特開 2024-132808 半導体装置、検査装置及び検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132808

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】半導体装置、検査装置及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20240920BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01R31/28 V

G01R31/28 R

H01L27/04 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023162419

(22)【出願日】2023-09-26

(31)【優先権主張番号】P 2023041529

(32)【優先日】2023-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】715010864

【氏名又は名称】エイブリック株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉村 宗高

(72)【発明者】

【氏名】古賀 一矢

(72)【発明者】

【氏名】高橋 大樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 直樹

(72)【発明者】

【氏名】片岡 祐熙

【テーマコード（参考）】

2G132

5F038

【Ｆターム（参考）】

2G132AA12

2G132AD01

2G132AK15

2G132AK22

2G132AL11

5F038BE05

5F038BE07

5F038DT15

5F038EZ20

(57)【要約】

【課題】外部端子数を増やすことなくケルビン接続による測定をテスト時に行うことができ、かつ電圧を正確に測定することができる半導体装置の提供。
【解決手段】半導体装置１００は、半導体チップ１１０、リード１２０ａ及びリード１２０ｂを有し、半導体チップ１１０は、出力電流Ｉｏ１及び出力電圧Ｖｏ１を供給するための内部配線１１１ａと接続され、かつリード１２０ａと電気的に接続されているパッドＰ１と、内部配線１１２ａと接続され、かつリード１２０ｂと電気的に接続されているパッドＰ２と、内部配線１１２ａと接続されている内部配線１１３ａと、内部配線１１３ａと接続され、かつリード１２０ａとワイヤにより接続されているパッドＰ３と、内部配線１１２ａにおいて内部配線１１３ａとの接続点よりも前段の導通をオンオフするＭＯＳトランジスタＭ１と、内部配線１１３ａの導通をオンオフするＭＯＳトランジスタＭ２と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体チップが電気的に接続されている複数のリードの一部が外部端子として封止樹脂からそれぞれ露出する半導体装置であって、
第１のリード及び第２のリードを有し、
前記半導体チップは、
第１の被測定電圧を供給するための第１の内部配線と、
前記第１の内部配線と接続され、かつ前記第１のリードと電気的に接続されている第１のボンディングパッドと、
第２の内部配線と接続され、かつ前記第２のリードと電気的に接続されている第２のボンディングパッドと、
前記第２の内部配線と接続されている第３の内部配線と、
前記第３の内部配線と接続され、かつ前記第１のリードと電気的に接続されている第３のボンディングパッドと、
前記第２の内部配線において前記第３の内部配線との接続点よりも前段の導通をオンオフする第１のスイッチング素子と、
前記第３の内部配線の導通をオンオフする第２のスイッチング素子と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記半導体チップは、
前記第１の被測定電圧を測定する際に、前記第１のスイッチング素子をオフにし、かつ前記第２のスイッチング素子をオンにする制御部を更に備えている、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記半導体チップは、
前記第２の内部配線が第２の被測定電圧を供給するとともに、
前記第１の内部配線と接続されている第４の内部配線と、
前記第４の内部配線と接続され、かつ前記第２のリードと電気的に接続されている第４のボンディングパッドと、
前記第１の内部配線において前記第４の内部配線との接続点よりも前段の導通をオンオフする第３のスイッチング素子と、
前記第４の内部配線の導通をオンオフする第４のスイッチング素子と、
を更に備えている、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記半導体チップは、
前記第１の被測定電圧を測定する際に、前記第１のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子をオフ、前記第２のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子をオンとし、
前記第２の被測定電圧を測定する際に、前記第１のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子をオン、前記第２のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子をオフにする制御部を更に備えている、
請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１のリードと前記第１のボンディングパッド及び前記第３のボンディングパッド、並びに、前記第２のリードと前記第２のボンディングパッド及び前記第４のボンディングパッドは、ワイヤによって電気的に接続されている、
請求項３又は４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１のリードと前記第１のボンディングパッド及び前記第３のボンディングパッド、並びに、前記第２のリードと前記第２のボンディングパッド及び前記第４のボンディングパッドは、バンプによって電気的に接続されている、
請求項３又は４に記載の半導体装置。

【請求項7】

請求項１に記載の半導体装置を検査する検査装置であって、
前記第１のリードと接触する第１のコンタクタと、
前記第２のリードと接触する第２のコンタクタと、
を有し、
前記第１のスイッチング素子をオフ、前記第２のスイッチング素子をオンにし、前記第１の被測定電圧を前記第２のコンタクタで測定する、
ことを特徴とする検査装置。

【請求項8】

請求項７に記載の検査装置が半導体装置を検査する検査方法であって、
前記第１のリードに第１のコンタクタを接触させ、
前記第２のリードに第２のコンタクタを接触させ、
前記第１のスイッチング素子をオフにし、前記第２のスイッチング素子をオンにし、
前記第１の被測定電圧を前記第２のコンタクタで測定する、
ことを含むことを特徴とする検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、検査装置及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体パッケージには、ダイパッド及び複数のリードが形成されているリードフレームに半導体チップが搭載され、複数のリードの一部が外部端子として封止樹脂からそれぞれ露出する樹脂封止型のパッケージを用いることが多い。

【0003】

このような半導体パッケージの半導体装置が、例えば、スイッチングレギュレータなどの電源用ＩＣ（Integrated Circuit）であると、製造時の検査工程でコンタクタ（接触子）を外部端子に接触させ、出力電流、出力電圧などを正確に測定する必要がある。この検査工程において、１つの外部端子に１つのコンタクタを接触させて出力電圧を測定すると、この外部端子とコンタクタとの接触部に生じる抵抗成分により電圧降下が生じる場合がある。このため、出力電流が大きいと電圧降下が大きくなってしまい、出力電圧を正確に測定できないときがある。

【0004】

これに対し、１つの外部端子に２つのコンタクタを接触させ、いわゆる「ケルビン接続」を用いて、一方のコンタクタに出力電流を流し、他方のコンタクタの後段に入力インピーダンスが高い電圧計を接続して出力電圧を測定する技術がある。この技術によれば、他方のコンタクタの接触部に生じる抵抗成分の影響を小さくして出力電圧を正確に測定することができる。

【0005】

このケルビン接続を応用した半導体装置が多く提案されている。例えば、半導体装置の小型化に伴い外部端子の狭面積化が進んでおり、特にＢＧＡ（Ball Grid Array）などでは１つの外部端子に２つのコンタクタを接触させることが困難になっている。そこで、ケルビン接続のために外部端子を新たに設けることをせずに、半導体チップの回路内のスイッチ群により出力経路を分岐させ別の外部端子とのケルビン接続を行うようにした半導体装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６－１３３１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の一つの側面では、外部端子数を増やすことなくケルビン接続による測定をテスト時に行うことができ、かつ電圧を正確に測定することができる半導体装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態における半導体装置は、
半導体チップが電気的に接続されている複数のリードの一部が外部端子として封止樹脂からそれぞれ露出する半導体装置であって、
第１のリード及び第２のリードを有し、
前記半導体チップは、
第１の被測定電圧を供給するための第１の内部配線と、
前記第１の内部配線と接続され、かつ前記第１のリードと電気的に接続されている第１のボンディングパッドと、
第２の内部配線と接続され、かつ前記第２のリードと電気的に接続されている第２のボンディングパッドと、
前記第２の内部配線と接続されている第３の内部配線と、
前記第３の内部配線と接続され、かつ前記第１のリードと電気的に接続されている第３のボンディングパッドと、
前記第２の内部配線において前記第３の内部配線との接続点よりも前段の導通をオンオフする第１のスイッチング素子と、
前記第３の内部配線の導通をオンオフする第２のスイッチング素子と、
を備えている。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一つの側面によれば、外部端子数を増やすことなくケルビン接続による測定をテスト時に行うことができ、かつ電圧を正確に測定することができる半導体装置を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１の実施形態における半導体装置を示す説明図である。

【図2】図２は、第１の実施形態における半導体装置の出力電圧をＩＣテスタで測定する状態を示す説明図である。

【図3】図３は、第２の実施形態における半導体装置を示す説明図である。

【図4A】図４Ａは、第２の実施形態における半導体装置の出力電圧をＩＣテスタで測定する状態を示す説明図である。

【図4B】図４Ｂは、第２の実施形態における半導体装置の出力電圧をＩＣテスタで測定する状態を示す説明図である。

【図5】図５は、第３の実施形態における半導体装置を示す説明図である。

【図6】図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線における概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、特許文献１に記載の発明では、半導体チップ内で分岐してケルビン接続を行うことからその分岐での電圧を測定してしまい、本来測定すべき外部端子での電圧を正確に測定できていない、という知見に基づくものである。

【0012】

まず、ケルビン接続を用いる理由を詳細に説明すると、以下のとおりである。

【0013】

製造時の検査工程において半導体装置の外部端子とＩＣテスタのコンタクタとの間には、例えば、接触圧不足、異物介在などにより意図しない抵抗成分が生じる場合がある。具体的には、この抵抗成分が０．１Ωであるとして、１つの外部端子に１つのコンタクタを接触させて出力電圧を測定すると、電源用ＩＣが１Ｖの電圧で１Ａの電流を供給するときには、この抵抗成分により０．１Ｖの電圧降下が生じる。このため、出力電圧が０．９Ｖと測定されてしまい、出力電圧規格が±５％未満であると、この電源用ＩＣは良品にもかかわらず不良判定となる。

【0014】

このように、検査工程での良否判定においてこの抵抗成分を無視することができない場合には、いわゆるケルビン接続を用いた測定を行うことがある。このケルビン接続を用いた測定では、半導体装置の外部端子からＩＣテスタのコンタクタに出力電流をシンクする端子（以下、「フォース端子」と称する場合がある）と出力電圧を測定する端子（以下、「センス端子」と称する場合がある）の２端子を接触させる。外部端子とコンタクタとの間に抵抗成分が生じるが、フォース端子に出力電流をシンクする際は、シンクしたい電流に達するまでＩＣテスタが自動的に電位を下げることで調整する。センス端子の後段に接続されているＩＣテスタの電圧計は入力インピーダンスが高いため、出力電圧の測定誤差を少なくすることができる。具体的には、前述のように抵抗成分が０．１Ωである場合には、入力インピーダンスが１ＭΩの電圧計を用いると抵抗成分による電圧降下は、次式、１Ｖ×｛０．１Ω／（１ＭΩ＋０．１Ω）｝≒０．０００１ｍＶ、となり極めて小さいことから、良否判定を正確に行うことができる。

【0015】

このように、ケルビン接続を用いた測定は、接触抵抗の影響を考慮して出力電圧を正確に測定する際に有用であるが、小型化が進んでいる半導体装置に対しては不向きな面がある。

【0016】

半導体装置の小型化に伴い、その外部端子も小さくなっておりノンリード型も存在するようになった。具体的には、外部端子のサイズとしては、０．２ｍｍ角程度のものが存在する。このくらいのサイズの外部端子に２つのコンタクタでケルビン接続を行うと、コンタクタが外部端子に接触しなかったり、２つのコンタクタが異物などで電気的に短絡したりする可能性が高くなる。また、コンタクタを用いない方法としては、例えば、１つの外部端子に２つのコンタクタを接続できるようなソケットを作製する方法があるが、この方法では多額の費用がかかる。さらに、別の方法としては、互いに電気的に接続されている複数の外部端子を半導体装置に設ける方法があるが、複数の外部端子を設けると端子数が増えてしまい小型化できなくなる。

【0017】

また、特許文献１に記載の発明では、端子数を増やすことなくケルビン接続による測定を行うことができるが、半導体チップ内で出力経路を分岐させていることから、その分岐での電圧を測定することになり、本来測定すべき外部端子での電圧ではない。このため、製造時における半導体装置の検査として測定すべき外部端子での出力電圧を正確に測定できないことがある。

【0018】

そこで、本発明の一実施形態では、特許文献１に記載の発明のように半導体チップ内で出力経路を分岐させるのではなく、出力経路に接続されている外部端子からワイヤ又はバンプによりケルビン接続して分岐させ、半導体チップ内を通じて別の外部端子に接続可能にした。検査では、半導体チップ内の分岐経路に設けられているスイッチング素子を切り替えて別の外部端子から出力電圧を測定するようにした。

【0019】

これにより、本発明の一実施形態は、外部端子数を増やすことなくケルビン接続による測定をテスト時に行うことができ、かつ電圧を正確に測定することができる。

【0020】

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための一形態について詳細に説明する。

【0021】

なお、図面においては、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における半導体装置を示す説明図である。

【0022】

図１に示すように、半導体装置１００は、半導体チップ１１０並びに第１及び第２のリードとしてのリード１２０ａ、１２０ｂを封止樹脂１３０で覆うことにより保護されている樹脂封止型のパッケージである。リード１２０ａ、１２０ｂの一部は、封止樹脂１３０から露出している。リード１２０ａ、１２０ｂの露出している部分は、それぞれ外部端子として機能する。

【0023】

この半導体装置１００は、例えば、電源用ＩＣであり、１Ａ以上の比較的大きな電流をリード１２０ａから供給するほか、例えば、リード１２０ｂに入力される電圧により動作を停止できるイネーブル機能などの他の機能を有する。

【0024】

半導体チップ１１０は、電源用ＩＣとしての機能を動作させるための内部回路を備えている。この内部回路は、リード１２０ａと接続されている出力段１１１と、リード１２０ｂと接続されている入力段１１２とをその一部として備えている。また、半導体チップ１１０は、制御部１１３と、第１及び第２のスイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、第１、第２及び第３のボンディングパッドとしてのパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３とを更に備えている。

【0025】

出力段１１１は、所定の出力電流及び出力電圧を供給するために機能する内部回路の出力段である。出力段１１１は、第１の内部配線としての内部配線１１１ａを通じてパッドＰ１に接続されている。この出力段１１１は、パッドＰ１に接続されたワイヤＷ１を通じて出力電流及び出力電圧をリード１２０ａに供給する。

【0026】

入力段１１２は、半導体装置１００の他の機能を動作させるための内部回路の入力段である。入力段１１２は、第２の内部配線としての内部配線１１２ａを通じて、パッドＰ２に接続されている。この入力段１１２は、パッドＰ２に接続されたワイヤＷ２を介し、他の機能を動作させる制御信号がリード１２０ｂから入力される。

【0027】

検査工程での出力電圧の測定では、内部配線１１２ａに配置されているＭＯＳトランジスタＭ１がオフになることにより、入力段１１２とパッドＰ２が導通しないようにする。

【0028】

制御部１１３は、検査工程での出力電圧の測定において、出力電圧を測定するための制御信号を他のリードから入力されることにより、ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２をそれぞれオンオフする。

【0029】

具体的には、検査工程ではリード１２０ａにおける出力電圧をケルビン接続により測定できるように、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ１をオフに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ２をオンに切り替える。このように制御することにより、リード１２０ａにＩＣテスタのフォース端子を接触させて出力電流を流せる状態にするとともに、リード１２０ｂにＩＣテスタのセンス端子を接触させて出力電圧を測定できる状態にする。

【0030】

この検査以外では、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ１をオンに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ２をオフに切り替える。このように制御することにより、半導体装置１００が通常の動作をできるように、出力段１１１が出力電流及び出力電圧をリード１２０ａに供給できるようにし、入力段１１２がリード１２０ｂから他の機能を動作させるための制御信号を受け付ける状態にする。

【0031】

ＭＯＳトランジスタＭ１は、入力段１１２とパッドＰ２との間の内部配線１１２ａに接続されている。このＭＯＳトランジスタＭ１は、制御部１１３から出力される制御信号ｓ１に従い、内部配線１１２ａの導通をオンオフする。

【0032】

ＭＯＳトランジスタＭ２は、内部配線１１２ａとパッドＰ３との間の内部配線１１３ａに接続されている。このＭＯＳトランジスタＭ２は、制御部１１３から出力される制御信号ｓ２に従い、内部配線１１３ａの導通をオンオフする。

【0033】

パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、半導体チップ１１０の表面に形成されている。パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３の表面は、アルミニウム合金などで覆われており、ワイヤボンディングなどによる接続が可能になっている。

【0034】

パッドＰ１は、内部配線１１１ａを通じて出力段１１１と接続されている。また、パッドＰ１は、ワイヤＷ１を通じてリード１２０ａと接続されている。

【0035】

パッドＰ２は、内部配線１１２ａを通じて入力段１１２と接続されている。また、パッドＰ２は、ワイヤＷ２を通じてリード１２０ｂと接続されている。

【0036】

パッドＰ３は、内部配線１１３ａを通じて内部配線１１２ａと接続されている。また、パッドＰ３は、ワイヤＷ３を通じてリード１２０ａと接続されている。

【0037】

リード１２０ａ、１２０ｂは、例えば、エッチング加工、プレス加工、曲げ加工などがなされた銅合金などにより形成されている。リード１２０ａ、１２０ｂの一部は、封止樹脂１３０から露出しており、外部端子として機能する。

【0038】

リード１２０ａは、ワイヤＷ１、パッドＰ１及び内部配線１１１ａを通じて出力段１１１と電気的に接続されており、出力段１１１からの出力電流及び出力電圧を供給する。また、検査工程での出力電圧の測定では、リード１２０ａの露出部分である外部端子にＩＣテスタのフォース端子が接触する。

【0039】

リード１２０ｂは、ワイヤＷ２、パッドＰ２、内部配線１１２ａ及びＭＯＳトランジスタＭ１を通じて入力段１１２と電気的に接続されており、他の機能を動作させる制御信号が入力される。また、検査工程での出力電圧の測定では、リード１２０ｂの露出部分である外部端子にＩＣテスタのセンス端子が接触する。

【0040】

封止樹脂１３０は、リード１２０ａ、１２０ｂの一部、半導体チップ１１０及びワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３を保護するとともに、半導体装置１００の外形を形成する。

【0041】

封止樹脂１３０の材質としては、特に制限することなく適宜選択することができ、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂などが挙げられる。

【0042】

図２は、第１の実施形態における半導体装置をＩＣテスタで出力電圧を測定する状態を示す説明図である。

【0043】

図２に示すように、検査装置としてのＩＣテスタ１０は、半導体装置１００の電気的特性を検査するために、フォース端子であるコンタクタ１１ａと、センス端子であるコンタクタ１１ｂと、電流計１２と、電圧計１３とを備えている。

【0044】

ＩＣテスタ１０は、半導体装置１００の出力電圧Ｖｏ１を測定する際に、その測定のための制御信号を半導体装置１００の他のリードから制御部１１３に入力する。これにより、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ１をオフに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ２をオンに切り替える。

【0045】

次に、ＩＣテスタ１０は、リード１２０ａ、１２０ｂにコンタクタ１１ａ、１１ｂをそれぞれ接触させ、コンタクタ１１ａから出力電流Ｉｏ１を電流計１２で測定して電位を調整すると、コンタクタ１１ｂから出力電圧Ｖｏ１を電圧計１３で測定する。

【0046】

なお、コンタクタ１１ａ、１１ｂとリード１２０ａ、１２０ｂとの各接触部にはそれぞれ抵抗成分ＣＲが生じる。リード１２０ａから電圧計１３までの経路においては、この抵抗成分ＣＲのほか、ワイヤＷ２，Ｗ３などのｍΩ単位の抵抗成分が生じるが、電圧計１３の入力インピーダンスがＭΩ単位と高いため、これらの抵抗成分の影響は極めて少ない。

【0047】

このように、ＩＣテスタ１０は、半導体チップ１１０でのスイッチングによりケルビン接続を用いた測定を実現でき、「リード１２０ａ」における出力電圧Ｖｏ１の測定を「リード１２０ｂ」を通じて正確に行うことができる。

【0048】

なお、本実施形態では、リード１２０ｂに接続されている内部回路の一部を入力段１１２としたが、これに限ることなく、半導体装置１００における通常の動作では出力段１１１と接続しない内部回路の一部などであればよい。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１つの出力に対し、他の機能を動作させるための外部端子を含めた２つの外部端子でケルビン接続による測定を可能としたが、第２の実施形態では、２つの出力に対し２つの外部端子でケルビン接続による測定を可能とした。

【0049】

図３は、第２の実施形態における半導体装置を示す説明図である。

【0050】

図３に示すように、第２の実施形態における半導体装置２００は、第１の実施形態の半導体装置１００における入力段１１２を出力段１１５に置き換えたものである。この出力段１１５からの出力電圧をケルビン接続により測定できるように、半導体装置２００は、半導体装置１００の構成に加え、内部配線１１４ａ、ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４、パッドＰ４及びワイヤＷ４を更に備えている。

【0051】

このため、以下では半導体装置１００と同じ構成については説明を省略し、出力段１１５、内部配線１１４ａ、ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４、パッドＰ４及びワイヤＷ４についての詳細を説明する。

【0052】

出力段１１５は、出力段１１１と同様に、所定の出力電流及び出力電圧を供給するために機能する内部回路の出力段である。出力段１１５は、内部配線１１２ａを通じてパッドＰ２に接続されている。この出力段１１５は、パッドＰ２に接続されたワイヤＷ２を通じて出力電流及び出力電圧をリード１２０ｂに供給する。

【0053】

ＭＯＳトランジスタＭ３は、出力段１１１とパッドＰ１との間の内部配線１１１ａに接続されている。このＭＯＳトランジスタＭ３は、制御部１１３から出力される制御信号ｓ３に従い、内部配線１１１ａの導通をオンオフする。

【0054】

ＭＯＳトランジスタＭ４は、内部配線１１１ａとパッドＰ４との間の内部配線１１４ａに接続されている。このＭＯＳトランジスタＭ４は、制御部１１３から出力される制御信号ｓ４に従い、内部配線１１４ａの導通をオンオフする。

【0055】

パッドＰ４は、パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３と同様に、半導体チップ１１０の表面に形成されている。パッドＰ４の表面は、アルミニウム合金などで覆われており、ワイヤボンディングなどによる接続が可能になっている。

【0056】

パッドＰ４は、内部配線１１４ａを通じて内部配線１１１ａと接続されている。また、パッドＰ４は、ワイヤＷ４を通じてリード１２０ｂと接続されている。

【0057】

図４Ａ及び図４Ｂは、第２の実施形態における半導体装置の出力電圧をＩＣテスタで測定する状態を示す説明図である。図４Ａは、出力段１１１の出力電圧Ｖｏ１を測定する際の状態を示す。図４Ｂは、出力段１１５の出力電圧Ｖｏ２を測定する際の状態を示す。

【0058】

なお、第２の実施形態におけるＩＣテスタ１０は、第１の実施形態におけるＩＣテスタ１０と同様であるため、その説明を省略する。

【0059】

ＩＣテスタ１０は、出力段１１１の出力電圧Ｖｏ１を測定する際に、その測定のための制御信号を他のリードから制御部１１３に入力する。これにより、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ１をオフに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ２をオンに切り替える。また、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ３をオンで維持し、ＭＯＳトランジスタＭ４をオフで維持する。

【0060】

次に、ＩＣテスタ１０は、第１の実施形態と同様に、リード１２０ａ、１２０ｂにコンタクタ１１ａ、１１ｂをそれぞれ接触させ、コンタクタ１１ａから出力電流Ｉｏ１を電流計１２で測定して電位を調整するとコンタクタ１１ｂから出力電圧Ｖｏ１を電圧計１３で測定する。

【0061】

次に、ＩＣテスタ１０は、出力段１１５の出力電圧Ｖｏ２を測定する際に、その測定のための制御信号を他のリードから制御部１１３に入力する。これにより、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ１をオンに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ２をオフに切り替える。また、制御部１１３は、ＭＯＳトランジスタＭ３をオフに切り替え、ＭＯＳトランジスタＭ４をオンに切り替える。

【0062】

次に、ＩＣテスタ１０は、その内部のスイッチングにより、コンタクタ１１ａを電圧計１３と接続させ、コンタクタ１１ｂを電流計１２と接続する。接続を切り替えた後、ＩＣテスタ１０は、リード１２０ａ、１２０ｂにコンタクタ１１ａ、１１ｂをそれぞれ接触させ、コンタクタ１１ｂから出力電流Ｉｏ２を電流計１２で測定して電位を調整すると、コンタクタ１１ａから出力電圧Ｖｏ２を電圧計１３で測定する。

【0063】

出力電圧Ｖｏ２の測定においても、リード１２０ｂから電圧計１３までの経路では、接触部の抵抗成分ＣＲのほか、ワイヤＷ１、Ｗ４などのｍΩ単位の抵抗成分が生じるが、電圧計１３の入力インピーダンスがＭΩ単位と高いため、これらの抵抗成分の影響は極めて少ない。

【0064】

このように、ＩＣテスタ１０は、半導体チップ２１０でのスイッチングによりケルビン接続を用いた測定を実現でき、「リード１２０ａ」における出力電圧Ｖｏ１及び「リード１２０ｂ」における出力電圧Ｖｏ２の測定を正確に行うことができる。
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３とリード１２０ａ、１２０ｂとをワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３でそれぞれ電気的に接続したが、第３の実施形態では、フリップチップ工法によりＡｕバンプで電気的に接続するようにした。

【0065】

図５は、第３の実施形態における半導体装置を示す説明図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線における概略断面図である。

【0066】

図５及び図６に示すように、第３の実施形態における半導体装置３００は、フリップチップ工法によりパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３とリード３２０ａ、３２０ｂとがＡｕバンプＢ１、Ｂ２、Ｂ３でそれぞれ電気的に接続されている。

【0067】

これにより、フリップチップ工法を用いた半導体装置３００は、ワイヤのループ高さに合わせて製品を高くする必要がなくなるため、ワイヤボンディングを用いた半導体装置１００よりも低背化することができる。また、半導体装置３００がスイッチングレギュレータなどの場合には、パッドからリードまでの経路が短いため、出力電流が大きくてもノイズが発生しにくくなる。

【0068】

なお、本実施形態ではバンプの材質をＡｕとしたが、これに限ることはなく、例えばＣｕ、はんだなどとしてもよい。

【0069】

以上説明したように、本発明の一実施形態における半導体装置は、半導体チップが電気的に接続されている複数のリードの一部が外部端子として封止樹脂からそれぞれ露出する半導体装置であって、第１のリード及び第２のリードを有する。この半導体チップは、第１～第３のボンディングパッドを備えている。第１のボンディングパッドは、第１の被測定電流及び第１の被測定電圧を供給するための第１の内部配線と接続され、かつ第１のリードと電気的に接続されている。第２のボンディングパッドは、第２の内部配線と接続され、かつ第２のリードと電気的に接続されている。第３のボンディングパッドは、第２の内部配線と接続されている第３の内部配線と接続され、かつ第１のリードと電気的に接続されている。さらに、半導体チップは、第２の内部配線において第３の内部配線との接続点よりも前段の導通をオンオフする第１のスイッチング素子と、第３の内部配線の導通をオンオフする第２のスイッチング素子と、を備えている。

【0070】

これにより、この半導体装置は、外部端子数を増やすことなくケルビン接続による測定をテスト時に行うことができ、かつ電圧を正確に測定することができる。

【0071】

なお、上記の実施形態では、電源用ＩＣの出力電圧を測定対象としたが、これに限ることなく、測定対象が電圧であればよい。

【0072】

また、上記の実施形態では、制御部が半導体チップに設けられている態様としたが、これに限ることなく、制御部が半導体チップ外に設けられていてもよく、例えば、ＩＣテスタ側に制御部が設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１０ ＩＣテスタ（検査装置）
１１ａ コンタクタ（第１のコンタクタ）
１１ｂ コンタクタ（第２のコンタクタ）
１２ 電流計
１３ 電圧計
１００、２００、３００ 半導体装置
１１０、２１０ 半導体チップ
１１１ 出力段
１１１ａ 内部配線（第１の内部配線）
１１２ 入力段
１１２ａ 内部配線（第２の内部配線）
１１３ 制御部
１１３ａ 内部配線（第３の内部配線）
１１４ａ 内部配線（第４の内部配線）
１２０ａ、３２０ａ リード（第１のリード）
１２０ｂ、３２０ｂ リード（第２のリード）
１３０ 封止樹脂
ＣＲ 接触抵抗
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ Ａｕバンプ
Ｉｏ１ 出力電流（第１の被測定電流）
Ｉｏ２ 出力電流（第２の被測定電流）
Ｍ１ ＭＯＳトランジスタ（第１のスイッチング素子）
Ｍ２ ＭＯＳトランジスタ（第２のスイッチング素子）
Ｍ３ ＭＯＳトランジスタ（第３のスイッチング素子）
Ｍ４ ＭＯＳトランジスタ（第４のスイッチング素子）
Ｐ１ パッド（第１のボンディングパッド）
Ｐ２ パッド（第２のボンディングパッド）
Ｐ３ パッド（第３のボンディングパッド）
Ｐ４ パッド（第４のボンディングパッド）
Ｖｏ１ 出力電圧（第１の被測定電圧）
Ｖｏ２ 出力電圧（第２の被測定電圧）
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４ ワイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】