JP2003227864A - テスト回路 - Google Patents

テスト回路

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JP2003227864A
JP2003227864A JP2002293656A JP2002293656A JP2003227864A JP 2003227864 A JP2003227864 A JP 2003227864A JP 2002293656 A JP2002293656 A JP 2002293656A JP 2002293656 A JP2002293656 A JP 2002293656A JP 2003227864 A JP2003227864 A JP 2003227864A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テスト対象の半導体装置とLSIテスターと
を接続する配線の負荷に影響されることなく、半導体装
置の遅延特性を正しく測定することができるテスト回路
を提供すること。 【解決手段】 半導体装置DUTにタイミング比較器T
Mを内蔵し、このタイミング比較器TMは、データラッ
チ回路DLATからなる。データラッチ回路DLAT
は、入力信号S01に対してタイミングが設定されたパ
ルス信号S03を外部から入力し、入力信号S01に応
答して出力されるデータ信号S02とパルス信号S03
との間のタイミングを比較し、その比較の結果に応じた
2値信号S04を出力する。この2値信号S04はLS
Iテスター側で期待値と比較され、パス/フェイルが判
定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、仕様上の出力負荷
が小さく規定された半導体装置の入出力遅延特性をテス
トするのに好適なテスト回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図4(a)に示すように、半導体
装置ICの出力信号の遅延特性をテストする場合、この
半導体装置ICの出力端子とLSIテスタ(図示省略)
とを同軸ケーブルCBLなどの配線で接続し、LSIテ
スターが信号S1を半導体装置ICの入力端子に与えて
から信号S2が出力されるまでの時間を計測している。
また、遅延時間そのものを計測するのではなく、予め設
定されたテスト規格を満足するか否かを判定する2値的
なテストでは、LSIテスターのコンパレータ機能を使
用することにより、テスト規格として設定されたタイミ
ングで出力信号が期待値と一致するか否かが判定され
る。この種の2値的なテストを行うための技術として、
テスト回路を半導体装置に内蔵する手法もある(特許文
献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特許第2591849号明細書
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、製品の仕様
上、出力負荷として10pFが接続された状態で出力信
号の遅延特性が規格値を満足する必要を生じる場合もあ
る。上述の従来のテスト手法によれば、同軸ケーブルC
BL自体がインダクタンスLおよびキャパシタンスC
1,C2を有しており、概ね100pFもの負荷として
振舞う。このため、仕様上の出力負荷がこれよりも小さ
く規定されている場合、テスト対象の半導体装置ICの
出力に過剰な負荷が接続された状態となり、LSIテス
ターにより信号の遅延特性を精度良く測定することがで
きないという問題がある。
【0005】この問題について、図4(b)に示す波形
図を参照して具体的に説明する。信号S1が半導体装置
ICの入力端子に与えられると、この半導体装置内部の
入力バッファ回路VINがこの信号S1を受けて内部回
路が動作し、出力バッファ回路DOUTから信号S2が
出力される。このとき、信号S2の波形は、出力端子に
仕様上の負荷が接続されている場合の波形(図4(b)
の中段に点線で示す波形)に比較して、同軸ケーブルC
BLの負荷の影響を受けて遅延されたものとなる(図4
(b)の中段に実線で示す波形)。また、同軸ケーブル
CBLを通過した信号S3は更に遅延されたものとなる
(同図(b)の下段に実線で示す波形)。従って、同軸
ケーブルCBLにより半導体装置ICの出力信号が遅延
され、LSIテスターにより遅延特性を精度良く測定す
ることができないこととなる。
【0006】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、テスト対象の半導体装置とLSIテスターとを接
続する配線の負荷に影響されることなく、半導体装置の
遅延特性を精度良く測定することができるテスト回路を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。すなわち、請求項
1に記載された本発明は、半導体装置の入力端子と出力
端子との間の信号遅延特性をテストするためのテスト回
路であって、前記入力端子を介して入力される第1の信
号(後述する信号S01に相当する要素)に対してタイ
ミングが設定された第2の信号(後述するパルス信号S
03に相当する要素)を外部から入力し、前記第1の信
号に応答して前記出力端子に出力される第3の信号(後
述するデータ信号S02に相当する要素)と前記第2の
信号との間のタイミングを比較し、その比較の結果に応
じた2値信号を外部に出力するタイミング比較器(後述
するタイミング比較器TMに相当する構成要素)を備え
たことを特徴とする。
【0008】この構成によれば、第2の信号と第3の信
号のタイミングが比較され、この比較の結果により、第
2の信号に対する第3の信号のタイミング関係が把握さ
れる。従って、第1の信号と第3の信号のタイミング関
係をあらかじめ把握しておきさえすれば、半導体装置の
出力端子を外部のLSIテスターに接続することなく、
出力端子に現れる第3の信号のタイミングを把握するこ
とが可能になる。
【0009】また、請求項2に記載された本発明は、前
記テスト回路において、例えば、前記タイミング比較器
は、前記第1の信号をデータ信号とし、前記第2の信号
をトリガー信号とするデータラッチ回路であることを特
徴とする。さらにまた、請求項3に記載された本発明
は、前記テスト回路において、前記タイミング比較器
は、前記第2の信号として、前記第1の信号に対してテ
スト規格値に応じた所定のタイミングに固定された信号
を入力することを特徴とする。さらにまた、請求項4に
記載された本発明は、前記テスト回路が、前記半導体装
置に内蔵されたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。図1に、本発明の実施の形態
に係るテスト回路が適用された半導体装置の構成および
LSIテスター(図示省略)との接続関係を示す。な
お、同図において、前述の図4に示す要素と共通する要
素には同一符号を付す。図1において、半導体装置DU
Tは、テスト対象とされるデバイスであって、パッケー
ジPKにシリコンチップTPを実装して構成されてい
る。パッケージPKは外部端子T1〜T4を有してお
り、シリコンチップTP上には、パッド電極PD1〜P
D4と、入力バッファ回路DIN〜出力バッファ回路を
含む内部回路と、テスト回路として機能するタイミング
比較器TMとが形成されている。この実施の形態では、
タイミング比較器TMはデータラッチ回路DLATから
構成され、テスト回路が半導体装置DUTに内蔵された
ものとなっている。
【0011】ここで、外部端子T1は入力端子であっ
て、テスト時にはLSIテスターから入力信号S01が
印加される。外部端子T1には、金線などのワイヤを介
してシリコンチップ上に形成されたパッド電極PD1が
接続される。このパッド電極PD1には、内部回路の初
段をなす入力バッファ回路DINの入力部が接続され、
この入力バッファ回路DINの出力部にはバッファ回路
BAFの入力部が接続される。バッファ回路BAFの後
段には、この内部回路の機能を実現するための任意の回
路ブロック(図示省略)が接続され、その最終段をなす
出力バッファ回路DOUTの出力部はパッド電極PD2
に接続される。パッド電極PD2は、ワイヤを介して出
力端子である外部端子T2に接続され、外部端子T2に
は仕様上で規定された負荷CL(例えば10pF)が接
続される。出力バッファ回路DOUTから出力された信
号S02は外部端子T2を介して外部に出力される。
【0012】外部端子T3は、LSIテスターからテス
ト専用のパルス信号S03が印加される入力端子であ
る。このパルス信号S03は、上述の入力信号S01に
対して所定のタイミングに固定された信号であって、こ
のタイミングは、仕様上の遅延時間を保障するためのテ
スト規格値に従って設定される。なお、ここで言うテス
ト規格値とは、電源電圧や温度などの各種の変動要素を
考慮した状態での限界値であって、必要とされる品質や
歩留まり等を考慮して適宜決定されるものである。
【0013】外部端子T3には、ワイヤを介してシリコ
ンチップ上のパッド電極PD3が接続され、パッド電極
PD3には、データラッチ回路DLATのクロック入力
部が接続される。このデータラッチ回路DLATのデー
タ入力部(D)は、上述の出力バッファ回路DOUTの
出力部に接続され、そのデータ出力部(Q)はパッド電
極PD4に接続される。パッド電極PD4は、ワイヤを
介して外部端子T4に接続される。スイッチSWは、上
述の外部端子T2と外部端子T4を選択的にLSIテス
ターに接続するためのものであり、LSIテスターによ
り接続状態が制御される。
【0014】以下、この実施の形態の動作について、図
2に示すタイミングチャートを参照して、信号S01か
ら信号S02までの遅延時間がテスト規格値を満足する
か否かをテストする場合を例として説明する。まず、L
SIテスターの制御の下、スイッチSWはテスト対象の
外部端子T4を選択した状態に制御され、半導体装置D
UTの外部端子T4とLSIテスターとを接続する。こ
の状態から、時刻t1において、LSIテスターは入力
信号S01をハイレベルに遷移させる。入力信号S01
は入力バッファ回路DINに入力されて内部回路が動作
し、この入力信号S01に応答してバッファ回路DOU
Tからデータ信号S02が出力される。このとき、スイ
ッチSWにより、出力端子T2はLSIテスター側と切
り離されているので、出力端子T2には仕様上の負荷C
Lのみが接続された状態となり、データ信号S02の波
形が正しく再現される。
【0015】続いて、時刻t1から時間Taが経過した
時刻t2において、LSIテスターはパルス信号S03
を発生させる。この時間Taは、上述のテスト規格値に
基づいて設定される。パルス信号S03はデータラッチ
回路DLATのクロック入力部に与えられる。そして、
出力バッファ回路DOUTから出力されるデータ信号S
02が、パルス信号S03をトリガー信号としてデータ
ラッチ回路DLATにラッチされる。
【0016】時刻t2において、データ信号S02がデ
ータラッチ回路DLATにラッチされると、データラッ
チ回路DLATは、データ信号S02の論理値を有する
2値信号S04を出力する。2値信号S04は、スイッ
チSWを介して信号S05としてLSIテスターに与え
られ、ストローブ信号STRで指定された時点で期待値
と比較されてパス/フェイルの判定が行われる。ストロ
ーブ信号STRの発生タイミングは、2値信号S04が
確実に確定しているタイミングに設定される。
【0017】ここで、パルス信号S03の立ち上がりエ
ッジよりも、データ信号S02が早く確定していれば、
入力信号S01からデータ信号S02までの遅延特性が
テスト規格値を満足していることになり、「パス」と判
定される。換言すれば、信号S02のタイミングとパル
ス信号S03とのタイミングとがタイミング比較器TM
により比較され、データ信号S02がパルス信号S03
の立ち上がりエッジよりも早いタイミングで確定すれ
ば、テスト規格値が満足されていることになる。そうで
なければテスト規格値は満足されず、「フェイル」と判
定される。
【0018】この後、時刻t3において、入力信号S0
1が立ち下がると、これに応答してデータ信号S02が
立ち下がり、時刻t4において発生されるパルス信号S
03をトリガー信号として、同様にデータ信号S02が
データラッチ回路DLATにラッチされる。そして、デ
ータラッチ回路DLATから2値信号S04が出力さ
れ、LSIテスター側でパス/フェイルが判定される。
この後、データラッチ回路DLATはリセットされ、次
のテストに備える。以上のようにして、入力信号S01
からデータ信号S02までの遅延特性がテスト規格値を
満足しているか否かのテストが行われる。この後、いわ
ゆるファンクションテストなど、出力負荷に影響されな
い他のテスト項目が必要に応じて実行される。
【0019】以上、本発明の一実施形態を説明したが、
本発明は、この実施の形態に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもよ
い。例えば、上述の実施の形態では、データラッチ回路
DLATのデータ入力部は、出力バッファ回路DOUT
の出力部に接続されるものとしたが、パッド電極PD2
と出力端子T2との間のワイヤのインダクタンス成分に
よる遅延成分が無視できない場合には、図3に示すよう
に、データラッチ回路DLATのデータ入力部をパッド
電極PD5を介して出力端子T2に接続するものとして
もよい。
【0020】この場合、出力端子T2からデータラッチ
回路DLATに向かって流れる電流成分は極めて小さい
ので、パッド電極PD5と出力端子T2との間にインダ
クタンス成分が存在していても、この経路で遅延を生じ
ることはほとんどなく、出力端子T2の信号波形をほぼ
そのままデータラッチ回路DLATに与えることができ
る。従って、パッド電極PD2と出力端子T2との間の
ワイヤのインダクタンス成分を反映させて、データ信号
S02の遅延特性を一層精度よく把握することが可能に
なる。
【0021】また、上述の実施の形態では、タイミング
比較器TMとしてデータラッチ回路DLATを用いた
が、これに限定されず、例えば差動増幅器などを用い、
パルス信号S03のタイミングで所定の規準レベルとデ
ータ信号S02のレベルとを比較するものとしても良
い。この場合、規準レベルを順次変化させて測定を繰り
返すことにより、データ信号S02の波形を観測するこ
とも可能になる。また、差動増幅器の後段側にデータ信
号を保持するためのデータ保持回路(例えばフリップフ
ロップなど)を設ければ、差動増幅器による比較結果を
安定的に保持することが可能になり、LSIテスター側
の処理が容易になる。
【0022】さらに、上述の実施の形態では、説明の便
宜上、入力バッファ回路DIN〜出力バッファ回路DO
UTにより1入力1出力型の内部回路を構成したが、こ
の例に限定されることなく、この内部回路の構成は任意
であり、その入力信号数、出力信号数、機能等は半導体
装置DUTの仕様に従う。ただし、その内部回路の出力
信号数が複数の場合には、各出力信号に対して上述のタ
イミング比較器TM(データラッチ回路DLAT)を設
ければよい。この場合、各タイミング比較器TMに入力
されるパルス信号S03のタイミングは、各出力信号に
対して予め設定されたテスト規格に従って決定すればよ
い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力端子を介して入力される第1の信号に対してタイミ
ングが設定された第2の信号を外部から入力し、前記第
1の信号に応答して前記出力端子に出力される第3の信
号と前記第2の信号との間のタイミングを比較し、その
比較の結果に応じた2値信号を外部に出力するタイミン
グ比較器を備えたので、テスト対象の半導体装置とLS
Iテスターとを接続する配線の負荷に影響されることな
く、半導体装置の遅延特性を精度良く測定することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施形態に係るテスト回路が適用
された半導体装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施形態に係るテスト回路の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
【図3】 この発明の実施形態に係るテスト回路の変形
例を示す図である。
【図4】 従来技術に係る半導体装置のテスト方法を説
明するための図である。
【符号の説明】
DUT…半導体装置、PK…パッケージ、TP…シリコ
ンチップ、T1〜T4…外部端子、PD1〜PD4…パ
ッド電極、DIN…入力バッファ回路、BAF…バッフ
ァ回路、DOUT…出力バッファ回路、TM…タイミン
グ比較器、DLAT…データラッチ回路、CL…負荷、
SW…スイッチ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置の入力端子と出力端子との間
    の信号遅延特性をテストするためのテスト回路であっ
    て、 前記入力端子を介して入力される第1の信号に対してタ
    イミングが設定された第2の信号を外部から入力し、前
    記第1の信号に応答して前記出力端子に出力される第3
    の信号と前記第2の信号との間のタイミングを比較し、
    その比較の結果に応じた2値信号を外部に出力するタイ
    ミング比較器を備えたことを特徴とするテスト回路。
  2. 【請求項2】 前記タイミング比較器は、 前記第1の信号をデータ信号とし、前記第2の信号をト
    リガー信号とするデータラッチ回路であることを特徴と
    する請求項1に記載されたテスト回路。
  3. 【請求項3】 前記タイミング比較器は、 前記第2の信号として、前記第1の信号に対してテスト
    規格値に応じた所定のタイミングに固定された信号を入
    力することを特徴とする請求項1または2に記載された
    テスト回路。
  4. 【請求項4】 前記半導体装置に内蔵されたことを特徴
    とする請求項1ないし3の何れかに記載されたテスト回
    路。
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