JP2000307068A - Semiconductor device, use thereof, and method of testing the same - Google Patents
Semiconductor device, use thereof, and method of testing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に低
電圧系回路部と高電圧系回路部とを一体に有する構成の
半導体装置およびその試験方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a low-voltage circuit section and a high-voltage circuit section integrated on a semiconductor substrate, and a test method therefor.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】論理系の低電圧系の回
路素子と高耐圧系のnチャンネル形FETを一体に備え
た集積回路などにおいては、高耐圧系のnチャンネル形
FETをソース接地で用いる場合には、そのソース・ゲ
ート間に高電圧を印加してスクリーニングを行なう場合
に、論理系の回路素子にも同時に高電圧が印加されるた
め、そのままそのようなスクリーニング試験を行なうこ
とはできない。SUMMARY OF THE INVENTION In an integrated circuit or the like having a logic low-voltage circuit element and a high-breakdown-voltage n-channel FET integrated with each other, the high-breakdown-voltage n-channel FET is grounded at the source. When used, when screening is performed by applying a high voltage between the source and the gate, such a screening test cannot be performed as it is because a high voltage is simultaneously applied to circuit elements of a logic system. .
【0003】図4は、そのような構成の集積回路の一例
を示すもので、論理回路1と高圧回路2とが一体に設け
られる構成である。論理回路1は、低圧電源VDDから
給電されるバッファ回路3,4が設けられ、それぞれに
は相補的な入力信号Pin,Pinxが与えられるよう
になっている。高圧回路2は、高圧電源VDDHとグラ
ンド端子間にプッシュプル形に接続されたpチャンネル
形MOSFET5,nチャンネル形MOSFET6と、
このpチャンネルMOSFET5を駆動するためのバイ
アス抵抗7および駆動用のnチャンネルMOSFET8
から構成されている。FIG. 4 shows an example of an integrated circuit having such a configuration, in which a logic circuit 1 and a high-voltage circuit 2 are provided integrally. The logic circuit 1 is provided with buffer circuits 3 and 4 to which power is supplied from the low-voltage power supply VDD, and to which complementary input signals Pin and Pinx are supplied. The high-voltage circuit 2 includes a p-channel MOSFET 5 and an n-channel MOSFET 6 connected in a push-pull manner between a high-voltage power supply VDDH and a ground terminal;
Bias resistor 7 for driving p-channel MOSFET 5 and n-channel MOSFET 8 for driving
It is composed of
【0004】pチャンネル形MOSFET5は、バッフ
ァ回路3から駆動用のnチャンネル形MOSFET8に
ハイレベルの信号Pinが与えられるとバイアス抵抗7
を介してゲートバイアスが与えられてオンする。このと
き、バッファ回路4にはロウレベルの信号Pinxが与
えられるのでnチャンネル形MOSFET6はオフ状態
に保持される。これにより出力端子Qは高圧電源VDD
HがpチャンネルMOSFET5を介して給電される。
また、バッファ回路3にロウレベルの信号Pin,バッ
ファ回路4にハイレベルの信号Pinxが与えられる
と、pチャンネルMOSFET5はオフし、nチャンネ
ルMOSFET6はオンし、出力端子Qはグランド端子
に導通された状態となる。When a high-level signal Pin is applied from a buffer circuit 3 to a driving n-channel MOSFET 8, a p-channel MOSFET 5 has a bias resistor 7.
, And a gate bias is applied to turn on. At this time, since the low-level signal Pinx is supplied to the buffer circuit 4, the n-channel MOSFET 6 is kept in the off state. As a result, the output terminal Q is connected to the high voltage power supply VDD.
H is supplied via the p-channel MOSFET 5.
When a low-level signal Pin is supplied to the buffer circuit 3 and a high-level signal Pinx is supplied to the buffer circuit 4, the p-channel MOSFET 5 is turned off, the n-channel MOSFET 6 is turned on, and the output terminal Q is electrically connected to the ground terminal. Becomes
【0005】このような構成において、製作された集積
回路のスクリーニング試験を行なう場合に、高圧回路2
のnチャンネル形MOSFET6は、低電圧系の論理回
路1からゲート信号を与えられる構成となっているの
で、ゲートに、例えば7V以上の高電圧を印加するスク
リーニング試験を行なうことができない構造となってい
る。これは、論理回路1と高圧回路2との各グランド端
子は半導体基板(図示せず)を共通にして接続された状
態となっているからであり、高電圧が論理回路にも印加
されるため、論理回路を構成する素子が破壊されてしま
うためである。In such a configuration, when performing a screening test of the manufactured integrated circuit, the high-voltage circuit 2
Since the n-channel MOSFET 6 is configured to receive a gate signal from the low-voltage logic circuit 1, a screening test in which a high voltage of, for example, 7 V or more is applied to the gate cannot be performed. I have. This is because the ground terminals of the logic circuit 1 and the high voltage circuit 2 are connected to a common semiconductor substrate (not shown), and a high voltage is also applied to the logic circuit. This is because elements constituting the logic circuit are destroyed.
【0006】そこで、このような構成においてもnチャ
ンネル形MOSFETに対してゲートに高電圧を印加で
きるようにする構成とするために、例えば、論理回路と
nチャンネル形MOSFETのゲートとの間にスイッチ
素子を設け、スクリーニング試験ではスイッチ素子をオ
フした状態でゲートに高電圧を印加する構成が考えられ
ている。しかし、この場合には、スイッチ素子を別途に
設けるためその分の回路面積が増大することに加え、ス
イッチ素子自体にどのように高電圧を印加するかという
構成についても問題となり、実用上の点で採用すること
が困難となるものである。In order to apply a high voltage to the gate of the n-channel MOSFET even in such a configuration, for example, a switch is provided between the logic circuit and the gate of the n-channel MOSFET. In a screening test, a configuration is considered in which a high voltage is applied to the gate in a state where the switching element is turned off. However, in this case, since the switching element is separately provided, the circuit area is increased by that amount, and the configuration of how to apply a high voltage to the switching element itself becomes a problem. This makes it difficult to adopt them.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、チップ内での回路面積の増大を招くこ
となく、低電圧系の素子とは独立して高耐圧系の素子に
対して高電圧印加を行なうことができるようにした半導
体装置および半導体装置の試験方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high-voltage element independently of a low-voltage element without increasing the circuit area in a chip. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of applying a high voltage thereto and a method of testing the semiconductor device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、低電圧系回路部(12)の低電圧系グランド端子
(GNDL)を半導体基板(20)の端部に電気的接続
可能に導出すると共に、高電圧系回路部(13)の高電
圧系グランド端子(GNDH)を半導体基板(20)の
端部に電気的接続可能に導出する構成としているので、
高電圧系回路部(13)を構成する回路素子に対してス
クリーニング試験を行なう場合において、高電圧系グラ
ンド端子(GNDH)側に接続される回路素子(17)
に高電圧を印加する場合でも、低電圧系回路部(12)
の回路素子(14,15)に過大な電圧を与えないよう
に接続することができるようになる。これにより、特別
の回路素子を必要としない構成としてスクリーニング試
験を行なうようにすることができるようになる。According to the first aspect of the present invention, the low voltage system ground terminal (GNDL) of the low voltage system circuit section (12) can be electrically connected to the end of the semiconductor substrate (20). In addition to the above, the high voltage system ground terminal (GNDH) of the high voltage system circuit section (13) is electrically connected to the end of the semiconductor substrate (20).
A circuit element (17) connected to a high-voltage ground terminal (GNDH) when performing a screening test on circuit elements constituting the high-voltage circuit section (13).
Low voltage circuit section (12)
Can be connected so as not to apply an excessive voltage to the circuit elements (14, 15). As a result, the screening test can be performed as a configuration that does not require a special circuit element.
【0009】請求項2の発明によれば、高電圧系回路部
(13)に、回路素子として高耐圧のnチャンネル形F
ET(17)をソース接地で用いる構成としているの
で、そのFET(17)のゲートに高電圧を印加してス
クリーニング試験を行なう場合に適合した構成を得るこ
とができるようになる。According to the second aspect of the present invention, the high voltage system circuit section (13) has a high withstand voltage n-channel type F as a circuit element.
Since the configuration is such that the ET (17) is used with the source grounded, a configuration suitable for performing a screening test by applying a high voltage to the gate of the FET (17) can be obtained.
【0010】請求項3の発明によれば、上述の構成を、
半導体基板(20)としてSOI(Semiconductor On I
nsulator)基板を用いる構成とし、低電圧系回路部(1
2)および高電圧系回路部(13)をそれぞれ異なるS
OI層に形成して低電圧系グランド端子(GNDL)お
よび高電圧系グランド端子(GNDH)を導出する構成
としているので、半導体基板(20)自体を共通のグラ
ンド端子とするような構成と異なり、低電圧系回路部
(12)および高電圧系回路部(13)のそれぞれに独
立したグランド端子(GNDL,GNDH)を設ける構
成とすることができる。これにより、前述したスクリー
ニング試験を行なう場合でも、試験用の回路素子を付加
する構成とすることなく行なうことができるようにな
る。According to the third aspect of the present invention,
SOI (Semiconductor On I) as a semiconductor substrate (20)
nsulator) substrate and a low-voltage circuit section (1
2) and the high-voltage circuit section (13)
Since the low-voltage ground terminal (GNDL) and the high-voltage ground terminal (GNDH) are formed on the OI layer to derive, the semiconductor substrate (20) itself is different from the common ground terminal. The low-voltage circuit section (12) and the high-voltage circuit section (13) may be provided with independent ground terminals (GNDL, GNDH). As a result, even when the above-described screening test is performed, the screening test can be performed without adding a circuit element for testing.
【0011】請求項4の発明によれば、上述の構成を有
する半導体装置を使用する場合において、低電圧系グラ
ンド端子(GNDL)と高電圧系グランド端子(GND
H)とを外部端子で共通に接続した状態で使用するの
で、通常の回路構成上では従来のものと全く同等に取り
扱うことができ、この場合において特に回路構成上で付
加されるものはないので、支障なく使用することができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, when the semiconductor device having the above-described configuration is used, the low-voltage ground terminal (GNDL) and the high-voltage ground terminal (GND) are used.
And H) are used in a state where they are commonly connected by external terminals, so that they can be handled in the same manner as the conventional circuit in a normal circuit configuration. In this case, there is no particular addition in the circuit configuration. , Can be used without hindrance.
【0012】請求項5の発明によれば、上述の構成を有
する半導体装置を用いて高電圧系回路部(13)の回路
素子(17)と高電圧系グランド端子(GNDH)との
間に高電圧を印加する試験を行なう場合において、高電
圧系グランド端子(GNDH)には、低電圧系グランド
端子(GNDL)よりも負側の電圧を印加することによ
り高電圧を印加するようにしたので、高電圧系の回路素
子(17)に高電圧を印加する試験を独立して行なうこ
とができ、その場合でも、低電圧系の回路素子(14,
15)に対しては、高電圧が印加されないようにして破
壊されるのを防止するようにして試験を行なうことがで
きるようになる。According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor device having the above configuration is used to provide a high voltage between the circuit element (17) of the high voltage system circuit section (13) and the high voltage system ground terminal (GNDH). When performing a test for applying a voltage, a high voltage is applied to the high voltage system ground terminal (GNDH) by applying a voltage on the negative side of the low voltage system ground terminal (GNDL). A test for applying a high voltage to the high-voltage circuit element (17) can be performed independently. Even in this case, the low-voltage circuit element (14,
With respect to 15), a test can be performed by preventing high voltage from being applied and preventing destruction.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図1ないし図3を参照しながら説明する。図1は集積
回路チップの内部に多数形成される駆動ユニット11の
一つの電気的構成を示しており、各駆動ユニット11
は、低電圧系回路部12および高電圧系回路部13が設
けられる構成である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows one electrical configuration of a large number of drive units 11 formed inside an integrated circuit chip.
Has a configuration in which a low-voltage circuit section 12 and a high-voltage circuit section 13 are provided.
【0014】論理回路部として構成された低電圧系回路
部12には、CMOSからなるバッファ回路14,15
が設けられている。バッファ回路14および15は、入
力端子に相補的な論理レベルの信号Pin、Pinxが
与えられるようになっており、これに応じて出力端子か
ら同じ論理レベルを示す信号を出力する。バッファ回路
14,15は、電源端子の一方が低電圧電源端子VDD
Lに接続され、他方が低電圧系グランド端子GNDLに
接続されている。The low voltage circuit section 12 configured as a logic circuit section includes buffer circuits 14 and 15 made of CMOS.
Is provided. The buffer circuits 14 and 15 are configured such that signals of complementary logical levels Pin and Pinx are supplied to input terminals, and output signals indicating the same logical level from output terminals in response to the signals. One of the power supply terminals of the buffer circuits 14 and 15 has a low-voltage power supply terminal VDD.
L, and the other is connected to the low-voltage ground terminal GNDL.
【0015】高電圧系回路部13は、高電圧電源端子V
DDHと高電圧系グランド端子GNDHとの間にプッシ
ュプル型に接続されたpチャンネル形MOSFET16
とnチャンネル形MOSFET17とを主体とした構成
とされている。MOSFET16,17は、後述するよ
うに、共にLDMOS(Lateral Double defused MOS)
構造を採用した素子として半導体基板上20(図2参
照)に形成されており、各MOSFET16,17の端
子は独立した状態に設けることができる構成となってい
る。The high voltage system circuit section 13 includes a high voltage power supply terminal V
P-channel MOSFET 16 connected in a push-pull type between DDH and high voltage system ground terminal GNDH
And an n-channel MOSFET 17 as a main component. The MOSFETs 16 and 17 are both LDMOS (Lateral Double defused MOS) as described later.
It is formed on a semiconductor substrate 20 (see FIG. 2) as an element adopting the structure, and the terminals of the MOSFETs 16 and 17 can be provided independently.
【0016】これらMOSFET16,17は、それぞ
れソースが高電圧電源端子VDDH、高電圧系グランド
端子GNDHに接続されるソース接地型の回路で、ドレ
インが共通に接続され出力端子Qとされている。nチャ
ンネル形MOSFET17のゲート端子は、低電圧系回
路部12のバッファ回路15の出力端子に接続され、オ
ンオフが制御されるようになっている。pチャンネル形
MOSFET16をオンオフ制御する駆動回路として、
高電圧電源端子VDDHと高電圧系グランド端子GND
Hとの間に、バイアス抵抗18a,18b,18cおよ
び駆動用nチャンネル形MOSFET19が直列に接続
されている。These MOSFETs 16 and 17 are source-grounded circuits whose sources are connected to a high-voltage power supply terminal VDDH and a high-voltage ground terminal GNDH, respectively, and their drains are connected in common and used as output terminals Q. The gate terminal of the n-channel type MOSFET 17 is connected to the output terminal of the buffer circuit 15 of the low voltage system circuit section 12, so that on / off is controlled. As a drive circuit for controlling on / off of the p-channel MOSFET 16,
High voltage power supply terminal VDDH and high voltage system ground terminal GND
H, bias resistors 18a, 18b, 18c and a driving n-channel MOSFET 19 are connected in series.
【0017】nチャンネル形MOSFET19のゲート
端子は、低電圧系回路部12のバッファ回路14の出力
端子に接続され、オンオフが制御されるようになってい
る。バイアス抵抗18a〜18cを分圧して得られる電
圧がpチャンネル形MOSFET16のゲート端子に与
えられるように接続されている。なお、各MOSFET
16,17,19には、構造上作り込まれるダイオード
16a,17a,19aがドレイン・ソース間に接続さ
れた構成となっている。The gate terminal of the n-channel MOSFET 19 is connected to the output terminal of the buffer circuit 14 of the low-voltage circuit section 12, so that on / off is controlled. It is connected so that a voltage obtained by dividing the bias resistors 18a to 18c is applied to the gate terminal of the p-channel MOSFET 16. In addition, each MOSFET
Each of 16, 17, and 19 has a structure in which diodes 16a, 17a, and 19a formed in a structure are connected between the drain and the source.
【0018】図2は、上述した駆動ユニット11を半導
体基板であるシリコン基板20に形成した状態で示す模
式的断面図で、以下、この構成について簡単に説明す
る。シリコン基板20には、全面にSiO2などの絶縁
膜21が形成され、その上に単結晶シリコン膜22が形
成されており、SOI(Silicon On Insulator)構造と
されている。単結晶シリコン膜22は、膜厚が1μm前
後から数μm程度のもので、極少量のn形不純物が導入
されたn−−形として形成されているが、真性半導体に
近い高抵抗に設定されている。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a state in which the above-mentioned drive unit 11 is formed on a silicon substrate 20 which is a semiconductor substrate, and this configuration will be briefly described below. An insulating film 21 such as SiO2 is formed on the entire surface of the silicon substrate 20, and a single-crystal silicon film 22 is formed thereon, and has an SOI (Silicon On Insulator) structure. The single-crystal silicon film 22 has a thickness of about 1 μm to about several μm and is formed as an n−− type in which a very small amount of n-type impurity is introduced, but is set to have a high resistance close to that of an intrinsic semiconductor. ing.
【0019】この単結晶シリコン膜22に、上述した低
電圧系回路部12および高電圧系回路部13が作り込ま
れている。図2には、簡単のために、低電圧系回路部1
2として構成されるCMOS回路部12aと、高電圧系
回路部13として構成されるpチャンネル形MOSFE
T16およびnチャンネル形MOSFET17とを代表
して示している。The low-voltage circuit section 12 and the high-voltage circuit section 13 described above are formed in the single crystal silicon film 22. FIG. 2 shows a low-voltage circuit section 1 for simplicity.
2 and a p-channel MOSFET configured as the high-voltage circuit 13
T16 and n-channel MOSFET 17 are shown as representatives.
【0020】単結晶シリコン膜22は、トレンチにより
各素子の素子形成領域に分離されており、表面部分には
各素子形成領域の境界部分の絶縁性を高めると共に素子
形成領域内の所定領域にLOCOS23が形成されてい
る。CMOS回路部12aの素子形成領域には、nチャ
ンネル形MOSFET24およびpチャンネル形MOS
FET25が形成されており、それぞれに対応して低不
純物濃度のp形ウェル26,低不純物濃度のn形ウェル
27を形成すると共に、高不純物濃度のn形のソース・
ドレイン領域28a,28b、高不純物濃度のp形のソ
ース・ドレイン領域29a,29bが形成されている。The single crystal silicon film 22 is separated by trenches into element formation regions of the respective elements. The surface portion of the single crystal silicon film 22 enhances the insulation at the boundary between the element formation regions, and has a LOCOS 23 in a predetermined region within the element formation region. Are formed. The n-channel type MOSFET 24 and the p-channel type MOS 24
An FET 25 is formed. A p-type well 26 with a low impurity concentration and an n-type well 27 with a low impurity concentration are formed correspondingly, and an n-type source and a high impurity concentration are formed.
Drain regions 28a and 28b and p-type source / drain regions 29a and 29b having a high impurity concentration are formed.
【0021】各ソース・ドレイン領域28a,28b間
および29a,29b間にはゲート酸化膜を形成した上
にポリシリコンからなるゲート電極30,31が所定形
状に形成されると共に、それぞれソース電極32a,3
3a,ドレイン電極32b,33bが形成されている。
nチャンネル形MOSFET24のソース電極32a
は、低電圧系グランド端子GNDLに接続されるように
図示しない電極パターンが配置形成されている。他の電
極32b,33a,33bは回路素子間に接続されるよ
うに図示しない電極パターンが形成されている。A gate oxide film is formed between the source / drain regions 28a and 28b and between the source and drain regions 29a and 29b, and gate electrodes 30 and 31 made of polysilicon are formed in a predetermined shape. 3
3a and drain electrodes 32b and 33b are formed.
Source electrode 32a of n-channel MOSFET 24
Is formed with an electrode pattern (not shown) so as to be connected to the low-voltage ground terminal GNDL. The other electrodes 32b, 33a, 33b are formed with an electrode pattern (not shown) so as to be connected between circuit elements.
【0022】次に、nチャンネル形MOSFET17の
素子形成領域において、単結晶シリコン膜22には、全
体に低濃度のn形不純物を所定深さまで導入しており、
その中央部のドレイン形成領域には比較的低不純物濃度
のn形領域34を形成しその内側に高不純物濃度のn形
領域35を二重に拡散形成している。そして、周辺部に
はソース形成領域には低不純物濃度のp形ウェル領域3
6,p形チャンネル領域37を形成すると共に、その内
側領域に高不純物濃度のp形領域38および高不純物濃
度のn形領域39が形成されている。Next, in the element forming region of the n-channel type MOSFET 17, a low concentration n-type impurity is entirely introduced into the single crystal silicon film 22 to a predetermined depth.
An n-type region 34 having a relatively low impurity concentration is formed in the drain formation region at the center thereof, and an n-type region 35 having a high impurity concentration is double-diffused inside the region. In the peripheral portion, a p-type well region 3 having a low impurity concentration is formed in a source forming region.
6, a p-type channel region 37 is formed, and a p-type region 38 having a high impurity concentration and an n-type region 39 having a high impurity concentration are formed in an inner region thereof.
【0023】p形チャンネル領域37の上にはゲート酸
化膜が形成されその上にポリシリコンからなるゲート電
極40が所定形状に形成されている。p形領域38およ
びn形領域39の両者にまたがるようにソース電極41
が形成され、ドレイン形成領域のn形領域35上にはド
レイン電極42が形成され、ゲート電極40上にはゲー
ト引出電極43が形成されている。このnチャンネル形
MOSFET17のソース電極41は、前述のように、
高電圧系グランド端子GNDHに接続されるように図示
しない電極パターンによって配線されている。A gate oxide film is formed on the p-type channel region 37, and a gate electrode 40 made of polysilicon is formed thereon in a predetermined shape. The source electrode 41 extends over both the p-type region 38 and the n-type region 39.
Is formed, a drain electrode 42 is formed on the n-type region 35 of the drain formation region, and a gate extraction electrode 43 is formed on the gate electrode 40. The source electrode 41 of the n-channel MOSFET 17 is, as described above,
It is wired by an electrode pattern (not shown) so as to be connected to the high voltage system ground terminal GNDH.
【0024】同様にして、pチャンネル形MOSFET
16の素子形成領域においても、n形とp形を入れ替え
た形に形成する各領域が形成されている。すなわち、ド
レイン形成領域にはp形領域44,45が形成され、ソ
ース形成領域にはn形ウェル領域46、n形チャンネル
領域47、n形領域48およびp形領域49が形成さ
れ、さらに、ゲート電極50、ソース電極51、ドレイ
ン電極52、ゲート引出電極53が形成されている。Similarly, a p-channel MOSFET
Also in the 16 element formation regions, each region is formed in such a manner that the n-type and the p-type are interchanged. That is, p-type regions 44 and 45 are formed in the drain formation region, an n-type well region 46, an n-type channel region 47, an n-type region 48, and a p-type region 49 are formed in the source formation region. An electrode 50, a source electrode 51, a drain electrode 52, and a gate extraction electrode 53 are formed.
【0025】上記構成においては、低電圧系回路部12
と高電圧系回路部13とは、それぞれ異なるグランド端
子GNDL,GNDHとして独立して設けられ、半導体
基板20上においても、基板側とは絶縁された状態で設
けられた構成となっているので、従来構成のもののよう
に構造的にグランド端子が共通となるのではなく、外部
で接続することで共通のグランド端子とすることもでき
るし、必要に応じて異なるグランド端子として用いるこ
ともできる構成となっている。また、上記した駆動ユニ
ット11は、多数設けられており、それぞれの低電圧系
グランド端子GNDL間は共通に接続されると共に、高
電圧系グランド端子GNDH間も共通に接続された状態
として構成されている。In the above configuration, the low-voltage circuit section 12
And the high-voltage circuit section 13 are provided independently as different ground terminals GNDL and GNDH, respectively, and are also provided on the semiconductor substrate 20 in a state of being insulated from the substrate side. Rather than having a common ground terminal structurally as in the conventional configuration, a common ground terminal can be used by connecting externally, or a different ground terminal can be used if necessary. Has become. In addition, a large number of the drive units 11 described above are provided, and the low-voltage ground terminals GNDL are connected in common, and the high-voltage ground terminals GNDH are also connected in common. I have.
【0026】また、実際にこの集積回路チップを使用す
る場合には、前述した低電圧系グランド端子GNDLお
よび高電圧系グランド端子GNDHとは外部端子である
リードとしてパッケージから導出される構成となるが、
これらを共通に接続するようにして配線を行なって使用
することになる。When the integrated circuit chip is actually used, the low-voltage ground terminal GNDL and the high-voltage ground terminal GNDH described above are led out of the package as leads which are external terminals. ,
Wiring is performed such that these are connected in common and used.
【0027】なお、上述の回路構成における動作は、各
駆動ユニット11において、入力端子Pin,Pinx
にそれぞれ相補的な入力信号が与えられるようになって
いるので、例えば、PinがハイレベルでPinxがロ
ウレベルの信号である場合には、次のように動作する。
ここで、低電圧電源端子VDDLは例えば5V程度の電
圧が供給されており、高電圧電源端子VDDHは例えば
200V程度の電圧が供給されている。The operation of the above-described circuit configuration is such that the input terminals Pin, Pinx
Are supplied with complementary input signals. For example, when Pin is a high-level signal and Pinx is a low-level signal, the following operation is performed.
Here, the low-voltage power supply terminal VDDL is supplied with a voltage of, for example, about 5 V, and the high-voltage power supply terminal VDDH is supplied with a voltage of, for example, about 200 V.
【0028】まず、入力信号Pinにより、バッファ回
路14を介してハイレベルの信号が出力されるので、高
電圧系回路部13のnチャンネル形MOSFET19が
オンする。これによりバイアス抵抗18a〜18cに高
電圧電源端子VDDHから電流が流れ、出力段のpチャ
ンネル形MOSFET16は、ゲートバイアスが与えら
れるようになってオンする。入力信号Pinxはロウレ
ベルであるから、出力段のnチャンネル形MOSFET
17はオフ状態に保持される。この結果、出力端子Qは
オン状態のMOSFET16を介して高電圧電源端子V
DDHと導通した状態となる。First, a high-level signal is output via the buffer circuit 14 in response to the input signal Pin, so that the n-channel MOSFET 19 of the high-voltage circuit section 13 is turned on. As a result, a current flows from the high-voltage power supply terminal VDDH to the bias resistors 18a to 18c, and the p-channel MOSFET 16 in the output stage is turned on when a gate bias is applied. Since the input signal Pinx is at a low level, an n-channel MOSFET at the output stage
17 is kept in the off state. As a result, the output terminal Q is connected to the high voltage power supply terminal V
The state becomes conductive with DDH.
【0029】一方、入力端子Pin,Pinxのそれぞ
れにロウレベル,ハイレベルの信号が入力される場合に
は、nチャンネル形MOSFET19はオフされ、これ
に伴って出力段のpチャンネル形MOSFET16もオ
フされる。そして、nチャンネル形MOSFET17
は、ゲートバイアスが与えられてオンするようになる。
これにより、出力端子Qはオン状態のMOSFET17
を介して高電圧系グランド端子GNDHと導通した状態
となる。On the other hand, when a low-level signal and a high-level signal are input to the input terminals Pin and Pinx, the n-channel MOSFET 19 is turned off, and the p-channel MOSFET 16 in the output stage is also turned off. . And an n-channel MOSFET 17
Is turned on when a gate bias is applied.
As a result, the output terminal Q is connected to the MOSFET 17
Through the high voltage system ground terminal GNDH.
【0030】次に、上記構成の集積回路チップの駆動ユ
ニット11における出力段のnチャンネル形MOSFE
T17のゲートスクリーニング試験について説明する。
図3は、スクリーニング試験における各端子の接続状態
を示すもので、この試験においては、低電圧系グランド
端子GNDLと高電圧系グランド端子GNDHとは接続
しないで、別々の電位を与える。Next, an n-channel type MOSFE of the output stage in the drive unit 11 of the integrated circuit chip having the above configuration.
The T17 gate screening test will be described.
FIG. 3 shows a connection state of each terminal in the screening test. In this test, different potentials are applied without connecting the low-voltage ground terminal GNDL and the high-voltage ground terminal GNDH.
【0031】具体的には、nチャンネル形MOSFET
17のゲート・ソース間に50Vの直流電圧を印加する
ために、低電圧系グランド端子GNDLを0V、高電圧
系グランド端子GNDHを−50V、低電圧電源端子V
DDLを5V、高電圧電源端子VDDHをオープン状態
として試験を行なう。このとき、低電圧系回路部12に
対する入力信号Pin,Pinxは、ハイレベル,ロウ
レベルとしてnチャンネル形MOSFET17のゲート
端子にロウレベルすなわち0Vを印加するようにして行
なう。More specifically, an n-channel MOSFET
In order to apply a DC voltage of 50 V between the gate and the source of No. 17, the low-voltage ground terminal GNDL is 0 V, the high-voltage ground terminal GNDH is -50 V, and the low-voltage power supply terminal V
The test is performed with DDL at 5 V and the high voltage power supply terminal VDDH open. At this time, the input signals Pin and Pinx to the low-voltage circuit section 12 are applied as a high level and a low level so that a low level, that is, 0 V is applied to the gate terminal of the n-channel MOSFET 17.
【0032】これにより、MOSFET17のゲート・
ソース間には相対的に50Vの電圧を印加した状態とす
ることができる。また、このとき、低電圧系グランド端
子GNDLは0Vに保持されているので、低電圧系回路
部12の各回路素子には通常の動作レベル程度の電圧が
印加される状態となっており、高電圧系回路部13の電
圧が作用することがないので、非破壊で確実にスクリー
ニング試験を行なうことができるようになる。また、集
積回路チップ上に形成される多数の駆動ユニット11
は、それぞれが低電圧系グランド端子GNDL間、高電
圧系グランド端子GNDH間が共通に接続されているの
で、スクリーニング試験を行なう場合においては、同時
に行なうことができる。As a result, the gate of MOSFET 17
A voltage of 50 V can be relatively applied between the sources. At this time, since the low-voltage-system ground terminal GNDL is maintained at 0 V, a voltage of about the normal operation level is applied to each circuit element of the low-voltage-system circuit section 12, and the high Since the voltage of the voltage system circuit section 13 does not act, the screening test can be reliably and nondestructively performed. Also, a large number of drive units 11 formed on the integrated circuit chip
Are connected in common between the low-voltage ground terminals GNDL and the high-voltage ground terminals GNDH, respectively, so that the screening test can be performed simultaneously.
【0033】このような本実施形態によれば、低電圧系
回路部12と高電圧系回路部13とをSOI構造を採用
した半導体基板20上に絶縁分離した状態に形成し、そ
れぞれのグランド端子を低電圧系グランド端子GNDL
と高電圧系グランド端子GNDHとに分けて外部端子に
導出する構成としたので、高電圧系回路部13のnチャ
ンネル形MOSFET17のゲートスクリーニング試験
で高電圧を印加する場合でも、低電圧系回路部12の回
路素子に悪影響を与えることなく試験を実施することが
でき、しかも、使用する際には外部端子間で導通させる
ようにすることで、支障なく回路動作を行なわせること
ができるようになる。According to this embodiment, the low-voltage circuit section 12 and the high-voltage circuit section 13 are formed on the semiconductor substrate 20 adopting the SOI structure in a state of being insulated and separated from each other. Is the low voltage ground terminal GNDL
And a high-voltage system ground terminal GNDH, which is led out to an external terminal. Therefore, even when a high voltage is applied in the gate screening test of the n-channel MOSFET 17 of the high-voltage system circuit unit 13, the low-voltage system circuit unit The test can be performed without adversely affecting the twelve circuit elements, and when used, the circuit can be operated without any trouble by conducting between the external terminals. .
【0034】本発明は、上記実施形態にのみ限定される
ものではなく、次のように変形また拡張できる。高電圧
系回路部13の回路素子として、MOSFETを用いる
構成の場合について説明したが、バイポーラ形のトラン
ジスタやIGBTを用いる構成としても良い。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows. Although the case where the MOSFET is used as the circuit element of the high-voltage circuit unit 13 has been described, a configuration using a bipolar transistor or IGBT may be used.
【0035】ゲートスクリーニング試験は、低電圧系グ
ランド端子GNDLを0Vとし、高電圧系グランド端子
GNDHを−50Vとして行なう場合について説明した
が、これに限らず、高電圧系グランド端子GNDHの電
位を低電圧系グランド端子GNDLに対して相対的に低
い電位に設定することで同様の作用効果を得ることがで
きる。The gate screening test has been described for the case where the low-voltage ground terminal GNDL is set to 0 V and the high-voltage ground terminal GNDH is set to -50 V. However, the present invention is not limited to this, and the potential of the high-voltage ground terminal GNDH is set to a low level. Similar effects can be obtained by setting the potential relatively lower than the voltage-system ground terminal GNDL.
【0036】高電圧系回路部13は、プッシュプル形の
回路に限らず、他の様々な回路に適用することができ、
低電圧系回路部の回路素子と電気的に接続された端子を
有する回路素子に対して高電圧系グランド端子GNDH
との間に高電圧を印加する試験を行なうもの全般に適用
することができる。The high-voltage circuit section 13 is not limited to a push-pull circuit, but can be applied to various other circuits.
A high voltage system ground terminal GNDH for a circuit element having a terminal electrically connected to a circuit element of the low voltage system circuit unit
The present invention can be applied to all types of tests in which a high voltage is applied between the test.
【図1】本発明の一実施形態を示す駆動ユニット部分の
電気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a drive unit showing one embodiment of the present invention.
【図2】主要部を示す模式的断面図FIG. 2 is a schematic sectional view showing a main part.
【図3】スクリーニング試験における各端子の状態を示
す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of each terminal in a screening test.
【図4】従来例を示す図1相当図FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.
11は駆動ユニット、12は低電圧系回路部、13は高
電圧系回路部、14,15はバッファ回路、16はpチ
ャンネル形MOSFET、17はnチャンネル形MOS
FET、18a〜18cはバイアス抵抗、19はnチャ
ンネル形MOSFET、20は半導体基板、GNDLは
低電圧系グランド端子、GNDHは高電圧系グランド端
子、VDDLは低電圧電源端子、VDDHは高電圧電源
端子である。11 is a drive unit, 12 is a low voltage circuit, 13 is a high voltage circuit, 14 and 15 are buffer circuits, 16 is a p-channel MOSFET, and 17 is an n-channel MOS.
FETs, 18a to 18c are bias resistors, 19 is an n-channel MOSFET, 20 is a semiconductor substrate, GNDL is a low voltage ground terminal, GNDH is a high voltage ground terminal, VDDL is a low voltage power supply terminal, and VDDH is a high voltage power supply terminal. It is.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AV05 AV06 BE05 BE09 BH07 BH12 CD08 DT02 DT09 DT20 EZ06 EZ20 5F048 AA02 AB10 AC03 BA09 BB05 BC07 BE03 BG07 5F110 AA24 BB04 CC02 DD05 DD13 EE09 FF02 GG02 NN62 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F038 AV05 AV06 BE05 BE09 BH07 BH12 CD08 DT02 DT09 DT20 EZ06 EZ20 5F048 AA02 AB10 AC03 BA09 BB05 BC07 BE03 BG07 5F110 AA24 BB04 CC02 DD05 DD13 EE09 FF02 GG02 NN62
Claims (5)
(12)と高電圧系回路部(13)とを一体に有する構
成の半導体装置において、 前記半導体基板(20)の端部に電気的接続可能に導出
される低電圧系回路部(12)の低電圧系グランド端子
(GNDL)と、 前記半導体基板(20)の端部に電気的接続可能に導出
される高電圧系回路部(13)の高電圧系グランド端子
(GNDH)とをそれぞれ独立に備えたことを特徴とす
る半導体装置。1. A semiconductor device having a structure in which a low-voltage circuit section (12) and a high-voltage circuit section (13) are integrated on a semiconductor substrate (20). A low-voltage ground terminal (GNDL) of the low-voltage circuit section (12) that is electrically connected and a high-voltage circuit section that is electrically connected to an end of the semiconductor substrate (20); (13) A semiconductor device comprising the high-voltage system ground terminal (GNDH) independently of each other.
圧のnチャンネル形FET(17)がソース接地により
用いられる構成とされていることを特徴とする半導体装
置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the high-voltage circuit section is configured such that a high-breakdown-voltage n-channel FET is used as a circuit element by grounding the source. A semiconductor device.
おいて、 前記半導体基板(20)は、SOI(Semiconductor On
Insulator)基板を用いる構成とされ、 前記低電圧系回路部(12)および高電圧系回路部(1
3)はそれぞれ異なるSOI層に形成され、各SOI層
の基板領域が独立に前記低電圧系グランド端子(GND
L)および高電圧系グランド端子(GNDH)として導
出された構成としたことを特徴とする半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate (20) is formed of an SOI (Semiconductor On Semiconductor).
Insulator) substrate, the low-voltage circuit section (12) and the high-voltage circuit section (1)
3) are formed on different SOI layers, respectively, and the substrate region of each SOI layer is independent of the low-voltage ground terminal (GND).
L) and a high-voltage system ground terminal (GNDH).
導体装置を使用する方法において、 前記低電圧系グランド端子(GNDL)および高電圧系
グランド端子(GNDH)を共通に接続してグランド端
子として使用することを特徴とする半導体装置の使用方
法。4. The method of using the semiconductor device according to claim 1, wherein the low-voltage ground terminal (GNDL) and the high-voltage ground terminal (GNDH) are connected in common. A method for using a semiconductor device, wherein the method is used as a semiconductor device.
導体装置を試験する方法であって、 前記高電圧系回路部(13)の回路素子と前記高電圧系
グランド端子(GNDH)との間に高電圧を印加する耐
圧試験を行なう場合において、 前記高電圧系グランド端子(GNDH)には、前記低電
圧系グランド端子(GNDL)よりも負側の電圧を印加
することにより前記高電圧を印加することを特徴とする
半導体装置の試験方法。5. The method for testing a semiconductor device according to claim 1, wherein a circuit element of the high-voltage circuit section (13) and a high-voltage ground terminal (GNDH) are connected. When performing a withstand voltage test in which a high voltage is applied in between, the high voltage is applied to the high voltage ground terminal (GNDH) by applying a voltage more negative than the low voltage ground terminal (GNDL). A method for testing a semiconductor device, comprising applying a voltage.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11661199A JP3520804B2 (en) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Test method for semiconductor device |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140371A (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device having electrostatic breakdown protection function and electrostatic breakdown protection circuit |
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| JP7489449B2 (en) | 2021-12-29 | 2024-05-23 | 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司 | Gallium nitride based device and method for testing same |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11661199A patent/JP3520804B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US12216152B2 (en) | 2021-12-29 | 2025-02-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Gallium nitride-based devices and methods of testing thereof |
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