DE3516755A1

DE3516755A1 - Testgeraet fuer halbleitereinrichtungen

Info

Publication number: DE3516755A1
Application number: DE19853516755
Authority: DE
Inventors: Keiichi Itami Hyogo Sawada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1985-11-14
Also published as: US4651088A; KR850008222A; KR900001466B1; DE3516755C2; JPS60236240A; JPH0743413B2

Description

TER MEER · MÜLLER-STEINMÖStER~ Mitsubishi Denki - F-3581-04

Testgerät für Halbleitereinrichtungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Testgerät für Halbleitereinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein konventionelles Testgerät zur Prüfung einer Halbleitereinrichtung, dessen Aufbau und Wirkungsweise nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher beschrieben wird, besitzt Meßschaltungen 1 zur Durchführung von Funktionsmessungen, wobei die Anzahl der Meßschaltungen 1 gleich der Anzahl der Eingangs-Ausgangsstifte der zu überprüfenden Halbleitereinrichtung 2 ist. Darüber hinaus besitzt die Testschaltung mehrere Präzisionsmeßeinrichtungen 3 (nachfolgend als "PMU" bezeichnet) zur Messung elektrischer Gleichstromeigenschaften bzw. Kennwerte der zu überprüfenden Halbleitereinrichtung 2.

Eine Treiberschaltung 4 innerhalb der Meßschaltung 1 dient dazu, eine variable Gleichspannung zu einem Stift bzw. Anschlußelement der zu überprüfenden Halbleitereinrichtung 2 zu liefern. Mit Hilfe einer Vergleichsschaltung 5 kann die Ausgangsspannung an einem Anschlußelement der Halbleitereinrichtung 2 mit einer Referenzspannung verglichen werden. Eine Diodenbrückenschaltung 6 dient zur Lieferung eines variablen bzw. einstellbaren Stroms zu einem Anschlußelement bzw. Anschlußstift der Halbleitereinrichtung 2. Konstantstromquellen 7 und 8 sind mit der Diodenbrückenschaltung 6 verbunden, und zwar jeweils an gegenüberliegenden Brückenzweigen, wobei die Konstant-

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t^ stromquelle 7 mit dem oberen und die Konstanstromquelle ^⁰ mit dem unteren Brückenzweig verbunden ist. Ein Spannungs-LO wertregister 9 dient zur Speicherung der Ausgangsspannung der Treiberschaltung 4. Stromwertregister 10 und 12 speiehern den Ausgangsstrom der Diodenbrückenschaltung 6. Mittels einer Konstantspannungsquelle 54 wird eine Referenzspannung an die Diodenbrückenschaltung 6 gelegt. In einem Register 11 wird die Referenzspannung der Diodenbrückenschaltung 6 gespeichert. Ein Referenzspannungswertregister 13 dient zur Lieferung einer Referenzspannung an die Vergleichsschaltung 5. Mittels eines Kontaktelements 14 ist es möglich, ein Anschlußelement bzw. einen Stift der Halbleitereinrichtung 2 mit den Eingangs- und/oder Ausgangsklemmen der Schaltungen 4 bis 6 der Meßschaltung 1 zu verbinden, wie anhand der Fig. Ka) und Kb) gezeigt.

In der Fig. 2(a) ist ein Testmuster 15 dargestellt, nach dem das Testgerät Meßoperationen zur Prüfung der Halbleitereinrichtung durchführt. Fig. 2(b) zeigt dasselbe Testmuster 15 im Detail. Durch das Testmuster "PAT" wird eine logische Überprüfung der Halbleitereinrichtung 2 vorgenommen, wobei Adressenzahlen für das Testmuster "PAT" nacheinander eingeschrieben sind. Die Ziffern rechts von jeder "PAT"-Adresse geben logische Pegel an, die an die Anschlußelemente bzw. Stifte der Halbleitereinrichtung 2 angelegt oder von diesen erhalten werden. Rechts davon sind Kontrollprogrammsätze vorhanden, durch die bestimmt wird, ob beispielsweise der durch ein "PAT"-Muster vorgeschriebene Betrieb wiederholt oder ob ein Sprungbefehl ausgegeben bzw. ausgeführt wird. Die rechts in Klammern stehenden Ziffern bestimmen die Adressen von "1/0"-Mustern, "MASK"-Mustern und "HIZ"-Mustern. Durch das Feld "TM" wird bestimmt, in welcher zeitlichen Abfolge die Werte "0" und "1" des "PAT"-Musters ausgegeben bzw. aufgerufen werden, so daß durch das Feld "TM" eine Information zur Bildung einer Signal- bzw. Wellenform geliefert

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I>- wird.

LO Das "I/0"-Muster liefert eine Information darüber, wel-OO

ehe Anschlußelemente bzw. Anschlußstifte der Halbleitereinrichtung 2 als Eingangsstifte/ an denen eine Bitinformation anliegt, und welche als Ausgangsanschlußelemente bzw. Ausgangsstifte dienen sollen. Durch das "MASK"-Muster wird bestimmt, an welchen Anschlußelementen bzw. Anschlußstiften gemessen wird, wobei nur solche Anschlußelemente bzw. Anschlußstifte in Frage kommen, an denen eine Bitinformation anliegt. Das "HIZ"-Muster liefert eine Information darüber, an welchen Anschlußelementen bzw. Anschlußstiften eine hohe Impedanz erscheint.

Im nachfolgenden wird der Betrieb des konventionellen Testgeräts näher erläutert.

Bei der logischen Überprüfung der Halbleitereinrichtung ist es erforderlich zu überprüfen, ob die Spannungen mit den Signal- bzw. Wellenformen nach Fig. 4(b) an den Ausgangsstiften 3 und 4 erhalten werden oder nicht, wenn Spannungen mit den Wellenformen nach Fig. 4(a) an die Eingangsstifte 1 oder 2 angelegt werden. Um die Testschaltung 1 in der genannten Weise betreiben zu können, muß das Testmuster 15 den anhand der Fig. 2(a) und 2(b) beschriebenen Aufbau besitzen.

Bei dem konventionellen Testgerät ist das Testmuster 15 beispielsweise auf einer Karte vorhanden und wird mit Hilfe eines Dekodierers, beispielsweise eines Kartenlesers, dekodiert. Der Inhalt des auf der Karte vorhandenen und dekodierten Testmusters wird in einem Speicher gespeichert. Wird das Testgerät betrieben, so wird zunächst die Information unter der Adresse Null im "PAT"-Muster aus dem genannten Speicher mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuereinrichtung ausgelesen. Eingangs-/Aus-

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ι

— "7 —

J^ gangsstifte der Halbleitereinrichtung 2 sowie Stifte, an CD denen gemessen werden soll, werden bestimmt, und jedes LQ der genannten Register 9 bis 13 in der Meßschaltung 1, ^ von denen jeweils eine mit einem Anschlußstift verbunden ist, wird auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, wie anhand des Schritts 16 in Fig. 3(b) zu erkennen ist. Jede Treiberschaltung 4 liefert eine Spannung mit vorbestimmtem logischem Pegel, die jeweils an einem Eingangsstift der Halbleitereinrichtung 2 angelegt wird. Die zugeordnete Vergleichsschaltung 5 überprüft, ob an jedem Ausgangsstift der Halbleitereinrichtung 2, an dem eine Messung durchgeführt wird, eine Spannung mit einem vorbestimmten logischen Pegel erscheint oder nicht. Aufgrund dieser überprüfung stellt die Steuereinrichtung fest, ob das logische Verhalten der Halbleitereinrichtung 2 normal oder unnormal ist. Zur selben Zeit wird ein Strom von der Diodenbrückenschaltung 6 zum Anschlußstift geleitet, um einen Zustand hoher Impedanz zu messen, wobei durch die Vergleichsschaltung 5 detektiert wird, ob die Spannung am Kontaktelement 14 auf einen vorbestimmten Wert ansteigt. Dabei wird durch die Steuereinrichtung entschieden, ob der Zustand hoher Impedanz normal oder unnormal ist. Der Betrieb wird so lange wiederholt, bis die letzte Adresse erreicht und die Funktionsüberprüfung der HaIbleitereinrichtung 2 abgeschlossen ist, wie Schritt 17 in Fig. 3(b) zeigt.

Andererseits wird bei der Gleichstrommessung ein Strom zu demjenigen Anschlußstift mit Hilfe der Präzisionsmeßeinrichtung 3 (PMU) geleitet, der zur Durchführung dieser Messung vorgesehen ist. Die erhaltene Spannung wird gemessen, wie in Schritt 18 von Fig. 3(a) angegeben ist.

Danach wird eine Spannung an den genannten Stift angelegt und der sich einstellende Strom gemessen, wie in Schritt 19 von Fig. 3(a) gezeigt. Diese Operation wird mehrere

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j^ Male wiederholt und dann entschieden, ob die elektrischen to Eigenschaften bzw. Kennwerte normal oder unnormal sind.

^ Das konventionelle Testgerät zur Überprüfung von Halbleitereinrichtungen 2 besitzt für jeden Anschlußstift der Halbleitereinrichtung 2 eine Funktions-Meßschaltung 1, um zur selben Zeit für alle Anschlußstifte den Test entsprechend dem Testmuster 15 durchführen zu können.

Zur Gleichstrommessung sind jedoch nur eine bis vier PMUs 3 vorhanden, so daß die Gleichstrommessung nur unter Zuhilfenahme dieser geringen Anzahl von PMUs durchgeführt werden kann. Dies hat zur Folge, daß die Testzeit zur Überprüfung einer Halbleitereinrichtung 2 mit steigender Anzahl von Anschlußstiften erheblich ansteigen würde. Bei Verwendung einer eigenen Präzisionsmeßeinrichtung 3 (PMU) für jeden Anschlußstift würden sich dagegen aufgrund der relativ teuren PMUs die Kosten für ein derartiges Testgerät stark erhöhen.

20

In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho.57-18593 ist ein Testverfahren zur Überprüfung einer Halbleiterspeichereinrichtung beschrieben, deren Ausgang drei verschiedene Zustände einnehmen kann. An eine entsprechende Ausgangsklemme der Halbleiterspeichereinrichtung wird über einen Widerstand eine Spannung mit hohem oder niedrigem logischen Pegel angelegt, während gleichzeitig in diesem Zustand der Spannungspegel der Ausgangsklemme mit der genannten Spannung mit hohem oder niedrigem logischem Pegel verglichen wird. Aufgrund des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung wird entschieden, ob die Halbleiterspeichereinrichtung normal oder unnormal arbeitet.

Eine weitere Halbleiter-Testeinrichtung ist in dem Artikel "Programmable Current Load" im Katalog "Sentry 50 Product Description" von Fairchild, 1983, beschrieben. Um

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—WS.

J^ den Ausgangszustand einer zu testenden Einrichtung beur-CD teilen zu können, wird ein Ladewiderstand Rx von belie-LQ bigem Wert normalerweise extern zwischen der zu testenden Einrichtung und der Vergleichsschaltung innerhalb der Testschaltung angeordnet. Der Artikel beschreibt eine

Schaltung, bei der der Ladewiderstand von beliebigem Wert durch eine dynamische Ladeschaltung einstellbar ist, wobei durch ein Programm festgesetzt wird, welche Spannung und welchen Strom die dynamische Ladeschaltung erhält. 10

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testgerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Tests von Halbleitereinrichtungen mit sehr hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden können.
15

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen .
20

Das Testgerät zur Überprüfung logischer und zur Messung elektrischer Eigenschaften von Halbleitereinrichtungen nach der Erfindung besitzt jeweils eine einem Anschlußelement der zu testenden Halbleitereinrichtung zugeordnete Meßschaltung, die eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms der Halbleitereinrichtung mit einer Referenzspannung oder einem Referenzstrom enthält, eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, die zur Überprüfung der logisehen und zur Messung der elektrischen Eigenschaften der Halbleitereinrichtung erforderlich ist, eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Ablaufs der Überprüfung der logischen und Messung der elektrischen Eigenschaften, die eine Zuführung einer Referenzspannung oder eines Referenz-Stroms zur Vergleichsschaltung einschließt, sowie eine Entscheidungseinrichtung, die anhand eines Ausgangssignals

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- 10 -

£v^ der Vergleichsschaltung entscheidet, ob das Ergebnis der logischen Überprüfung und/oder das bei der Messung der elektrische:

oder nicht.

Ln elektrischen Eigenschaften erhaltene Ergebnis normal sind 00

Das Testgerät zur Überprüfung logischer und zur Messung elektrischer Eigenschaften von Halbleitereinrichtungen besitzt beispielsweise jeweils eine einem Anschlußelement der zu testenden Halbleitereinrichtung zugeordnete Meßschaltung mit einem einstellbaren Gleichspannungsgenerator, einem Spannungswertregister zur Speicherung der Ausgangsspannung des einstellbaren Gleichspannungsgenerators, einem einstellbaren Stromgenerator, einem Stromwertregister zur Speicherung des Ausgangsstroms des einstellbaren Stromgenerators, eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms an einem Anschlußelement der Halbleitereinrichtung mit einer Referenzspannung oder einem Referenzstrom, sowie mit einem Referenzwertregister zur Lieferung eines Referenzspannungswerts oder eines Referenzstromwerts zu der Vergleichsschaltung, jeweils ein mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß pro Meßschaltung verbundenes Kontaktelement, eine erste Speichereinrichtung zur Speicherung von Information über Anschlußelemente, die im Rahmen der logischen Überprüfung als Eingangs- bzw. als Ausgangsanschlußelemente bestimmt werden, über logische Pegel, die an die Eingangsanschlußelemente anlegbar sind, über logische Pegel, die an jedem der Ausgangsanschlußelemente erhalten werden, über Anschlußelemente unter den Ausgangsan-Schlußelementen, die zur logischen Überprüfung herangezogen werden sowie über Anschlußelemente, die zur Messung der elektrischen Eigenschaften der Halbleitereinrichtung herangezogen werden, eine zweite Speichereinrichtung zur Speicherung der Werte des Spannungswertregisters, des Stromwertregisters und des Referenzwertregisters, die an die Eingangsanschlußelemente, die Anschlußelemente zur lo-

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Γ^ gischen Überprüfung und die Anschlußelemente zur Messung CD der elektrischen Eigenschaften anlegbar sind, die bei je-Jj-) der Messung unter den Anschlußelementen bestimmbar sind, ^(V) eine Steuereinrichtung zum Auslesen des Inhalts der ersten Speichereinrichtung bei jeder Meßoperation sowie zum Setzen des Spannungswertregisters, des Stromwertregisters und des Referenzwertregisters auf die Werte, die in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert sind, sowie eine Entscheidungseinrichtung, die anhand eines Ausgangssignals der Vergleichsschaltung entscheidet, ob bei jeder Meßoperation das Ergebnis der logischen Überprüfung und/ oder das bei der Messung der elektrischen Eigenschaften erhaltene Ergebnis normal sind oder nicht, und die ferner eine Entscheidung über die Art der Messung trifft, die an jedem Anschlußelement durchgeführt wird.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. Ka) eine schematische Schaltungsanordnung eines

konventionellen Testgeräts für Halbleitereinrichtungen,

Fig. l(b) eine schematisch dargestellte und zu testende Halbleitereinrichtung,

Fig. 2(a) und 2(b) Testmuster zur Durchführung eines

Tests mit Hilfe des Testgeräts nach Fig. l(a),

Fig. 3(a) und 3(b) Flußdiagramme zur Durchführung von

Gleichstrom- und Funktionsmessungen mit Hilfe des konventionellen Testgeräts nach Fig. Ka),

Fig. 4(a) und 4(b) Diagramme zur Erläuterung von Eingangs- und Ausgangsspannungen für die Durch

führung von Funktionsmessungen mit dem kon-

TER MEER · MÜLLER:· STEWMBSTER . !-Mitsubishi Denki - F-3581-04

£-^ ventionellen Testgerät nach Fig. Ka),

LD Fig. 5 und 6 den schematischen Schaltungsaufbau eines

Testgeräts nach der Erfindung,

Fig. 7 ein der Fig. 2 entsprechendes Testmuster zur Verwendung innerhalb des Testgeräts nach den Fig. 5 und 6,

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Testgeräts nach den Fig. 5 und 6,

Fig. 9 einen schematisch dargestellten Schaltungsaufbau eines Testgeräts nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 10(a) und 10(b) Testmuster 52 und 53, von denen das erste im Zusammenhang mit dem konventionellen Testgerät und das zweite im Testgerät nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ver

wendet wird.

Bei dem konventionellen Testgerät nach Fig. Ka) bzw. Kb) zur Überprüfung von Halbleitereinrichtungen ist es möglich, die elektrischen Kennwerte bzw. Eigenschaften, beispielsweise Leck- oder Verlustströme, dadurch zu erfassen, daß überprüft wird, ob die Spannung oder der Strom oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen. Eine derartige Überprüfung kann mit Hilfe der bereits erwähnten Vergleichsschaltung 5 innerhalb der Meßschaltung 1 durchgeführt werden. Es gibt allerdings Anschlußstifte zwischen den oben beschriebenen Eingangs-/Ausgangsstiften, an denen eine Funktionsmessung nicht vorgenommen zu werden braucht. Andererseits sollte berücksichtigt werden, daß bei einer mit einem Anschlußstift verbundenen Meßschaltung 1 zur selben Zeit sowohl eine Gleichstrommessung als auch eine Funk-

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LO
• LO

t^ tionsmessung durchgeführt werden kann. CD

; LO Im folgenden wird zunächst anhand der Fig. 5 und 6 ein

erstes Ausführungsbeispiel des Testgeräts nach der Erfindung beschrieben.

Das Testgerät besitzt Meßschaltungen 1, von denen jeweils eine einem Anschlußstift der Halbleitereinrichtung 2 zugeordnet ist. Alle Meßschaltungen 1 werden mit Hilfe einer zentralen Prozessoreinheit 20 (CPU) gesteuert. In einer Meßschaltung 1 ist jeweils eine Treiberschaltung 4 (Generator zur Erzeugung einer einstellbaren Gleichspannung) vorhanden, dessen einstellbare Gleichspannung an den Anschlußstift der Halbleitereinrichtung 2 anlegbar ist. Eine Diodenbruckenschaltung 6 (variabler bzw. einstellbarer Stromgenerator) dient zur Erzeugung eines einstellbaren Stroms, der dem Anschlußstift bzw. dem Anschlußelement der Halbleitereinrichtung 2 zugeführt wird. Eine Spannungsquelle 54 dient zur Lieferung einer Spannung an die Diodenbruckenschaltung 6. Mittels einer Vergleichsschaltung 21 wird die Ausgangsspannung von der Halbleitereinrichtung 2 mit einer Referenzspannung verglichen. In einem Spannungswertregister 9 wird der Ausgangsspannungswert der Treiberschaltung 4 gespeichert. Stromwertregister 10 und 12 dienen zur Speicherung des durch die Diodenbruckenschaltung 6 ausgegebenen Stromwerts. Die Spannungsquelle 54 ist eine Konstantspannungsquelle und liefert eine Referenzspannung zu der Diodenbruckenschaltung 6. Diese Referenzspannung wird in einem Register 11 gespeichert. In einem weiteren Referenzwertregister 2 2 sind weitere Referenzspannungswerte gespeichert, die der Vergleichsschaltung 21 zugeführt werden. Die Register 9 bis 12 besitzen jeweils einen Speicherbereich, während das Referenzwertregister 22 zwei Speicherbereiche aufweist, um den oberen und den unteren Grenzwert eines vorbestimmten Spannungsbereichs zu speichern, so daß de-

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£^ tektiert werden kann, ob die Ausgangsspannung innerhalb ^⁰ des Spannungsbereichs liegt, wenn eine Gleichspannungs-LO bzw. DC-Messung vorgenommen wird. Das Register 22 kann allerdings auch nur einen einzigen Speicherbereich aufweisen. Ein Kontaktelement 14 dient zur Verbindung eines Anschlußelements bzw. Anschlußstifts der Halbleitereinrichtung 2 mit den Eingangs- und Ausgangsklemmen der Schaltungen 4, 6 und 21.

Die Register 9a bis 12a und 22a (zweite Speicher) dienen zur Speicherung der Werte aus den Registern 9 bis 12 sowie aus dem Referenzwertregister 22. Diese Register 9a bis 12a und 22a besitzen jeweils mehr als 10 bzw. mehrere 10 Speicherbereiche. Ein erster Speicher 23 dient zur Speicherung von Testmusterinformation gemäß Fig. 7, die durch einen Dekoder dekodiert wird. In einem Speicher 24 werden abweichende bzw. unnormale Ergebnisse gespeichert, die bei der logischen Überprüfung der Halbleitereinrichtung, bei der Hochimpedanzmessung und bei der Gleichstrommessung erhalten werden.

Die CPU 20 besitzt Steuereinrichtungen 26 und Entscheidungseinrichtungen 27 oder führt Arbeiten solcher Einrichtungen aus. Das bedeutet, daß die CPU 20 bei jedem Meßbetrieb den Inhalt des Speichers 23 ausliest, um die Eingangsstifte, die "PAT"-Meßstifte, die "HIZ"-Meßstifte und die Gleichstrom- bzw. "DC"-Meßstifte zu bestimmen. Darüber hinaus setzt die CPU 20 den Inhalt der Register 9 bis 12 und 22 der mit jedem Anschlußstift verbundenen Meßschaltung 1 fest, und zwar auf den Wert der jeweils zugeordneten Steuerregister 9a bis 12a und 22a. Ferner wird durch die CPU 20 entschieden, ob die durch die "PAT"-Messung, die "HIZ"-Messung und die "DC"-Messung erhaltenen Ergebnisse am Ausgang einer jeden Vergleichsschaltung 21 normal sind oder nicht, während sie andererseits entscheidet, welche Arten von Messungen an den Anschlußstif-

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^ ten durchgeführt werden.
CD

LO ^Im folgenden wird die Wirkungsweise des Testgeräts nach ^ den Fig. 5 und 6 näher beschrieben. 5

Die Struktur des Testmusters 28 für das Testgerät nach den Fig. 5 und 6 ist in Fig. 7 dargestellt. Zusätzlich zu der konventionellen Anschlußstiftinformation, wie z. B. der I/O-, MASK- und der HIZ-Information, befindet sich in den runden Klammern hinter jedem "PAT"-Muster die Adressennummer O des "DC"-Musters, das unterhalb des "HIZ"-Musters zusätzlich aufgeführt ist. Innerhalb dieses "DC"-Musters ist die Adressennummer O oder 1 der Reihe nach eingeschrieben. Die Anschlußstiftinformation bezüglich jeder Gleichstrom- bzw. "DC"-Messung befindet sich rechts von jeder "DC"-Adresse. Darüber hinaus sind die Adressennummern der Steuerregister 9a bis 12a und 22a zur Auswahl der vorzugebenden Werte für die Register 9 bis 12 und 22 angegeben.
20

Ist die Funktionsmessung mit Hilfe des Testmusters 28 nach Fig. 7 ausgeführt, so wird bezüglich der Gleichstrombzw. DC-Messung die Information über die Anschlußstifte aus dem Steuerspeicher ausgelesen, an denen die DC-Messung durchgeführt werden soll. Ferner wird Information über die DC-Adresse, die nicht die Anschlußstiftinformation betrifft, ausgelesen, so daß die Bedingungen, unter denen die DC-Messung durchgeführt werden soll, in die Register 9 bis 12 und 22 der Meßschaltung 1 eingegeben werden können, die mit jedem Anschlußstift verbunden ist, an dem eine DC-Messung durchzuführen ist. Danach wird dieselbe Operation wiederholt, wenn das nächste "PAT"-Muster erreicht ist. Die DC-Messungen werden dann an anderen Anschlußstiften vorgenommen. Im Gegensatz zum konventionellen Testgerät, bei dem nur einer der Werte der Register 9 bis 12 vor der Funktionsprüfung zum Ausführen bzw.

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^ Durchlaufen des Testmusters festgesetzt bzw. bestimmt CO wird, bedeutet dies, daß bei dem Testgerät nach der Erjj-j findung die Werte der Register 9 bis 12 und 22 in Echt- ^ zeit (real time) bzw. in Übereinstimmung mit der Ausführung oder dem Durchlaufen des Testmusters geändert werden. Die Gleichstrom- bzw. DC-Messung, die sich von der logischen Überprüfung unterscheidet, wird zur selben Zeit durchgeführt, in der der nächste Schritt im Testmuster erfolgt. Bei der DC-Messung wird dann mit Hilfe der Vergleichsschaltung 21 ein Entscheidungssignal erzeugt, wozu ein Strom und eine Spannung an einige Anschlußstifte angelegt werden. Die gesamte Dauer zur Durchführung eines Tests einer Halbleitereinrichtung läßt sich somit erheblich verkürzen.
15

Der Betrieb der Schaltungen während der Gleichstrom- bzw. DC-Messung und der Funktionsmessung wird nachfolgend unter Bezug auf das in Fig. 7 dargestellte Testmuster 28 und anhand des Flußdiagramms in Fig. 8 näher beschrieben. 20

Bei dem Testgerät nach den Fig. 5 und 6 wird zunächst das Testmuster 28 dekodiert und der entsprechende Testmusterinhalt im Speicher 23 gespeichert. Beim Betrieb des Testgeräts wird die Information der "PAT"-Adresse 0 ausgelesen, und zwar im Schritt 30 des Programms nach Fig. 8. In diesem Fall werden die Anschlußstifte 4 udn 5 (I/O = 1) als Eingangsanschlußstifte bestimmt, während die Anschlußstifte 1, 2, 3, 6, 7 und 8 (I/O = 0) als Ausgangsanschlußstifte bestimmt werden, da die I/0-Adresse 0 ist (vgl. den ersten Wert im Klammerausdruck rechts neben der "PAT"-Adresse o). Die Anschlußstifte 1, 2, 3, 6, 7 und 8 (MASK = 1) werden als Meßanschlußstifte bestimmt, da die "MASK"-Adresse 1 ist (vgl. zweite Ziffer von links im Klammerausdruck rechts neben der "PAT"-Adresse 0). Zur Durchführung einer "HIZ"-Messung wird im vorliegenden Fall kein Anschlußstift bestimmt, da die "HIZ"-Adresse

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ebenfalls 0 ist. Die Anschlußstifte 3 und 8 (DC = 1) wer-

CD den zur Durchführung einer Gleichstrom- bzw. DC-Messung

_LC) bestimmt, wobei gleichzeitig die Adressen der Steuerregi-

**> ster 9a bis 12a und 22a für die DC-Messung ausgelesen

werden, da die DC-Adresse O ist. Dies geschieht im Schritt 31 des Programms nach Fig. 8.

Die Register 9 bis 12 und 22 in einer Meßschaltung 1, die mit einem bestimmten bzw. ausgewählten Eingangsanschlußstift oder einem solchen Anschlußstift verbunden ist, an dem eine "PAT"-Messung durchgeführt wird, werden auf vorbestimmte Werte gesetzt, während die Register 9 bis 12 und 22, die Anschlußstiften zugeordnet sind, an denen eine DC-Messung durchgeführt wird, auf Werte gesetzt werden, die aus den Steuerregistern 9a bis 12a und 22a ausgelesen werden. Beispielsweise wird das Treiberregister 9 auf den Wert von -5 V gesetzt, der unter der Adresse "O" in das Steuerregister 9a gespeichert ist (vgl. Schritte 32 bis 36 in Fig. 8).

20

Bei Durchführung der Testmessung wird eine Spannung mit "O"-Pegel an den Eingangsstift 4 und eine Spannung mit "1"-Pegel an den Eingangsstift 5 angelegt. Dabei wird geprüft, ob der Reihe nach Spannungen mit "1"-, "0"-, ¹¹I"- und "O"-Pegel an den Ausgangsanschlußstiften 1, 2, 6 und 7 erscheinen oder nicht. Diese Prüfung erfolgt mit Hilfe der Vergleichsschaltung 21 für jeden Anschlußstift. Zur selben Zeit wird ein vorbestimmter Strom von der Diodenbrückenschaltung 6 zu den Anschlußstiften 3 und 8 geleitet. Dabei wird durch einen Komparator 21 ermittelt, ob die Spannung am Kontaktelement 14 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ansteigt oder nicht. Beispielsweise wird geprüft, ob die Anschlußstifte 3 und 8 jeweils auf "0"-Pegel liegen (vgl. Schritt 37 in Fig. 8). Durch die zentrale Prozessoreinheit 20 (CPU) wird entschieden, welche Art von Messung an den jeweiligen Anschlußstiften vor-

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¹^ genommen wird und ob die am Ausgang der Vergleichsschal-CD tung 21 erhaltenen Ergebnisse der "PAT"-Messung und der ^T DC-Messung normal sind oder nicht. Sind die Ergebnisse OO normal, so gilt das "PAT"-Muster als abgearbeitet, während bei unnormalen Ergebnissen diese im Speicher 24 gespeichert werden, was in den Schritten 38 bis 44 des Programms nach Fig. 8 erfolgt. Im Anschluß daran erfolgt eine Testmessung mit dem Muster, das unter der "PAT"-Adresse "1" gespeichert ist, und zwar entsprechend den Schritten 45 und 46 in Fig. 8.

Wie vorstehend klar dargelegt, können sowohl die Funktionsmessung als auch die Gleichstrom- bzw. DC-Messung zur selben Zeit durchgeführt werden, wobei die Zeit zur Durchführung der DC-Messung im Vergleich zur entsprechenden Messung mit dem konventionellen Testgerät, bei dem zu diesem Zweck die PMUs benutzt werden, erheblich reduziert ist.

Beim Testgerät nach der Erfindung werden darüber hinaus die konventionellen Schaltungen zur Durchführung der

Funktionsmessung bzw. der logischen Messung auch dazu benutzt, eine DC-Messung durchzuführen. Es ist nicht erforderlich, an allen Anschlußstiften PMUs vorzusehen, so daß das Testgerät kostengünstiger hergestellt werden kann. 25

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die HIZ-Messung im Rahmen der Funktionsmessung durchgeführt werden. Die HIZ-Messung kann dabei auch abgekürzt werden.

Beim Testgerät nach der Erfindung ist es nicht unbedingt erforderlich, den variablen bzw. einstellbaren Stromgenerator durch die genannte Diodenbrückenschaltung 6 und durch die sie umgebenden zusätzlichen Register bzw. Schaltungen 10 bis 12 aufzubauen. Der genannte Stromgenerator kann vielmehr auch aus einer Konstantstromquelle 47 und aus einem Steuerregister 48 zur Steuerung der Konstant-

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j^ stromquelle 47 bestehen.

LO Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei ^ Durchführung der DC-Messung eine Spannung gemessen, während ein Strom zu den Anschlußstiften geführt wird. Umgekehrt kann aber auch der Strom gemessen werden, während eine Spannung an die Anschlußstifte angelegt wird. In einem solchen Fall sind ein Standardwiderstand 49 und Relais 50 und 51 miteinander verbunden, so daß die Spannung zwischen beiden Enden des Widerstands 49 durch die Vergleichsschaltung 21 (Komparator) gemessen bzw. in einen Strom umgewandelt und eine Entscheidung aufgrund des Stroms getroffen werden kann.

Das Testmuster braucht darüber hinaus nicht als Adressenzugriff ssystem aufgebaut zu sein, wie in Fig. 7 gezeigt, sondern kann sämtliche erforderlichen Daten unter nur einer einzigen Adresse enthalten, wie in den Fig. 10(a) und 10(b) dargestellt ist. Fig. 10(a) zeigt dabei ein Testmuster 52 für eine konventionelle Funktionsmessung, während Fig. 10(b) ein Testmuster 53 für die Funktionsmessung und die DC-Messung angibt. Beide Testmuster 52 und 53 können im Testgerät nach der Erfindung verwendet werden.

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Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister SArS1SA5 Artur-L=debec,-StrOsse« D-80OO MÜNCHEN 80 D-48OO BIELEFELD Mü/Ur/cb 09. Mai 1985 F-3581-04 MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA 2-3, Marunouchi 2-chome Chiyoda-ku, Tokyo/Japan Testgerät für Halbleitereinrichtungen Priorität: 09. Mai 1984, Japan, Nr. Sho.59-94863 (P) Patentansprüche

1. Testgerät zur Überprüfung logischer und zur Messung elektrischer Eigenschaften von Halbleitereinrichtungen, gekennzeichnet durch

a) jeweils eine einem Anschlußelement der zu testenden Halbleitereinrichtung (2) zugeordnete Meßschaltung (1), die eine Vergleichsschaltung (21) zum Vergleichen der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms der Halbleitereinrichtung (2) mit einer Referenzspannung oder einem Referenzstrom enthält,

b) eine Speichereinrichtung (9a bis 12a, 22a, 23) zur Speicherung von Information, die zur Überprüfung der

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logischen und zur Messung der elektrischen Eigenschaften der Halbleitereinrichtung (2) erforderlich ist,

c) eine Steuereinrichtung (26) zur Steuerung des Ablaufs der Überprüfung der logischen und Messung der elektrisehen Eigenschaften, die eine Zuführung einer Referenzspannung oder eines Referenzstroms zur Vergleichsschaltung (21) einschließt, und durch

d) eine Entscheidungseinrichtung (27), die anhand eines Ausgangssignals der Vergleichsschaltung (21) entscheidet, ob das Ergebnis der logischen Überprüfung und/oder das bei der Messung der elektrischen Eigenschaften erhaltene Ergebnis normal sind oder nicht.

2. Testgerät zur Überprüfung logischer und zur Messung elektrischer Eigenschaften von Halbleitereinrichtungen, gekennzeichnet durch

a) jeweils eine einem Anschlußelement der zu testenden Halbleitereinrichtung (2) zugeordneten Meßschaltung (1) mit

- einem einstellbaren Gleichspannungsgenerator (4),

- einem Spannungswertregister (9) zur Speicherung der Ausgangsspannung des einstellbaren Gleichspannungsgenerators (4),

- einem einstellbaren Stromgenerator (6),

- einem Stromwertregister (10, 12) zur Speicherung des Ausgangsstroms des einstellbaren Stromgenerators (6),

- einer Vergleichsschaltung (21) zum Vergleichen der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms an einem Anschlußelement der Halbleitereinrichtung mit einer Referenzspannung oder einem Referenzstrom, sowie mit

- einem Referenzwertregister (22) zur Lieferung eines Referenzspannungswerts oder eines Referenzstromwerts zu der Vergleichsschaltung (21),

b) jeweils ein mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß pro Meßschaltung (1) verbundenes Kontaktelement (14),

c) eine erste Speichereinrichtung (23) zur Speicherung

TER MEER-MÜLLER:· STE^MBSTER: - _:*"Mitsubishi Denki - P-3581-04 J

C-, von Information über Anschlußelemente, die im Rahmen ^ω der logischen Überprüfung als Eingangs- bzw. als Aus-LO gangsanschlußelemente bestimmt werden, über logische

Pegel, die an die Eingangsanschlußelemente anlegbar sind, über logische Pegel, die an jedem der Ausgangsanschlußelemente erhalten werden, über Anschlußelemente unter den Ausgangsanschlußelementen, die zur logischen Überprüfung herangezogen werden sowie über Anschlußelemente, die zur Messung der elektrischen Eigenschaften der Halbleitereinrichtung (2) herangezogen werden,

d) eine zweite Speichereinrichtung (9a, 10a, 11a, 12a, 22a) zur Speicherung der Werte des Spannungswertregisters (9), des Stromwertregisters (10, 12) und des Referenzwertregisters (22), die an die Eingangsanschlußelemente, die Anschlußelemente zur logischen Überprüfung und die Anschlußelemente zur Messung der elektri- *" sehen Eigenschaften anlegbar sind, die bei jeder Messung unter den Anschlußelementen bestimmbar sind,

e) eine Steuereinrichtung (26) zum Auslesen des Inhalts der ersten Speichereinrichtung (23) bei jeder Meßoperation sowie zum Setzen des Spannungswertregisters (9), des Stromwertregisters (10, 12) und des Referenzwertregisters (22) auf die Werte, die in der zweiten Speichereinrichtung (9a, 10a, 11a, 12a, 22a) gespeichert sind, und durch

f) eine Entscheidungseinrichtung (27), die anhand eines Ausgangssignals der Vergleichsschaltung (21) entscheidet, ob bei jeder Meßoperation das Meßergebnis der logischen Überprüfung und/oder das bei der Messung der elektrischen Eigenschaften erhaltene Ergebnis normal sind oder nicht, und die ferner eine Entscheidung über die Art der Messung trifft, die an jedem Anschlußelement durchgeführt wird.