本发明专利技术涉及用于检测和监视集成电路中的裂纹的级联感测电路。本公开的实施例提供了一种裂纹检测和监视系统，包括：多个导电结构，其围绕形成在集成电路(IC)的非工作区域中的保护性壁垒延伸，其中IC的工作区域被包围在保护性壁垒内；以及串联连接的多级感测电路，其用于感测所述多个结构中的每个结构的电特性的变化并接收使能信号，其中每个感测电路耦接到所述多个结构中的相应结构，电特性的变化指示相应结构的损坏，其中每个感测电路包括用于选择性地为多级感测电路中的下一感测电路产生使能信号的电路。使能信号的电路。使能信号的电路。
【技术实现步骤摘要】
用于检测和监视集成电路中的裂纹的级联感测电路
[0001]本公开涉及集成电路，更具体地涉及用于检测和监视集成电路(IC)中的裂纹的级联感测电路。
技术介绍
[0002]诸如晶片切割之类的工艺可能导致IC中裂纹的形成和传播。此类裂纹通常形成在IC中的电介质材料与金属线/接触之间的界面处。
[0003]IC经常暴露于恶劣、敌对和压力环境中(例如，汽车、航空航天、军事等)。环境条件的波动(例如，温度、湿度和气压变化)可能加剧并激活IC中新生裂纹和静止裂纹(例如，在晶片切割过程中形成的裂纹)上的缓慢裂纹生长机制。环境条件的持续波动会随着时间的推移增强新生裂纹和静止裂纹的生长，可能导致IC故障。
[0004]已经制造出裂纹停止结构(crackstop)(例如，金属线和过孔(via)的互连结构)，并采用其来阻止裂纹传播到IC的工作区域(active region)。这样的裂纹停止结构通常围绕IC的外周形成并包围IC的内芯(工作区域)。
[0005]尽管有效，但裂纹停止结构可能并不总是能够防止裂纹传播到IC的工作区域。为此，已经开发出放置在裂纹停止结构内部的IC的工作区域中的裂纹检测结构，以检测已经越过裂纹停止结构传播到IC芯片的工作区域中的裂纹的存在。然而，这种裂纹检测结构天然地存在缺陷，因为它们被设计为在太晚的时间，并且在裂纹已经到达IC芯片的工作区域之后检测到裂纹。
技术实现思路
[0006]本公开的一方面涉及一种用于检测和监视集成电路(IC)中的裂纹的系统，包括：多个导电结构，其围绕形成在集成电路(IC)的非工作区域(inactive region)中的保护性壁垒(protective barrier)延伸，其中所述IC的工作区域被包围在所述保护性壁垒内；以及串联连接的多级感测电路，其用于感测所述多个结构中的每个结构的电特性的变化并接收使能信号(enable signal)，其中每个感测电路耦接到所述多个结构中的相应结构，所述电特性的变化指示所述相应结构的损坏，其中每个感测电路包括用于选择性地为所述多级感测电路中的下一感测电路生成所述使能信号的电路。
[0007]另一方面涉及一种用于检测和监视集成电路(IC)中的裂纹的方法，包括：在所述IC的非工作区域中设置多个导电结构，所述多个导电结构围绕形成在所述IC的所述非工作区域中的保护性壁垒延伸，其中所述IC的工作区域被包围在所述保护性壁垒内；将串联连接的多级感测电路耦接到所述多个导电结构，其中每个感测电路耦接到所述多个结构中的相应结构；启用(enable)所述多级感测电路的第N级中的感测电路；通过所启用的感测电路监视耦接到所启用的感测电路的所述相应结构的电特性；以及响应于检测到耦接到所启用的感测电路的所述相应结构的所述电特性的变化，由所启用的感测电路输出使能信号，所述使能信号用于启用所述多级感测电路的下游第N+1级中的感测电路。
[0008]另一方面涉及一种方法，包括：将串联连接的多级感测电路耦接到集成电路(IC)上的多个导电结构，其中每个感测电路耦接到所述多个结构中的相应结构；启用所述多级感测电路的第N级中的感测电路；通过所启用的感测电路监视耦接到所启用的感测电路的相应结构的电特性；以及响应于检测到耦接到所启用的感测电路的所述相应结构的所述电特性的变化，由所启用的感测电路输出使能信号，所述使能信号用于启用所述多级感测电路的下游第N+1级中的感测电路。
[0009]根据以下对本公开的实施例的更具体的描述，本公开的上述以及其它特征将变得显而易见。
附图说明
[0010]将参考以下附图详细描述本公开的实施例，其中相同的参考标号表示相同的元件，并且其中：
[0011]图1示出了根据实施例的包括用于检测和监视裂纹的生长的系统的集成电路(IC)的平面图。
[0012]图2示出了根据实施例的沿着线A
‑
A截取的图1的IC的截面图。
[0013]图3示出了根据实施例的包括用于检测和监视裂纹的生长的系统的IC的平面图，其中裂纹检测和监视系统包括周边线(PLINE)和跨接连接。
[0014]图4示出了根据实施例的图3的IC的局部放大平面图。
[0015]图5示出了根据实施例的图3的IC中的PLINE的局部截面图。
[0016]图6示出了根据实施例的包括用于检测和监视裂纹的生长的系统的IC的平面图，其中裂纹检测和监视系统包括PLINE和隧穿连接。
[0017]图7示出了根据实施例的图6的IC的局部放大平面图。
[0018]图8示出了根据实施例的图6的IC中的PLINE的局部截面图。
[0019]图9示出了根据实施例的沿着线B
‑
B截取的图6的IC的局部截面图。
[0020]图10示出了根据实施例的用于引导和捕获正在传播的裂纹的PLINE的截面图。
[0021]图11A、11B和11C示出了根据实施例的图10的PLINE的裂纹引导和捕获功能的示例。
[0022]图12示出了根据实施例的用于检测和监视IC中的裂纹的过程的流程图。
[0023]图13示出了根据其他实施例的包括裂纹检测和监视系统的IC的平面图。
[0024]图14示出了根据实施例的包括用于检测和监视裂纹的生长的系统的IC的平面图。
[0025]图15示出了根据实施例的包括感测电路的级联布置的检测和监视电路的电路图。
[0026]图16示出了根据实施例的包括感测电路的级联布置的检测和监视电路的电路图。
[0027]请注意，本公开的附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本公开的典型方面，因此不应被视为限制本公开的范围。在附图中，相似的参考标号表示附图之间的相似元件。
具体实施方式
[0028]在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践本教导的特定示例性实施例。足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本教导，并且应当理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可以使用其他实施例并
且可以进行改变。因此，以下描述仅是说明性的。
[0029]图1示出了根据实施例的包括用于检测和监视裂纹的生长的裂纹检测和监视系统100的集成电路(IC)102的平面图。IC 102形成在半导体衬底104(例如，硅晶片)上，并且包括内芯(下面称为工作区域106)，内芯被保护环110和至少一个裂纹停止结构112、114包围并且通过保护环110和至少一个裂纹停止结构112、114而与非工作区域108隔离。工作区域106通常包括多个有源和无源组件(例如，晶体管、电阻器等)。保护环110和裂纹停止结构112、114为IC 102的工作区域106提供环境保护、电气保护(例如，保护环提供电接地)和/或机械保护。例如，可以采用裂纹停止结构112、114来阻止裂纹从IC 102的非工作区域108传播到IC 102的工作区域106。保护环110和裂纹停止结构112、114本质上可以是常规的，并且可以使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种裂纹检测和监视系统，包括：多个导电结构，其围绕形成在集成电路IC的非工作区域中的保护性壁垒延伸，其中所述IC的工作区域被包围在所述保护性壁垒内；以及串联连接的多级感测电路，其用于感测所述多个结构中的每个结构的电特性的变化并接收使能信号，其中每个感测电路耦接到所述多个结构中的相应结构，所述电特性的变化指示所述相应结构的损坏，其中，每个感测电路包括用于选择性地为所述多级感测电路中的下一感测电路产生所述使能信号的电路。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个结构包括多个导电的周边线PLINE，并且其中，所述电特性的变化指示在所述结构中存在裂纹。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电特性包括所述结构的电阻。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多级感测电路的每一级中的感测电路进一步包括：分压器电路，其耦接到由所述感测电路接收的所述使能信号，用于基于耦接到所述感测电路的所述结构的损坏状态向所述感测电路输出电压输入信号VIN。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述分压器电路进一步包括：第一电阻器，其表示所述结构的电阻；以及参考电阻器，其在输出节点处耦接到所述第一电阻器，所述参考电阻器的电阻大于所述结构未损坏时所述结构的电阻且小于所述结构损坏时所述结构的电阻。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述分压器电路进一步包括：第一场效应晶体管FET；以及第二FET；其中，所述第一FET的第一端子耦接到所述输出节点，所述第一FET的第二端子接地，所述第二FET的第一端子耦接到所述参考电阻器，所述第二FET的第二端子耦接到电源电压，以及其中，所述第一FET的栅极、所述第二FET的栅极耦接到所述使能信号。7.根据权利要求4所述的系统，其中，用于选择性地为所述下一感测电路产生所述使能信号的电路进一步包括：用于接收参考电压VREF的输入；用于从所述分压器电路接收所述电压输入信号VIN的输入；用于基于所述参考电压VREF和所述电压输入信号VIN产生输出信号OUT的电路；以及用于基于所述OUT信号为所述下一感测电路产生所述使能信号的电路。8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括用于输出标记的电路，所述标记指示耦接到所述感测电路的所述结构的损坏状态。9.一种用于检测和监视集成电路IC中的裂纹的方法，包括：在所述IC的非工作区域中设置多个导电结构，所述多个导电结构围绕形成在所述IC的所述非工作区...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼可拉斯，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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