DE19744651A1

DE19744651A1 - Halbleitertestvorrichtung zum Messen des Versorgungsstromes einer Halbleitereinrichtung

Info

Publication number: DE19744651A1
Application number: DE19744651A
Authority: DE
Inventors: Teruhiko Funakura; Kazuya Fujita
Original assignee: YAMADA DEN-ON Co Ltd OSAKA JP; YAMADA DEN ON CO; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: YAMADA DEN-ON Co Ltd OSAKA JP; YAMADA DEN ON CO; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: DE19744651C2; US5959463A; JPH10253701A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitertestvorrich tung. Speziell betrifft sie eine Halbleitertestvorrichtung zum Anlegen einer Versorgungsspannung an eine Halbleitereinrich tung, die einen Kondensator zwischen einem Versorgungsanschluß und einem Masseanschluß aufweist, zum Messen eines Versor gungsstromes.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur einer der An melderin bekannten Halbleitertestvorrichtung zeigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Halbleitertestvorrichtung einen Überbrückungskondensator 50 (Kapazitanz), der zwischen einem Versorgungsanschluß 41 und einem Masseanschluß 42 einer zu testenden integrierten Halbleiterschaltungseinrichtung 40 (im folgenden als IC bezeichnet) geschaltet ist. Der Überbrüc kungskondensator 50 ist derart vorgesehen, daß Rauschen ent fernt wird und Schwingen verhindert wird. Es wird angenommen, daß der Überbrückungskondensator 50 von Fig. 4 einen externen Kondensator, der mit dem IC 40 zum Testen verbunden ist, und einen internen Kondensator, der im voraus in dem IC 40 vorgese hen ist, darstellt.

Die Halbleitertestvorrichtung weist eine Steuereinheit 30, ei nen D/A-Wandler 31, Widerstandselemente 32, 33 und 35, Operati onsverstärker 34 und 36 und einen A/D-Wandler 37 auf. Die Steu ereinheit 30 ist beispielsweise aus einem Personalcomputer der art gebildet, daß die folgende Steuerung vorgesehen ist. Nach dem ein digitaler Code an den D/A-Wandler 31 angelegt ist und eine Versorgungsspannung Vcc an das IC 40 angelegt ist, wird ein Warten für einen Versorgungsstrom Icc des IC 40 derart durchgeführt, daß er nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeit stabilisiert ist. Dann wird der Versorgungsstrom Icc des IC 40 entsprechend einem digitalen Code von dem A/D-Wandler 37 erhal ten.

Der D/A-Wandler 31 wandelt einen digitalen Code von der Steuer einheit 30 in eine analoge Spannung um. Der Operationsverstär ker 34 und die Widerstandselemente 32 und 33 bilden einen Ver stärker, der die analoge Spannung von dem D/A-Wandler 31 derart verstärkt, daß eine Versorgungsspannung Vcc des IC 40 erzeugt wird. Das Widerstandselement 35 ist derart vorgesehen, daß ein Strom I1, der von dem Operationsverstärker 34 zu dem Versor gungsanschluß 41 des IC 40 fließt, in eine Spannung umgewandelt wird. Genauer ist das Widerstandselement 32 zwischen einem Aus gabeanschluß des D/A-Wandlers 31 und einem nicht-invertierenden Eingabeanschluß des Operationsverstärkers 34 geschaltet. Das Widerstandselement 33 ist zwischen dem nicht-invertierenden Eingabeanschluß des Operationsverstärkers 34 und dem Versor gungsanschluß 41 des IC 40 geschaltet. Das Widerstandselement 35 ist zwischen dem Ausgabeanschluß des Operationsverstärkers 34 und dem Versorgungsanschluß 41 des IC 40 geschaltet. Der nicht-invertierende Eingabeanschluß des Operationsverstärkers 34 und der Masseanschluß 42 des IC 40 sind mit der Masse ver bunden.

Der Operationsverstärker 36 verstärkt die Spannung über die Elektroden des Widerstandselementes 35, d. h. die Spannung über den Versorgungsanschluß 41 des IC 40 und den Ausgabeanschluß des Operationsverstärkers 34. Der A/D-Wandler 37 wandelt die Ausgabespannung V1 des Operationsverstärkers 36 in einen digi talen Code, der an die Steuereinheit 30 angelegt wird.

Der Betrieb dieser Halbleitertestvorrichtung wird im folgenden beschrieben.

Wenn ein IC 40 auf die Halbleitertestvorrichtung gesetzt ist, wird ein digitaler Code von der Steuereinheit 30 an den A/D- Wandler 31 angelegt, wodurch die Versorgungsspannung Vcc von dem Operationsverstärker 34 über das Widerstandselement 35 an den Versorgungsanschluß 41 des IC 40 angelegt wird. Der Strom I1, der von dem Operationsverstärker 34 zu dem IC 40 fließt, wird durch das Widerstandselement 35 in eine Spannung umgewan delt. Dieser Spannung wird durch den Operationsverstärker 36 verstärkt. Die Ausgabespannung V1 des Operationsverstärkers 36 wird durch den A/D-Wandler 37 derart in einen digitalen Code umgewandelt, daß er der Steuereinheit 30 zur Verfügung gestellt wird. Entsprechend diesem digitalen Code wird der Versor gungsstrom Icc des IC 40 durch die Steuereinheit 30 erhalten. Der Versorgungsstrom Icc des IC 40 wird auf einem Anzeigebild schirm 30a der Steuereinheit 30 dargestellt.

Bei dieser der Anmelderin bekannten Halbleitertestvorrichtung verursacht das Anlegen des Versorgungsstromes Vcc an den Ver sorgungsanschluß 41 des IC 40 einen Überstrom I2 derart, daß er zu dem Überbrückungskondensator 50 derart geleitet wird, daß es in einer Variation des Stromes I1 = Icc + I2 resultiert. Daher gab es eine beträchtliche Zeit, nachdem die Versorgungsspannung Vcc angelegt ist und bis der Überstrom I2 derart gedämpft ist, daß eine Messung des Versorgungsstromes Icc des IC 40 möglich ist. Das Testen des IC 40 war zeitaufwendig, so daß ein Anstieg der Kosten des Testens resultierte, was wiederum ein Anstieg der Kosten des IC 40 verursachte.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Halbleitertest vorrichtung vorzusehen, die in einer kurzen Zeit einen Versor gungsstrom einer Halbleitereinrichtung, die eine Kapazität zwi schen einem Versorgungsanschluß und einem Masseanschluß auf weist, messen kann.

Die Aufgabe wird durch die Halbleitertestvorrichtung des An spruches 1 gelöst.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch ange geben.

Entsprechend einem Aspekt wird eine Spannung eines Pegels, der identisch zu dem Pegel einer Versorgungsspannung einer Halblei tereinrichtung ist, an einen Dummy-Kondensator, der eine Kapa zität aufweist, die identisch zu der Kapazität zwischen einem Versorgungsanschluß und einem Masseanschluß der Halbleiterein richtung ist, derart angelegt, daß ein Überstrom I3 erzeugt wird. Durch Abziehen des Überstromes I3 des Dummy-Kondensators von dem Strom I1, der durch die Halbleitereinrichtung fließt, wird der Versorgungsstrom der Halbleitereinrichtung Icc = I1-I3 erhalten. Da es nicht notwendig ist, auf das Dämpfen des Stro mes I2 = I3, der zu der Kapazität der Halbleitereinrichtung fließt, wie in dem der Anmelderin bekannten Fall, zu warten, kann der Versorgungsstrom Icc der Halbleitereinrichtung in ei ner kurzen Zeit gemessen werden.

Bevorzugt weist die Halbleitertestvorrichtung eine Bestimmungs schaltung zum Bestimmen, ob der gemessene Versorgungsstrom Icc innerhalb eines bestimmten Bereiches ist, auf. In diesem Fall kann die Bestimmung, ob die Halbleitereinrichtung ein akzepta bles Produkt ist oder nicht, leicht und zuverlässig durchge führt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben des Prinzips einer Halbleitertestvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine Struktur ei ner Halbleitertestvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform zeigt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das eine Struktur ei ner Halbleitertestvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform zeigt,

Fig. 4 ein Blockschaltbild, das eine Struktur ei ner der Anmelderin bekannten Halbleiter testvorrichtung zeigt.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird zuerst vor der Be schreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung be schrieben. Wenn eine Versorgungsspannung Vcc an das IC 40, das den Überbrückungskondensator 50 aufweist, angelegt wird, fließt ein Versorgungsstrom Icc von dem Operationsverstärker 34 zu dem IC 40 an sich, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Zur gleichen Zeit fließt ein Überstrom I2 von dem Operationsverstärker 34 zu dem Überbrückungskondensator 50. Eine Zeitdauer t2 wird zum Stabi lisieren des Überstroms I2 benötigt. Im Gegensatz dazu wird ei ne kürzere Zeitdauer t1 zum Stabilisieren des Versorgungsstro mes I1 an sich benötigt.

Daher kann durch zusätzliches Erzeugen eines Stromes I3, der identisch zu dem Überstrom I2 des Überbrückungskondensators 50 ist, und Abziehen dieses Stromes I3 von dem Gesamtstrom I1, der von dem Operationsverstärker 34 zu dem IC 40 fließt, der Ver sorgungsstrom Icc erhalten werden. Der Versorgungsstrom Icc kann in einer kurzen Zeit gemessen werden. Der Strom I3 wird durch zusätzliches Vorsehen eines Dummy-Kondensators 1, der identisch zu dem Typ und der Kapazität bzw. Kapazitanz des Überbrückungskondensators 50 ist, und durch gleichzeitiges An legen der Versorgungsspannung an die Kondensatoren 50 und 1 er zeugt. Der Überstrom des Dummy-Kondensators 1 wird der Strom I3. Die vorliegende Erfindung wird im Detail im folgenden mit Bezug zu den Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur einer Halb leitertestvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform zeigt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, unterscheidet sich die Halbleiter testvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform von der der Anmelderin bekannten Halbleitertestvorrichtung darin, daß ein Dummy-Kondensator 1, Widerstandselemente 2, 3 und 5 und Opera tionsverstärker 4, 6 und 7 neu vorgesehen sind. Der Dummy- Kondensator 1 ist ein Kondensator, der identisch zu dem Typ und der Kapazitanz des Überbrückungskondensators 50 ist. Die Wider standselemente 2, 3 und 5 weisen identische Widerstandswerte zu den Widerstandselementen 32, 33 bzw. 35 auf. Der Operationsver stärker 6 weist identische Eigenschaften zu denen des Operati onsverstärkers 36 auf.

Der Operationsverstärker 4 und die Widerstandselemente 2 und 4 bilden einen Verstärker derart, daß die Ausgabespannung des D/A-Wandlers 130 verstärkt wird. Eine Spannung, die identisch im Pegel zu der Stromversorgungsspannung Vcc des IC 40 ist, wird erzeugt. Diese erzeugte Spannung wird über die Elektroden des Dummy-Kondensators 1 angelegt. Das Widerstandselement 5 ist derart vorgesehen, daß ein Strom I3, der zu einer Elektrode des Dummy-Kondensators 1 von dem Operationsverstärker 4 fließt, in eine Spannung gewandelt wird. Genauer ist das Widerstandsele ment 2 zwischen einem Ausgabeanschluß des D/A-Wandlers 31 und einem nicht-invertierenden Eingabeanschluß des Operationsver stärkers 4 verbunden. Das Widerstandselement 3 ist zwischen dem nicht-invertierenden Eingabeanschluß des Operationsverstärkers 4 und einer Elektrode des Dummy-Kondensators 1 verbunden. Das Widerstandselement 5 ist zwischen einem Ausgabeanschluß des Operationsverstärkers 4 und einer Elektrode des Dummy- Kondensators 1 verbunden. Der nicht-invertierende Eingabean schluß des Operationsverstärkers 4 und die andere Elektrode des Dummy-Kondensators 1 sind beide mit Masse verbunden.

Der Operationsverstärker 6 verstärkt die Spannung über die Elektroden des Widerstandselementes 5, d. h. die Spannung über eine Elektrode des Dummy-Kondensators 1 und den Ausgabeanschluß des Operationsverstärkers 4. Der Operationsverstärker 7 erzeugt eine Spannung V4, die die Differenz zwischen der Ausgabespan nung V1 des Operationsverstärkers 36 und der Ausgabespannung V3 des Operationsverstärkers 6 ist. Die erzeugte Spannung V4=V1-V3 wird an den A/D-Wandler 37 angelegt. Die verbleibende Struktur ist identisch zu der der Anmelderin bekannten Halbleitertest vorrichtung. Daher wird die Beschreibung davon nicht wieder holt.

Der Betrieb der Halbleitertestvorrichtung der ersten Ausfüh rungsform wird im folgenden beschrieben.

Wenn das IC 40 auf die Halbleitertestvorrichtung gesetzt ist, wird von der Steuereinheit 30 ein digitaler Code an den D/A- Wandler 31 angelegt. Die Stromversorgungsspannung Vcc wird an den Stromversorgungsanschluß 41 des IC 40 von dem Operations verstärker 34 über das Widerstandselement 35 angelegt. Es wird ebenfalls eine Spannung eines Pegels, der identisch zu dem Pe gel der Stromversorgungsspannung Vcc des IC 40 ist, an eine Elektrode des Dummy-Kondensators 1 von dem Operationsverstärker 4 über das Widerstandselement 5 angelegt. Da der Überbrückungs kondensator bzw. Ableitkondensator 50 identisch zu dem Dummy- Kondensators 1 ist und dieselbe Spannung Vcc gleichzeitig ange legt wird, ist der Überstrom I2 des Überbrückungskondensators 50 komplett identisch zu dem Überstrom I3 des Dummy- Kondensators 1.

Der Strom I1, der von dem Operationsverstärker 34 zu dem IC 40 fließt, wird durch das Widerstandselement 35 in eine Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird durch den Operationsverstärker 36 verstärkt. Der Strom IC, der von dem Operationsverstärker 4 zu dem Dummy-Kondensator 1 fließt, wird durch das Widerstands element 5 in eine Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird durch den Operationsverstärker 6 verstärkt. Eine Spannung V4, die die Differenz zwischen der Ausgabespannung V1 des Operati onsverstärkers 36 und der Ausgabespannung V3 des Operationsver stärkers 6 ist, wird an dem Operationsverstärker 7 erzeugt (V4=V1-V3).

Da die Ausgabespannungen V1 und V3 der Operationsverstärker 36 und 6 proportional zu den Werten der Ströme I1 bzw. I3 sind, ist die Spannung V4=V1-V3 proportional zu dem Strom I1-I3=Icc, der die Differenz zwischen den Strömen I1 und I3 ist. Daher wird die Spannung V4 in einer kürzeren Zeitperiode als die Spannungen V1 und V3, wie mit Bezug zu Fig. 1 beschrieben wur de, stabilisiert.

Die Ausgabespannung V4 des Operationsverstärkers 7 wird durch den A/D-Wandler 37 in einen digitalen Code umgewandelt. Dieser digitale Code wird an die Steuereinheit 30 derart angelegt, daß er in den Versorgungsstrom Icc des IC 40 umgewandelt wird. Der Versorgungsstrom Icc wird auf einem Anzeigebildschirm 30a der Steuereinheit 30 angezeigt.

Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht not wendig zu warten, daß der Überstrom I2 des Überbrückungskonden sators 50 abgeschwächt bzw. gedämpft wird, da der Versorgungs strom Icc des IC 40 durch Abziehen des Überstromes I3 des Dum my-Kondensators 1, d. h. des Überstromes I2 des Überbrückungs kondensators 50, von dem Strom I1=Icc+I2, der zu dem IC 40 und dem Überbrückungskondensator 50 fließt, erhalten wird. Die Zeit, die zum Messen benötigt wird, kann im Vergleich zu dem der Anmelderin bekannten Fall, bei dem der Versorgungsstrom Icc des IC 40 nach der Abschwächung des Überstroms I2 gemessen wur de, reduziert werden. Dies stellt den Vorteil zur Verfügung, daß die Kosten zum Testen reduziert werden können, was wiederum die Kosten des IC 40 reduziert.

Weiterhin kann die Meßgenauigkeit verbessert werden, da das Rauschen der Massepotentialleitung GND, das in Zusammenhang mit dem Betrieb des IC 40 erzeugt wird, ähnlich zu dem Überstrom der Kondensatoren 50 und 1 subtrahiert wird.

Zweite Ausführungsform

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur einer Halb leitertestvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungs form zeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, unterscheidet sich die Halbleiter testvorrichtung der zweiten Ausführungsform von der Halbleiter testvorrichtung der ersten Ausführungsform darin, daß der A/D- Wandler 37 entfernt ist und daß D/A-Wandler 8 und 9, Verglei cher 10 und 11 und eine Bestimmungsschaltung 12 neu vorgesehen sind.

Der D/A-Wandler 8 wandelt den digitalen Code von der Steuerein heit 30 in eine analoge Referenzspannung VRH um. Diese umgewan delte Spannung wird dem Vergleicher 10 zur Verfügung gestellt. Die Referenzspannung VRH ist eine Umwandlung der oberen Grenze eines normalen Bereiches eines Versorgungsstromes Icc eines IC 40 in eine Ausgabespannung des Operationsverstärkers 7. Der D/A-Wandler 9 wandelt den digitalen Code von der Steuereinheit 30 in eine analoge Referenzspannung VRL um. Diese analoge Refe renzspannung VRL wird dem Vergleicher 11 zur Verfügung ge stellt. Die Referenzspannung VRL ist eine Umwandlung der unte ren Grenze des normalen Bereiches des Versorgungsstromes Icc des IC 40 in eine Ausgabespannung des Operationsverstärkers 7.

Der Vergleicher 10 vergleicht die Ausgabespannung V4 des Opera tionsverstärkers 7 mit der Referenzspannung VRH. Wenn die Aus gabespannung V4 des Operationsverstärkers 7 höher wird als die Referenzspannung VRH, wird ein Signal eines H-Pegels (logisch hoher Wert) der Bestimmungsschaltung 12 zur Verfügung gestellt. Der Vergleicher 11 vergleicht die Ausgabespannung V4 des Opera tionsverstärkers 7 mit der Referenzspannung VRL. Wenn die Aus gabespannung V4 des Operationsverstärkers 7 niedriger wird als die Referenzspannung VRL, wird ein Signal eines H-Pegels der Bestimmungsschaltung 12 zur Verfügung gestellt.

Die Bestimmungsschaltung 12 reagiert auf eine Eingabe eines H- Pegelsignales von den Vergleichern 10 oder 11 derart, daß ein Signal der Steuereinheit 30 zur Verfügung gestellt wird, das anzeigt, daß das IC 40 fehlerhaft ist. Die verbleibende Struk tur ist identisch zu der der Halbleitertestvorrichtung der er sten Ausführungsform. Daher wird die Beschreibung davon nicht wiederholt.

Der Betrieb der Halbleitertestvorrichtung der zweiten Ausfüh rungsform wird im folgenden beschrieben.

Wenn das IC 40 in die Halbleitertestvorrichtung gesetzt ist, wird ein digitaler Code von der Steuereinheit 30 dem D/A- Wandler 31 zur Verfügung gestellt. Dieselbe Spannung Vcc wird von den Operationsverstärkern 34 und 4 gleichzeitig an das IC 40 und den Dummy-Kondensator 1 angelegt. Die ausgegebenen Strö me I1 und I3 der Operationsverstärker 34 und 4 werden in Span nungen V1 bzw. V3 durch die Widerstandselemente 35 und 5 und die Operationsverstärker 36 und 6 umgewandelt. Eine Spannung V4, die die Differenz zwischen den zwei Spannungen ist (V4=V1- V3), wird von dem Operationsverstärker 7 ausgegeben. Wenn die aus gegebene Spannung V4 des Operationsverstärkers 7 nicht in nerhalb des Bereiches der Versorgungsspannung VRL-VRH ist, stellt der Vergleicher 10 oder 11 eine Ausgabe eines H-Pegels zur Verfügung, wodurch die Bestimmungsschaltung 12 die Bestim mung zur Verfügung stellt, daß das IC 40 ein fehlerhaftes Pro dukt ist. Das Bestimmungsergebnis der Bestimmungsschaltung 12 wird auf einem Anzeigebildschirm 30a der Steuereinheit 30 vor gesehen.

Zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform stellt die zweite Ausführungsform den Vorteil zur Verfügung, daß die Bestimmung, ob das IC 40 ein akzeptables Produkt ist oder nicht, leicht und schnell mittels des Vorsehens der Bestim mungsschaltung 12 gegeben ist.

Claims

1. Halbleitertestvorrichtung zum Messen eines Versor gungsstromes durch Anlegen einer Stromversorgungsspannung an eine Halbleitereinrichtung (40) mit einem Kondensator (50) zwi schen einem Versorgungsanschluß (41) und einem Masseanschluß (42), wobei die Halbleitertestvorrichtung
einen Dummy-Kondensator (1) mit einer identischen Kapazität zu der des Kondensators (50) der Halbleitereinrichtung (40), eine erste Versorgung (32-34) zum Anlegen der Stromversorgungs spannung über den Versorgungsanschluß (41) der Halbleiterein richtung (40),
eine zweite Versorgung (2-4) zum Anlegen einer zu einer Ausga bespannung der ersten Versorgung (32-34) identischen Spannung über Elektroden des Dummy-Kondensators (1) gleichzeitig mit der ersten Versorgung (32-34),
eine erste Strommeßeinrichtung (35, 36) zum Messen eines Stro mes, der von der ersten Versorgung (32-34) zu der Halblei tereinrichtung (40) fließt,
eine zweite Strommeßeinrichtung (5, 6) zum Messen eines Stro mes, der von der zweiten Versorgung (2-4) zu dem Dummy- Kondensator (1) fließt, und
eine Betriebseinrichtung (7, 37, 30) zum Erhalten eines Versor gungsstromes der Halbleitereinrichtung (40) durch Abziehen ei nes gemessenen Wertes der zweiten Strommeßeinrichtung (5, 6) von einem gemessenen Wert der ersten Strommeßeinrichtung (35, 36)
aufweist.

2. Halbleitertestvorrichtung nach Anspruch 1 weiter mit einer Bestimmungseinrichtung (8-12, 30) zum Bestimmen, ob ein Versorgungsstrom der Halbleitereinrichtung (40), der durch die Betriebseinrichtung (7, 37, 30) erhalten ist, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.