leitungsabschnitt 302 und dessen Komponenten verwendet.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, weisen die vertikalen Leitungsabschnitte 30 jeweils mehrere vertikale Segmente 31, 33, 35 auf, wobei ein Segment 31 dieser vertikalen Segmente den ersten horizontalen Leitungsabschnitt 20 und ein weiteres Segment 35 der vertikalen Segmente einen der zweiten horizontalen Abschnitte 40 kontaktiert, und wobei vertikale Segmente, die benachbart zueinander angeordnet sind, mittels Verbindungselementen 32, 34 miteinander verbunden sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 erstrecken sich die vertikalen Segmente 31, 33, 35 senkrecht zu der ersten Oberfläche 101 (vgl. 1). Dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) ist zwischen den vertikalen Segmenten 31, 33, 35 und der ersten Oberfläche 101 ein Winkel vorhanden, der kleiner als 90° ist.
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Obwohl die vertikalen Leitungsabschnitte 30 gemäß 2 jeweils mehrere – drei im vorliegenden Beispiel – vertikale Leitungssegmente 31, 33, 35 aufweisen, sollte selbstverständlich sein, dass die vertikalen Leitungsabschnitte 30 ebenso mit jeder Anzahl ≥ 1 vertikaler Leitungssegmente implementiert werden können.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorleitung 10 wenigstens teilweise in einer Verdrahtungsanordnung oberhalb der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 angeordnet. Verdrahtungsanordnungen sind allgemein bekannt und werden verwendet, um aktive Bereiche bzw. aktive Gebiete von Halbleiterbauelementen, die in einem Halbleiterkörper, beispielsweise dem Halbleiterkörper 100 gemäß 1, integriert sind, mit externen Kontaktanschlüssen einer integrierten Schaltungsanordnung zu verbinden, oder sie werden verwendet, um einzelne in dem Halbleiterkörper integrierte Halbleiterbauelemente miteinander zu verbinden. Verdrahtungsanordnungen umfassen mehrere leitfähige Schichten, die auch als Metallisierungsschichten bezeichnet werden, und Isolationsschichten, die zur Isolation von zwei benachbarten leitfähigen Schichten voneinander dienen. In jeder der leitfähigen Schichten werden eine oder mehrere Verbindungsleitungen hergestellt, wobei die Verbindungsleitungen einer leitfähigen Schicht mit Verbindungsleitungen einer benachbarten leitfähigen Schicht durch elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen, die sich durch die Isolationsschicht zwischen den zwei leitfähigen Schichten erstrecken, verbunden werden können.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Sensorleitung 10 ist innerhalb der Verdrahtungsanordnung angeordnet. Diese Verdrahtungsanordnung umfasst: drei leitfähige Schichten 511, 512, 513; zwei Isolationsschichten 521, 522, die die leitfähigen Schichten 511, 512, 513 voneinander isolieren; sowie eine weitere Isolationsschicht 523, die eine leitfähige Schicht 513 der drei leitfähigen Schichten von dem Halbleiterkörper 100 trennt. Die ersten horizontalen Leitungsabschnitte 20 sind in einer ersten leitfähigen Schicht 511 angeordnet, die im Folgenden auch als obere leitfähige Schicht bezeichnet wird. Die vertikalen Leitungssegmente 31, 33, 35 der vertikalen Leitungsabschnitte 30 sind als elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen, die sich in einer vertikalen Richtung durch die Isolationsschichten 521, 522, 523 hindurch erstrecken, realisiert. Die Verbindungselemente 32, 34, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer zweiten und einer dritten leitfähigen Schicht 512, 513 implementiert.
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Die ersten und zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 20, 40 und die vertikalen Leitungsabschnitte 30 bestehen aus elektrisch leitfähigen Materialien, wie z. B. Metallen, etwa Aluminium, Kupfer, Wolfram, Titan, oder aus Metalllegierungen, wobei zur Implementierung der horizontalen und vertikalen Leitungsabschnitte entweder dieselben Materialien, oder wobei unterschiedliche Materialien für diese einzelnen Leitungsabschnitte verwendet werden können.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen, sind die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 40 dotierte Halbleiterzonen, die in dem Halbleiterkörper 100 unterhalb der Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 angeordnet sind. Diese dotierten Halbleiterzonen können beispielsweise hochdotierte Halbleiterzonen sein. Die dotierten Halbleiterzonen können n- oder p-dotierte Halbleiterzonen sein.
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Aufgrund des Vorhandenseins vertikaler Leitungsabschnitte 30 ist die Sensorleitung 10 insbesondere für die Detektion lateraler Risse geeignet, also für die Detektion von Rissen, die sich in einer lateralen Richtung der integrierten Schaltungsanordnung erstrecken können. Ein lateraler Riss 200 ist schematisch in 1 gezeigt. Ein derartiger lateraler Riss unterbricht die Sensorleitung 10 in horizontaler/lateraler Richtung elektrisch und erhöht deshalb den ohmschen Widerstand der Sensorleitung 10. Verfahren zur Auswertung des ohmschen Widerstandes der Sensorleitung 10 werden im Folgenden noch im Detail erläutert.
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Integrierte Schaltungsanordnungen, wie die in 1 schematisch dargestellte, können mittels eines Verfahrens hergestellt werden, bei dem mehrere identische integrierte Schaltungen auf/in einem Siliziumwafer hergestellt werden, und bei dem der Wafer mittels mechanischer Schneide- oder Trennverfahren, beispielsweise Sägen, Laserschneiden, Wasserschneiden, usw., schließlich in die einzelnen integrierten Schaltungen unterteilt wird. Diese mechanischen Trennverfahren können zu mechanischen Beschädigungen, wie beispielsweise Risse, der einzelnen integrierten Schaltungen führen, wobei diese Beschädigungen mittels einer Sensorleitung detektiert werden müssen, wie beispielsweise mittels der zur erläuterten Sensorleitung 10. Da die mechanischen Beschädigungen aus der Trennung des Wafers resultieren, treten sie üblicherweise nahe der Ränder der integrierten Schaltung auf, wobei die Ränder aus dem Trennungsprozess resultieren. Daher wird die Sensorleitung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel nahe der Ränder des Halbleiterkörpers bzw. der integrierten Schaltung angeordnet.
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3 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch einen Abschnitt der Sensorleitung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 die vertikalen Leitungssegmente 31, 33, 35 des vertikalen Leitungsabschnitts 30 zueinander in vertikaler Richtung in einer Linie angeordnet sind, sind die vertikalen Leitungssegmente 31, 33, 35 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 in horizontaler Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Diese vertikalen Leitungsabschnitte 31, 33, 35 bilden zusammen mit den Verbindungselementen 32, 34 eine mäanderartige Struktur, die sich in der vertikalen Richtung der integrierten Schaltungsanordnung erstreckt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 können die Verbindungselemente 32, 34 derart implementiert werden, dass ihre horizontale Ausdehnung der horizontalen Ausdehnung der Durchkontaktierungen, die die vertikalen Leitungssegmente 31, 33, 35 darstellen, korrespondiert. Um bei der Herstellung der vertikalen Leitungssegmente 31, 33, 35 Ausrichtungsfehler bzw. Justierfehler zu kompensieren, können die horizontalen Ausdehnungen der Verbindungselemente 32, 34 allerdings auch größer als die horizontalen Ausdehnungen der Durchkontaktierungen 31, 33, 35 sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 werden die Abmessungen der Verbindungselemente 32, 34 so gewählt, dass ein Verbindungselement die vertikalen Leitungssegmente, die in zwei benachbarten Isolationsschichten implementiert sind, miteinander verbindet.
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4 zeigt eine Draufsicht einer integrierten Schaltungsanordnung mit einer Sensorleitung 10, die in der Nähe des Randes 102 des Halbleiterkörpers 100 bzw. der integrierten Schaltungsanordnung angeordnet ist. Bei der in 4 dargestellten Draufsicht, sind die horizontalen Leitungsabschnitte 20 mittels durchgezogener Linien dargestellt. Die vertikalen Leitungsabschnitte 31 und die zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 40, die in vertikaler Richtung unterhalb der ersten horizontalen Leitungsabschnitte 10 angeordnet sind, sind in 4 mittels punktierter Linien dargestellt.
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4 zeigt nur eine Sensorleitung 10, die entlang des Randes 102 der integrierten Schaltungsanordnung angeordnet ist. Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die integrierte Schaltungsanordnung wenigstens eine zusätzliche Sensorleitung auf, die in der Nähe eines weiteren der Ränder der integrierten Schaltungsanordnung angeordnet ist. Sensorleitungen, beispielsweise die Sensorleitung 10 gemäß der 1 und 4, sind jedoch nicht darauf beschränkt, am Rand von integrierten Schaltungsanordnungen angeordnet zu werden. Eine oder mehrere Sensorleitungen können auch von den Rändern der integrierten Schaltungsanordnung entfernt angeordnet werden.
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5 zeigt schematisch eine Draufsicht einer integrierten Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Sensorleitung 10 in der horizontalen Ebene eine ringförmige Geometrie auf und erstreckt sich entlang aller vier Ränder der integrierten Schaltungsanordnung. Der Ring ist jedoch nicht vollständig geschlossen. Zwischen zwei Verbindungselementen 21, die die ersten und zweiten Kontaktanschlüsse 11, 12 darstellen, ist eine Lücke vorhanden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist die Lücke in horizontaler Richtung vorhanden. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch eine Lücke in vertikaler Richtung (nicht gezeigt) vorhanden sein.
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Bezug nehmend auf 5 weist die integrierte Schaltungsanordnung optional einen Dichtungsring auf. Dichtungsringe schützen integrierte Schaltungsanordnungen vor externen Einflüssen, beispielsweise vor dem Eintreten von Verunreinigungen in lateraler Richtung. Solche Dichtungsringe sind bekannt, so dass diesbezüglich an dieser Stelle keine weiteren Ausführungen notwendig sind. Gemäß einer Ausführungsform ist die Sensorleitung 10, beispielsweise die ringförmige Sensorleitung 10 gemäß 5, innerhalb des Dichtungsrings 60 angeordnet. Der Dichtungsring 60 kann zwischen der Sensorleitung 10 und dem Rand der integrierten Schaltungsanordnung angeordnet sein.
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6 zeigt schematisch einen vertikalen Querschnitt einer integrierten Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten dadurch, dass die horizontalen Leitungsabschnitte der Sensorleitung 10 nicht als dotierte Halbleiterzonen, sondern in einer der leitfähigen Schichten, nämlich der dritten oder unteren leitfähigen Schichten 513, ausgebildet sind.
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7, die 7A bis 7E umfasst, zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sensorleitung 10, die vertikale Leitungsabschnitte mit einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden mäanderartigen Struktur aufweisen. In 7 sind nur zwei solcher vertikaler Leitungsabschnitte gezeigt, wobei die einzelnen Komponenten eines ersten dieser vertikalen Leitungsabschnitte mit Bezugszeichen mit dem Index ”1” bezeichnet sind und Komponenten eines zweiten vertikalen Leitungsabschnittes mit Bezugszeichen mit dem Index ”2” bezeichnet sind. 7A zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine Anordnung mit zwei vertikalen Leitungsabschnitten, einem ersten horizontalen Leitungsabschnitt 20 und zwei weiteren horizontalen Leitungsabschnitten 401, 402. Zum einfacheren Verständnis der Struktur sind die Komponenten der zweiten vertikalen Leitungsabschnitte in 7 schattiert gezeichnet.
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7B zeigt einen horizontalen Querschnitt durch Verbindungselemente in der dritten leitfähigen Schicht 513. 7C zeigt einen horizontalen Querschnitt durch Verbindungselemente in der zweiten leitfähigen Schicht 512 und 7D zeigt einen horizontalen Querschnitt durch den ersten horizontalen Leitungsabschnitt 20. 7E zeigt einen vertikalen Querschnitt entlang der in 7A dargestellten Schnittlinie F-F.
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Die vertikalen Leitungsabschnitte 31, 33, 35 und die Verbindungselemente 32, 34 eines vertikalen Leitungsabschnitts bilden eine mäanderartige Struktur, wobei die Verbindungselemente 32, 34 sich im Wesentlichen in jene horizontale Richtung erstrecken, in die sich auch der erste horizontale Leitungsabschnitt 20 erstreckt und in der die zwei zweiten horizontalen Leitungsabschnitte 401, 402 beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Verbindungselemente 33, 34 sind jeweils L-förmig und sind beabstandet zueinander in einer horizontalen Richtung angeordnet, die senkrecht zu jener horizontalen Richtung verläuft, in der sich die Verbindungselemente 32, 34 hauptsächlich erstrecken. Aufgrund der zueinander beabstandeten Anordnung der Verbindungselemente 321, 322 und der Verbindungselemente 341, 342 wird ein Kurzschluss zwischen diesen Verbindungselementen vermieden.
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8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Auswerteschaltung 50, die dazu ausgebildet ist, die Impedanz, insbesondere den ohmschen Widerstand, der Sensorleitung 10 auszuwerten. In 8 ist die Sensorleitung schematisch als ohmscher Widerstand dargestellt, der zwischen die Kontaktanschlüsse 11, 12, gekoppelt ist. Die Auswerteschaltung 50 gemäß 8 weist eine Stromquelle 51 auf, die zwischen die Kontaktklemmen 11, 12 und eine Spannungsmesseinheit 52 gekoppelt ist. Die Stromquelle 51 ist dazu ausgebildet, einen Messstrom durch die Sensorleitung 10 zu treiben und die Spannungsmesseinheit ist dazu ausgebildet, den aus dem Messstrom resultierenden Spannungsabfall über der Sensorleitung 10 zu messen.
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Eine Steuerschaltung (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Mikrokontroller, kann das Messsignal S52 empfangen. Durch einen Vergleich des Messsignals S52 mit einem vorhergehenden Messsignal oder durch Vergleich des Messsignals S52 mit einem festen Referenzwert kann ein Fehler auf der Sensorleistung 10 detektiert werden. Der Referenzwert ist so gewählt, dass der Spannungsabfall über die Sensorleitung 10 nur dann über den gemessenen Spannungsabfall steigt, wenn ein Defekt der Sensorleitung 10 vorliegt, wie beispielsweise eine Unterbrechung der Sensorleitung 10 aufgrund eines Defekts/Risses in der integrierten Schaltungsanordnung.
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Optional kann das durch die Spannungsmesseinheit erzeugte gestellte Messsignal S52 mit einem Referenzsignal Vref, das durch eine Referenzsignalquelle 53 bereitgestellt wird, verglichen werden. Für den Vergleich des gemessenen Signals und des Referenzsignals Vref kann ein Komparator 54 verwendet werden, der ein von dem Vergleichsergebnis abhängiges Ausgangssignal bereitstellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel nimmt das Ausgangssignal des Komparators 54 entweder einen Normalzustand oder einen Fehlerzustand an, wobei das Ausgangssignal den Fehlerzustand annimmt, wenn der gemessene Spannungsabfall über der Sensorleitung 10 einen Wert annimmt, der größer ist als der Referenzwert Vref. Der Referenzwert Vref wird so gewählt, dass der Spannungsabfall über der Sensorleitung nur dann über den gemessenen Spannungsabfall steigt, wenn ein Defekt der Sensorleitung 10 vorliegt, wie beispielsweise eine Unterbrechung der Sensorleitung 10 aufgrund eines Defekts/Risses der integrierten Schaltungsanordnung.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 wird der Spannungsabfall über die Stromquelle 51 gemessen. Jedoch tragen bei diesem Beispiel die Verbindungsleitungen 55, 56 zwischen der Stromquelle 51 und den Kontaktklemmen 11, 12 ebenfalls zum Messergebnis bei.
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Deshalb kann der Spannungsabfall bei einem weiteren in 9 dargestellten Ausführungsform auch direkt zwischen den Kontaktklemmen 11, 12 gemessen werden.
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Es ist selbstverständlich, dass das Treiben eines Stromes durch die Sensorleitung 10 und die Auswertung des Spannungsabfalls aufgrund des durch die Sensorleitung 10 fließenden Stromes lediglich eine von mehreren Möglichkeiten zur Auswertung der Impedanz der Sensorleitung 10 darstellt.
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Die Auswerteschaltung 50, die in 1 lediglich schematisch dargestellt ist, kann eine externe Schaltung sei, wie beispielsweise eine Schaltung, die nicht in dem Halbleiterkörper 100 integriert ist, oder auch eine Schaltung, die in den Halbleiterkörper 100 integriert ist. Bei den Ausführungsbeispielen, bei denen die Auswerteschaltung 50 in dem Halbleiterkörper 100 integriert ist, kann die Auswerteschaltung 50 auch zur Diagnose der integrierten Schaltung verwendet werden, bevor der Wafer, der mehrere identische integrierte Schaltungen aufweist, in einzelne integrierte Schaltungen unterteilt wird. Durch den Vergleich der Impedanz der Sensorleitung 10 einer bestimmten integrierten Schaltung vor der Unterteilung des Wafers und nach der Unterteilung des Wafers kann eine erste Diagnose durchgeführt werden. Für den Fall, dass sich die Impedanz der Sensorleitung signifikant ändert, wenn der Wafer in die einzelnen integrierten Schaltungen zerteilt wird, ist es wahrscheinlich, dass während des Teilungsprozesses ein Defekt, beispielsweise ein Riss, aufgetreten ist.
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Die Auswerteschaltung 50 kann natürlich auch während des Betriebs des Chips zur Diagnose der integrierten Schaltung verwendet werden. In diesem Fall können Messwerte für die Impedanz der Sensorleitung 10 auch mit vorherigen Messwerten oder mit festen Referenzwerten, wie beispielsweise dem Referenzwert Vref gemäß 9, verglichen werden.
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Schließlich sei angemerkt, dass die Merkmale, die im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert wurden, auch dann mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, wenn dies nicht explizit zuvor erwähnt wurde.