半導體裝置以及測試半導體裝置的方法
2023-07-27 07:51:51 5
專利名稱：半導體裝置以及測試半導體裝置的方法
技術領域：
一般地，本發明涉及半導體裝置以及測試半導體裝置的方法，更具體地，涉及一種以由所接收的電磁波提供的電能操作的半導體裝置(例如利用RFID晶片的ID標籤)，以及一種測試此類半導體裝置的方法。
背景技術：
圖3為顯示常規半導體裝置的示範性內部配置的方框圖。
圖3所示的半導體裝置100功能為ID標籤，並且包含功能為RFID晶片的半導體晶片101。半導體裝置100以由通過天線102收到的電磁波提供的電能操作。通過天線102收到的電磁波由模擬電路111中的整流電路(未顯示)整流。從通過整流獲得的電壓，功能為電壓調節器的內部電壓生成電路121產生不同的恆定電壓、內部電壓VCC以及內部電壓VDD。內部電壓VCC為模擬電路111提供電能；並且內部電壓VDD為存儲器電路113、用於控制存儲器電路113的操作的數字電路112、以及I/O單元114至117提供電能。
半導體晶片101包括用於從外部檢查在半導體晶片101中生成的內部電壓VCC以及內部電壓VDD的焊盤Pvcc以及Pvdd。內部電壓VCC被提供給焊盤Pvcc，並且內部電壓VDD被提供給焊盤Pvdd。
圖4為顯示半導體裝置100的另一示範性內部配置的方框圖。圖4所示的內部配置與圖3所示的區別在於添加了選擇電路125。內部電壓VCC與VDD兩者都被輸入到選擇電路125。選擇電路125根據從外界通過焊盤Psc輸入的控制信號Sc，輸出內部電壓VCC或VDD到焊盤Pv。
專利文獻1公開一種根據門陣列或者標準單元方式的、用核心CPU以及預製單元庫創建的核心LSI。專利文獻2公開一種半導體集成電路裝置，其配置使之可能準確容易地測試其內部電壓，而不會增加其消耗電流以及焊盤數目。
日本專利申請公開第61-207030號。
日本專利申請公開第11-66890號。
但是，在諸如半導體裝置110等常規裝置中，每個焊盤大小都為(例如)100μm2，其中半導體晶片101大小為2mm2。因為焊盤佔據了半導體晶片上許多空間，所以必須減少焊盤的數目，以減少半導體晶片101的大小，並且由此減少製造成本。
發明內容
本發明提供了基本消除了現有技術的局限與缺點所造成的一或多個問題的半導體裝置與測試半導體裝置的方法。具體地，本發明的實施例提供了一種半導體裝置以及一種測試此類半導體裝置的方法，其中省略了專用於確定內部電壓VCC與VDD是否在規格內的焊盤，以減少半導體晶片的尺寸，並且由此降低製造成本。
根據本發明的實施例，一種半導體裝置，被配置來以從通過天線接收的電磁波生成的不同的內部電壓操作，從所接收的電磁波提取命令與數據，以及根據所提取的命令操作，該半導體裝置包括被配置來在用於執行預定測試的測試操作中、根據從外界輸入的命令、生成與輸出二進位信號的內部電路；以及輸出電路，對應於某些或者全部所述內部電壓，並且被配置來將從所述內部電路輸出的二進位信號轉換為具有與對應內部電壓相同的電壓的二進位信號，並且將所轉換的二進位信號輸出到外界。
所述輸出電路的每一個可以用以對應內部電壓操作的I/O單元實現。
根據本發明的一方面，所述半導體裝置進一步包括一或多個輸入電路，其每一個在測試操作中，接收從外界輸入的命令與數據，並且將該命令與數據輸出到所述內部電路。
根據本發明的一方面，所述半導體裝置中的所述內部電路包括模擬電路，其從自天線接收的電磁波生成不同的內部電壓，並且檢測所接收的電磁波，並且從所接收的電磁波提取命令與數據；用非易失存儲器實現的存儲器電路；以及數字電路，其根據由模擬電路提取的命令，從存儲器電路讀取數據，以及寫入數據到存儲器電路中。
根據本發明的一方面，所述半導體裝置中的數字電路在測試操作中，根據從所述輸入電路中的一個電路輸入的命令，從存儲器電路讀取數據，以及寫入數據到存儲器電路中，並且將從存儲器電路讀取的數據輸出到所述輸出電路。
根據本發明的一方面，所述半導體裝置中的模擬電路包括整流電路，其整流通過天線接收的電磁波；內部電壓生成電路，其從通過整流所接收的電磁波而獲得的信號生成內部電壓，並且輸出所生成的內部電壓；以及檢測電路，其檢測所接收的電磁波，並且從所接收的電磁波提取命令與數據，並且將所提取的命令與數據輸出到數字電路。
所述內部電路、輸出電路、以及輸入電路可以被集成在一個半導體晶片上。
所述半導體晶片可以包括用於連接天線的連接端子對；對應於輸出電路的測試輸出端子；以及對應於輸入電路的測試輸入端子。
所述半導體裝置中的所述天線與內部電路可以作為ID標籤。
根據本發明的實施例，一種測試半導體裝置的方法，該半導體裝置被配置來以從通過天線從外界接收的電磁波生成的不同的內部電壓操作，從所接收的電磁波提取命令與數據，以及根據所提取的命令操作，該方法包含以下步驟根據所提取的命令，生成與輸出二進位信號；將所生成的二進位信號轉換為具有與內部電壓相同的電壓的二進位信號；將所轉換的二進位信號輸出到外界；根據所輸出的二進位信號，檢測所述半導體裝置的內部操作錯誤；以及通過測量所輸出的二進位信號的電壓，檢測異常內部電壓。
在根據本發明實施例的半導體裝置中，輸出電路將從內部電路輸出的二進位信號轉換為具有與內部電壓相同的電壓的二進位信號，並輸出所轉換的二進位信號到外界。因此，可以根據所輸出的二進位信號、檢測內部操作錯誤，以及通過測量所輸出的二進位信號的電壓、檢測異常內部電壓。此類配置消除了對用於測量內部電壓的專用端子的需求，並且使之可以減少半導體晶片中的端子數目，由此減少半導體晶片的尺寸以及降低製造成本。
在根據本發明實施例的測試半導體裝置的方法中，根據來自該半導體裝置之外的命令生成二進位信號，將所生成的二進位信號轉換為具有與該半導體裝置的內部電壓相同的電壓的二進位信號，並且將所轉換的二進位信號輸出到外界。因此，可以根據所輸出的二進位信號、檢測該半導體裝置的內部操作錯誤，以及通過測量所輸出的二進位信號的電壓、檢測異常內部電壓。此類方法消除了對用於測量該半導體裝置的內部電壓的專用端子的需求，並且使之可以減少半導體晶片中的端子數目，由此減少半導體晶片的尺寸以及降低製造成本。
圖1為顯示根據本發明實施例的半導體裝置的示範性配置的方框圖；圖2為顯示圖1所示模擬電路11的示範性內部配置的電路圖；圖3為顯示常規半導體裝置的示範性內部配置的方框圖；以及圖4為顯示常規半導體裝置的另一示範性內部配置的方框圖。
具體實施例方式
以下參照附圖描述本發明的優選實施例。
圖1為顯示根據本發明實施例的半導體裝置的示範性配置的方框圖。
圖1所示的半導體裝置1功能為ID標籤，並且包含天線2、電容器3、以及功能為RFID晶片的半導體晶片4。
半導體晶片4包括模擬電路11、數字電路12、以非易失存儲器(例如EEPROM)實現的存儲器電路13、I/O單元14至17、以及八個焊盤V+、V-、Di、Pvbb、Pvss、TS、Do1、以及Do2。I/O單元14和15功能為輸入電路；I/O單元16和17功能為輸出電路。
在焊盤V+與V-之間，並聯連接天線2與電容3。焊盤V+與V-連接到模擬電路11。焊盤Di通過I/O單元14連接到數字電路12；並且焊盤TS通過I/O單元15連接到數字電路12。數字電路12通過I/O單元16連接到焊盤Do1，並且通過I/O單元17連接到焊盤Do2。模擬電路11連接到數字電路12與存儲器電路13；並且數字電路12連接到存儲器電路13。
從通過整流由天線2接收的信號而獲得的電壓VBB，模擬電路11產生預定恆定電壓、內部電壓VCC以及內部電壓VDD。模擬電路11將所產生的內部電壓VDD提供給數字電路12、存儲器電路13、以及I/O單元14至16。在另一方面，模擬電路11還將所產生的內部電壓VCC提供給I/O單元17。模擬電路11還從所產生的內部電壓VCC產生將數據寫入存儲器電路13所需的另一電壓，並且將該電壓提供給存儲器電路13。另外，模擬電路11產生地電壓VSS，並且將該地電壓VSS提供給數字電路12、存儲器電路13、I/O單元14至17、以及焊盤Pvss。另外，模擬電路11檢測天線2接收的信號，從該信號中提取數據，並且將所提取的數據輸出到數字電路12。數字電路12根據輸入數據，控制存儲器電路13的操作。
圖2為顯示模擬電路11的示範性內部配置的電路圖。
圖2所示的模擬電路11包括整流電路21、功能為負載開關的NMOS電晶體22、電壓控制電路23、反向電流阻塞二極體24、檢測電路25、功能為電壓調節器的內部電壓生成電路26、以及電荷泵電路27。
整流電路21整流由天線2接收的信號，並且由橋式連接的二極體D1至D4構成。二極體D1與D3的陽極連接，並且連接點連接到地電壓VSS。連接二極體D1的陰極與二極體D2的陽極的連接點連接到焊盤V+。連接二極體D3的陰極與二極體D4的陽極的連接點連接到焊盤V-。連接二極體D2與D4的陰極的連接點為整流電路21的輸出端。由整流電路21整流的信號通過反向電流阻塞二極體24輸入到內部電壓生成電路26作為電壓VBB，並且將電壓VBB施加到焊盤Pvbb。
NMOS電晶體22與電壓控制電路23連接在整流電路21的輸出端與地電壓VSS之間。控制信號Sd從數字電路12輸入到NMOS電晶體22的柵極。NMOS電晶體22根據控制信號Sd進行開關。從輸入電壓VBB，內部電壓生成電路26生成預定內部電壓VCC與VDD。內部電壓生成電路26將內部電壓VCC提供給檢測電路25與I/O單元17。內部電壓生成電路26還將內部電壓VCC輸入到電荷泵電路27。如上所述，數字電路12、存儲器電路13、I/O單元14至16以由內部電壓生成電路26生成的內部電壓VDD操作。檢測電路25連接到焊盤V+與V-。檢測電路25從自天線2輸入的信號中提取數據，並且輸出該數據到數字電路12。
在一般操作中，焊盤TS與Di被下拉，並且因此處於低電平。數字電路12根據在從檢測電路25輸入的信號中包含的命令，控制存儲器電路13的操作數字電路12或者將在從檢測電路25輸入的信號中包含的數據寫入存儲器電路13，或者讀出在存儲器電路13中寫入的數據。電荷泵電路27向存儲器電路13提供寫入數據所需的電壓。
當向外界發送從存儲器電路13讀出的數據時，數字電路12根據該數據開關NMOS電晶體22，並且由此將該數據從天線2發送。電壓控制電路23控制當NMOS電晶體22導通時流經NMOS電晶體22的電流，並且由此防止整流電路21的輸出電壓變得小於預定電壓。當焊盤TS處於低電平時，數字電路12輸出數據到I/O單元16與17，以將焊盤Do1以及Do2保持在高電平。
當對半導體晶片4進行測試時，向天線2發送不包含數據的電磁波，並且從外界向焊盤TS輸入高電平信號。從自整流電路21輸出的電壓VBB，內部電壓生成電路26生成內部電壓VCC與VDD，並且輸出這些內部電壓。當向焊盤TS輸入高電平信號時，數字電路12忽略來自檢測電路25的數據信號；並且根據從外界輸入到焊盤Di的命令，將輸入到焊盤Di的數據寫入到存儲器電路13，從存儲器電路13讀出數據，以及輸出所讀出的數據到I/O單元16與17。I/O單元16輸出該輸入數據到焊盤Do1；I/O單元17輸出該輸入數據到焊盤Do2。因此，可以通過輸入數據信號到焊盤Di、並且檢測來自焊盤Do1與Do2的輸出信號，測試半導體晶片4中的電路操作。
I/O單元16以內部電壓VDD操作，而I/O單元17以內部電壓VCC操作。相應地，從I/O單元16輸出的高電平信號具有與內部電壓VDD相同的電壓，而從I/O單元17輸出的高電平信號具有與內部電壓VCC相同的電壓。(I/O單元16將輸入數據轉換為具有與內部電壓VDD相同的電壓的高電平信號，而I/O單元17將輸入數據轉換為具有與內部電壓VCC相同的電壓的高電平信號。)因此，可以通過測量當從I/O單元16與17輸出高電平信號時的焊盤Do1與Do2的電壓，進行用於確定內部電壓VCC與VDD是否在規格內的測試。
如上所述，根據本發明實施例的半導體裝置不要求用於測量內部電壓VCC與VDD的專用焊盤。此類半導體裝置配置使之可能減少半導體晶片中的焊盤數目，由此減少半導體晶片大小以及減少製造成本。
本發明不限於具體公開的實施例，並且在不脫離本發明範圍的情況下，可以進行修改與變化。
本發明基於2005年7月21日提交的日本優先權申請第2005-211518號，其全部內容通過引用融入本文。
權利要求
1.一種半導體裝置，被配置來以從通過天線接收的電磁波生成的多個內部電壓操作，從所接收的電磁波提取命令與數據，以及根據所提取的命令進行操作，該半導體裝置包括被配置來在用於執行預定測試的測試操作中、根據從外界輸入的命令、生成與輸出二進位信號的內部電路；以及輸出電路，對應於某些或者全部所述內部電壓，並且被配置來將從所述內部電路輸出的二進位信號轉換為具有與對應內部電壓相同的電壓的二進位信號，並且將所轉換的二進位信號輸出到外界。
2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中所述輸出電路的每一個用以對應內部電壓操作的I/O單元實現。
3.如權利要求1所述的半導體裝置，進一步包括一或多個輸入電路，其在測試操作中，接收從外界輸入的命令與數據，並且將該命令與數據輸出到所述內部電路。
4.如權利要求3所述的半導體裝置，其中所述內部電路包括模擬電路，其從通過天線接收的電磁波生成多個內部電壓，並且檢測所接收的電磁波，並且從所接收的電磁波提取命令與數據；用非易失存儲器實現的存儲器電路；以及數字電路，其根據由模擬電路提取的命令，從存儲器電路讀取數據，以及寫入數據到存儲器電路中。
5.如權利要求4所述的半導體裝置，其中在測試操作中，數字電路根據從所述輸入電路中的一個輸入的命令，從存儲器電路讀取數據，以及寫入數據到存儲器電路中，並且將從存儲器電路讀取的數據輸出到所述輸出電路。
6.如權利要求4所述的半導體裝置，其中所述模擬電路包括整流電路，其整流通過天線接收的電磁波；內部電壓生成電路，其從通過整流所接收的電磁波而獲得的信號生成內部電壓，並且輸出所生成的內部電壓；以及檢測電路，其檢測所接收的電磁波，並且從所接收的電磁波提取命令與數據，並且將所提取的命令與數據輸出到數字電路。
7.如權利要求3所述的半導體裝置，其中所述內部電路、輸出電路、以及輸入電路被集成在一個半導體晶片上。
8.如權利要求7所述的半導體裝置，其中所述半導體晶片包括用於連接天線的連接端子對；對應於輸出電路的測試輸出端子；以及對應於輸入電路的測試輸入端子。
9.如權利要求1所述的半導體裝置，其中所述天線與內部電路形成ID標籤。
10.一種測試半導體裝置的方法，該半導體裝置被配置來以從通過天線接收的電磁波生成的多個內部電壓操作，從所接收的電磁波提取命令與數據，以及根據所提取的命令進行操作，該方法包含以下步驟根據從外界輸入的命令，生成與輸出二進位信號；將所生成的二進位信號轉換為具有與內部電壓相同的電壓的二進位信號；將所轉換的二進位信號輸出到外界；根據所輸出的二進位信號，檢測所述半導體裝置的內部操作錯誤；以及通過測量所輸出的二進位信號的電壓，檢測異常內部電壓。
全文摘要
一種半導體裝置，被配置來以從通過天線接收的電磁波生成的不同的內部電壓操作，從所接收的電磁波提取命令與數據，以及根據所提取的命令進行操作，該半導體裝置包括被配置來在用於執行預定測試的測試操作中、根據從外界輸入的命令、生成與輸出二進位信號的內部電路；以及輸出電路，對應於某些或者全部所述內部電壓，並且被配置來將從所述內部電路輸出的二進位信號轉換為具有與對應內部電壓相同的電壓的二進位信號，並且將所轉換的二進位信號輸出到外界。
文檔編號G01R31/28GK101032016SQ20068000088
公開日2007年9月5日 申請日期2006年6月27日 優先權日2005年7月21日
發明者神西孝雄 申請人:株式會社理光