[发明专利]用于半导体器件的测试电路和方法

说明书

一种半导体器件，包括：第一裸片；第二裸片，经由穿硅通孔TSV与第一裸片耦接；以及测试电路，适用于通过控制流经TSV的电流量来测量TSV的电阻。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月18日提交的申请号为10-2013-0069603的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种用于测试穿硅通孔（Through-Silicon-Via，TSV）的电阻的半导体测试电路，和包括所述半导体测试电路的半导体器件。

背景技术

用于半导体集成电路的封装技术已经不断地进步以满足对于半导体集成电路的小型化和可靠性的要求。由于近来需要产品实现高性能和小尺寸，所以正研发不同的层叠封装方法。其中之一是三维（3D）半导体器件，通过将多个芯片层叠在单个封装体中来提高集成度以实现器件的高集成。

层叠技术意味着将至少两个芯片或封装体垂直堆叠，可以实现与2D器件（诸如2D半导体存储器件）的存储容量的两倍多一样多的存储容量。除了增大的存储容量之外，层叠封装在安装密度和安装空间的效率方面也有优势。出于这些原因，正加速对于层叠封装产业的研究和开发。

层叠封装的个体半导体芯片经由金属线或穿硅通孔（TSV）而彼此电连接。层叠封装中的TSV形成在半导体芯片的内部，并且层叠的半导体芯片经由TSV而彼此电连接。利用了能与信号和电源接口的TSV的层叠封装由于改善的带宽而可以具有良好的操作性能，同时最小化电流损耗和信号延迟。

因为经由TSV在层叠芯片之间的可靠连接是重要的，所以测量封装之后的TSV的电阻以检查TSV的连接。对于TSV的电阻测量，层叠芯片中的第一裸片与特定的测试焊盘连接，并且层叠芯片的第二裸片提供有测试驱动器。测试驱动器将电源供应至TSV，并且流经TSV的电流在测试焊盘处被监控。然而，由于在测量中包括的晶体管和因到测试焊盘的距离而包括的电阻噪声，所以这种测量几乎无法测量TSV的电阻。由于在测量中包括的晶体管的电阻远大于TSV的电阻，所以测量误差变得明显。归根结底，由于误差来自测量中包括的晶体管的PVT（工艺、电压和温度），所以难以准确地测量TSV的电阻。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种半导体器件，所述半导体器件可以在封装之后测试层叠的芯片的穿硅通孔（TSV）中最小化测量误差。

根据本发明的一个实施例，一种半导体器件包括：第一裸片；第二裸片，经由穿硅通孔（TSV）与第一裸片耦接；以及测试电路，适用于通过控制流经TSV的电流量来测量TSV的电阻。

根据本发明的另一个实施例，一种半导体器件包括：第一裸片；多个第二裸片，每个第二裸片经由穿硅通孔（TSV）与第一裸片耦接；电流源，适用于响应于第一控制信号而供应第一电流，并且响应于第二控制信号而供应第二电流，第一电流和第二电流流经TSV，并且电流源被设置在每个第二裸片中；电流汇聚器，适用于产生测量电压，所述测量电压的电平依赖于第一电流、或者第一电流和第二电流两者，电流汇聚器被设置在第一裸片中；以及电阻测量器，适用于基于测量电压来测量TSV的电阻。

根据本发明的另一个实施例，一种用于测量半导体芯片中TSV的电阻的方法，所述半导体芯片包括在经由TSV彼此电连接的第一裸片和第二裸片。所述方法包括以下步骤：将第一电流从第二裸片经由TSV供应至第一裸片；在第一裸片处测量经由TSV的第一电流；将第一电流和第二电流从第二裸片经由TSV供应至第一裸片；在第一裸片处测量经由TSV的第一电流和第二电流之和；以及基于测得的第一电流与测得的第一电流和第二电流之和之间的差来获得TSV的电阻。