JP2006118910A - Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same - Google Patents

Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2006118910A
JP2006118910A JP2004305244A JP2004305244A JP2006118910A JP 2006118910 A JP2006118910 A JP 2006118910A JP 2004305244 A JP2004305244 A JP 2004305244A JP 2004305244 A JP2004305244 A JP 2004305244A JP 2006118910 A JP2006118910 A JP 2006118910A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
wiring
circuit
measured
transistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004305244A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensaku Kawamura
憲作 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2004305244A priority Critical patent/JP2006118910A/en
Publication of JP2006118910A publication Critical patent/JP2006118910A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a characteristics evaluation circuit and an evaluation method for a transistor, capable of analyzing dispersions in the characteristics of the plurality of transistors. <P>SOLUTION: This characteristics evaluation device for the transistor has a plurality of unit circuits 10, including the transistor 1 of a measuring object with a gate connected to an output terminal of a two-input NAND circuit 2 via an inverter 3, with a drain connected to a column electric power source 11, and with a source connected to a row electric power source 12. The characteristics evaluation device has further an inverter as a voltage detector, wherein a column driver circuit 22 is connected to the row electric power source 12, wherein a row driver circuit 21 is connected to the column electric power source 11, and connected to the column electric power source 11, and an output terminal 24 for receiving an output signal OUTC from the each inverter 23. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の製造工程終了後におけるトランジスタの特性評価に用いるトランジスタの評価装置及びそれを用いたトランジスタの評価方法に関する。   The present invention relates to a transistor evaluation apparatus used for evaluating characteristics of a transistor after completion of a semiconductor device manufacturing process and a transistor evaluation method using the same.

半導体装置に用いられるトランジスタは、重要な構成部品の1つであり、半導体プロセスの開発時はもちろん、半導体装置の量産時においても重要な評価項目である。製造されたトランジスタの特性は、TEG(Test Element Group)、すなわちマトリックス状に配置された測定対象である複数のトランジスタを各トランジスタのアドレスを特定するためのデコーダを用いて、複数のトランジスタのうちの1つを選択し、選択した特定のトランジスタの電流等を個別に測定している。   A transistor used in a semiconductor device is one of important components, and is an important evaluation item not only during development of a semiconductor process but also during mass production of a semiconductor device. The characteristics of the manufactured transistor are as follows: TEG (Test Element Group), that is, a plurality of transistors to be measured arranged in a matrix form using a decoder for identifying the address of each transistor. One is selected and the current of the selected specific transistor is individually measured.

以下、従来のトランジスタの特性評価装置について図面を参照しながら説明する(例えば、特許文献1を参照。)。   Hereinafter, a conventional transistor characteristic evaluation apparatus will be described with reference to the drawings (for example, see Patent Document 1).

図12は従来のトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図12に示すように、半導体ウェハ上には測定対象である複数の被測定トランジスタ59(NMOSトランジスタ)がマトリックス状に配置されている。各被測定トランジスタ59のゲート及びドレインは、それぞれ選択トランジスタ55及び56を介してトランジスタ測定用のDC電源ユニット53及び54と接続されている。また、各被測定トランジスタ59のソースはGND端子60とそれぞれ接続されている。   FIG. 12 shows a circuit configuration of a conventional transistor characteristic evaluation apparatus. As shown in FIG. 12, a plurality of transistors to be measured 59 (NMOS transistors) to be measured are arranged in a matrix on a semiconductor wafer. The gate and drain of each transistor 59 to be measured are connected to DC power supply units 53 and 54 for transistor measurement via selection transistors 55 and 56, respectively. The source of each transistor under measurement 59 is connected to the GND terminal 60.

半導体ウェハ上には、被測定トランジスタ59の周辺部にデコーダ回路であるXデコーダ51及びYデコーダ52が配置されて、Xデコーダ51及びYデコーダ52には、パルスを入力するためのパルス源(不図示)が接続されている。   On the semiconductor wafer, an X decoder 51 and a Y decoder 52, which are decoder circuits, are arranged in the periphery of the transistor 59 to be measured. The X decoder 51 and the Y decoder 52 are supplied with a pulse source (non-delayed). Are connected.

以下、前記のように構成されたトランジスタの特性評価装置の動作について説明する。Xデコーダ51及びYデコーダ52により、測定するトランジスタが選択された場合には、選択されたトランジスタと接続されているラインの選択トランジスタ55及び56がそれぞれ1つずつ選択される。これにより、選択された被測定トランジスタ59にのみ、DC電源ユニット53及び54からの電圧が印加されて、選択された被測定トランジスタ59の電流測定が行なわれる。
特許第3483869号公報
The operation of the transistor characteristic evaluation apparatus configured as described above will be described below. When the transistor to be measured is selected by the X decoder 51 and the Y decoder 52, the selection transistors 55 and 56 on the line connected to the selected transistor are selected one by one. As a result, the voltage from the DC power supply units 53 and 54 is applied only to the selected transistor under measurement 59, and the current of the selected transistor under measurement 59 is measured.
Japanese Patent No. 348869

しかしながら、前記従来のトランジスタの評価装置は、第1に、Xデコーダ51により、特定の列に含まれるトランジスタ59のゲートに所定の電位を与えた場合は、その特定の列のすべてのトランジスタのゲートに所定の電位が与えられるため、測定したいトランジスタ以外の不良要因が測定結果に影響を及ぼす恐れがある。この問題は被測定トランジスタの数が多くなると無視できなくなる。   However, in the conventional transistor evaluation apparatus, first, when a predetermined potential is applied to the gates of the transistors 59 included in a specific column by the X decoder 51, the gates of all the transistors in the specific column. Since a predetermined potential is applied to the transistor, a failure factor other than the transistor to be measured may affect the measurement result. This problem cannot be ignored as the number of transistors under measurement increases.

また、第2に、半導体集積回路装置の素子数の増加に伴って、トランジスタのサイズが微細化されると共にトランジスタの数も増加しており、トランジスタの数は1チップ当たり10億個にも達している。トランジスタの特性ばらつきや、チップ内、ウェハ内及びロット間での特性分布を検討するには、1ウェハ当たり100万個もの被測定トランジスタを測定する必要が生じる。この場合、従来例のようにマトリックス状に配置された非被測定トランジスタに対して、特定のトランジスタの電流値を個別に測定する方法では、1ウェハ当たり被測定トランジスタが100万個にもなること、さらには、1トランジスタの測定(電圧の印加及び電流の測定)には30msを要することから、1ウェハの測定時間は8時間以上にもなる。   Second, with the increase in the number of elements in the semiconductor integrated circuit device, the size of the transistors is miniaturized and the number of transistors is also increasing. The number of transistors reaches 1 billion per chip. ing. In order to examine variation in transistor characteristics and distribution of characteristics among chips, wafers, and lots, it is necessary to measure as many as 1 million transistors to be measured per wafer. In this case, in the method of individually measuring the current value of a specific transistor with respect to the non-measured transistors arranged in a matrix as in the conventional example, the number of measured transistors per wafer is 1 million. Furthermore, since measurement of one transistor (application of voltage and measurement of current) requires 30 ms, the measurement time for one wafer is 8 hours or more.

このように、従来例に係るトランジスタの特性評価装置は、比較的に小規模の被測定トランジスタを評価するには適してはいるものの、大規模に集積化された被測定トランジスタに対する評価は現実的ではない。   As described above, although the transistor characteristic evaluation apparatus according to the conventional example is suitable for evaluating a relatively small transistor to be measured, evaluation of a transistor to be measured integrated on a large scale is realistic. is not.

本発明は、前記第1の問題及び第2の問題を解決し、大規模に集積化された被測定トランジスタの特性評価を確実に行なえるようにすると共に、大規模に集積化された被測定トランジスタの特性を短時間で評価できるようにすることを目的とする。   The present invention solves the first problem and the second problem, makes it possible to reliably perform characteristic evaluation of a transistor under measurement integrated on a large scale, and to measure a circuit integrated on a large scale. An object is to enable evaluation of characteristics of a transistor in a short time.

前記の目的を達成するため、本発明に係る第1のトランジスタの特性評価装置は、ゲートが信号線と接続され、ソース及びドレインのうち、一方が第1の配線と接続され且つ他方が第2の配線と接続された測定対象であるトランジスタと、第1の配線を電源端子又は接地端子と接続するための第1の回路と、第2の配線を電源端子又は接地端子と接続するための第2の回路とを備え、第1の配線は、電圧検知器を介して出力端子と接続されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first transistor characteristic evaluation apparatus according to the present invention has a gate connected to a signal line, one of a source and a drain connected to a first wiring, and the other connected to a second line. A transistor to be measured connected to the first wiring, a first circuit for connecting the first wiring to the power supply terminal or the ground terminal, and a second circuit for connecting the second wiring to the power supply terminal or the ground terminal. The first wiring is connected to the output terminal via a voltage detector.

第1のトランジスタの特性評価装置によると、第1の回路により第1の配線を電源端子に接続して該第1の配線に電荷を充電し、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の回路により第2の配線を接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタと第2の配線を経由して放電させ、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって、電圧検知器の出力が反転するまでの時間に基づいて測定対象であるトランジスタの電流特性を判断して評価する。これにより、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの特性を短時間で評価することができる。   According to the characteristic evaluation apparatus for the first transistor, the first wiring is connected to the power supply terminal by the first circuit to charge the first wiring, and the gate of the transistor to be measured is set to a predetermined voltage. After the change, in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit, the charge accumulated in the first wiring is discharged via the transistor to be measured and the second wiring, The current characteristic of the transistor to be measured is determined based on the time until the output of the voltage detector is reversed due to the change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring. To evaluate. Accordingly, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the characteristics of the transistor to be measured can be evaluated in a short time.

第1のトランジスタの特性評価装置において、第1の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが第1の配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなり、第2の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが第2の配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなることが好ましい。このようにすると、第1の回路と第2の回路とを容易に且つ確実に構成することができる。   In the first transistor characteristic evaluation apparatus, the first circuit is connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and has a connection node connected to the first wiring and a pair of different conductivity types. The second circuit is preferably composed of a pair of transistors that are connected in series between the power supply terminal and the ground terminal, and whose connection node is connected to the second wiring and have different conductivity types. . If it does in this way, the 1st circuit and the 2nd circuit can be constituted easily and certainly.

第1のトランジスタの特性評価装置は、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。   The first transistor characteristic evaluation apparatus preferably further includes voltage applying means for applying a predetermined voltage to the gate of the transistor to be measured.

また、第1のトランジスタの特性評価装置は、所定の電圧を印加する電圧印加端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが測定対象であるトランジスタのゲートと接続され、導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなる回路をさらに備えていることが好ましい。   Further, the first transistor characteristic evaluation apparatus is connected in series between a voltage application terminal for applying a predetermined voltage and a ground terminal, and its connection node is connected to the gate of the transistor to be measured. It is preferable to further include a circuit composed of a pair of transistors of different types.

このようにすると、第1の回路により第1の配線を電源端子に接続して該第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の回路により第2の配線を接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタと第2の配線を経由して放電させる第2の工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら第1から第3の工程を繰り返し、電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、ゲート電圧と電圧検知器の出力が反転するまでの時間の関係から測定対象であるトランジスタの閾値電圧値を求めることができる。その結果、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの閾値電圧特性を短時間で評価することができる。   In this way, the first circuit connects the first wiring to the power supply terminal by the first circuit and charges the first wiring with the charge, and the gate of the transistor to be measured is changed to a predetermined voltage. Then, the second circuit discharges the charge accumulated in the first wiring via the transistor to be measured and the second wiring in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. A third step for obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted by a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring, and While inputting a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range to the gate of a certain transistor, the first to third steps are repeated, and the time until the output of the voltage detector is inverted is determined each time. Output of voltage detector Threshold voltage of the transistor to be measured from the time relationship until the reversal can be determined. As a result, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the threshold voltage characteristics of the measurement target transistor can be evaluated in a short time.

本発明に係る第2のトランジスタの特性評価装置は、それぞれがマトリックス状に配置されており、ゲートがNAND回路の出力端子と接続され、ソース及びドレインのうち、一方が第1の配線と接続され且つ他方が第2の配線と接続された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を備え、複数のユニット回路のうち同一の行に属するユニット回路に含まれるトランジスタと接続された第2の配線は1本の行方向配線であり、同一の行に属するユニット回路に含まれるNAND回路の一の入力端子は行アドレス制御部と接続され、複数のユニット回路のうち同一の列に属するユニット回路に含まれるトランジスタと接続された第1の配線は列方向配線であり、同一の列に属するユニット回路に含まれるNAND回路の他の入力端子は列アドレス制御部と接続されていることを特徴とする。   Each of the second transistor characteristic evaluation devices according to the present invention is arranged in a matrix, the gate is connected to the output terminal of the NAND circuit, and one of the source and the drain is connected to the first wiring. And a second wiring connected to a transistor included in a unit circuit belonging to the same row among the plurality of unit circuits, the second circuit including a plurality of unit circuits including a transistor to be measured connected to the second wiring. Is one row direction wiring, and one input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same row is connected to the row address control unit, and the unit circuit belonging to the same column among the plurality of unit circuits The first wiring connected to the included transistor is a column-directional wiring, and the other input of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same column Child is characterized in that it is connected to a column address control unit.

第2のトランジスタの特性評価装置によると、行アドレス制御部と列アドレス制御部とによって選択されたNAND回路を有するユニット回路に含まれるトランジスタのゲートのみに電位を与えることが可能となるため、他のユニット回路に含まれるトランジスタのゲートには電位が与えられなくなるので、測定対象のトランジスタ以外の不良要因が測定結果に影響を及ぼすことを防止できる。   According to the second transistor characteristic evaluation apparatus, it is possible to apply a potential only to the gate of the transistor included in the unit circuit having the NAND circuit selected by the row address control unit and the column address control unit. Since no potential is applied to the gate of the transistor included in the unit circuit, it is possible to prevent a failure factor other than the transistor to be measured from affecting the measurement result.

本発明に係る第3のトランジスタの特性評価装置は、トランジスタの特性評価装置であって、それぞれがマトリックス状に配置されており、ゲートがNAND回路の出力端子と接続され、ソース及びドレインの一方が第1の配線と接続され他方が第2の配線と接続された複数の被測定トランジスタを含む複数のユニット回路を備え、前記複数のユニット回路のうち同一の行に属するユニット回路に含まれる前記複数のトランジスタと接続された前記第2の配線は1本の行方向配線であり、前記同一の行に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路のーの入力端子は行アドレス制御部と接続され、前記複数のユニット回路のうち同一の列に属するユニット回路に含まれる前記複数のトランジスタと接続された前記各第1の配線は列方向配線であり、前記同一の列に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路の他の入力端子は列アドレス制御部と接続されていることを特徴とする。   The third transistor characteristic evaluation device according to the present invention is a transistor characteristic evaluation device, each of which is arranged in a matrix, the gate is connected to the output terminal of the NAND circuit, and one of the source and drain is A plurality of unit circuits including a plurality of transistors to be measured connected to a first wiring and the other connected to a second wiring, and the plurality of unit circuits included in a unit circuit belonging to the same row among the plurality of unit circuits; The second wiring connected to the transistor is a row-directional wiring, and a negative input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same row is connected to a row address control unit, The first wirings connected to the plurality of transistors included in unit circuits belonging to the same column among the plurality of unit circuits are arranged in a column direction. , And the other input terminal of the NAND circuit included in the unit circuits belonging to the same column is characterized in that it is connected to a column address control unit.

第3のトランジスタの特性評価装置によると、行アドレス制御部と列アドレス制御部とによって選択されたNAND回路を有するユニット回路に含まれるトランジスタのゲートのみに電位を与えることが可能となり、他のユニット回路に含まれるとトランジスタのゲートには電位が与えられないため、測定対象のトランジスタ以外の不良要因が測定結果に影響を及ぼすことを防止できる。また、各ユニット回路に含まれる複数のトランジスタの特性を同時に行なうことが可能となり、測定時間をさらに短縮することができる。   According to the third transistor characteristic evaluation apparatus, it is possible to apply a potential only to the gate of the transistor included in the unit circuit having the NAND circuit selected by the row address control unit and the column address control unit, When included in the circuit, no potential is applied to the gate of the transistor, so that a failure factor other than the transistor to be measured can be prevented from affecting the measurement result. In addition, the characteristics of a plurality of transistors included in each unit circuit can be performed simultaneously, and the measurement time can be further shortened.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置は、第1の配線を電源端子又は接地端子に接続するための複数の第1の回路と、第2の配線を電源端子又は接地端子に接続するための複数の第2の回路と、第1の回路における1対のトランジスタの各ゲートに制御信号を出力する列ドライバ制御部と、第2の回路における1対のトランジスタの各ゲートに制御信号を出力する行ドライバ制御部とをさらに備え、各列方向配線は、それぞれ電圧検知器を介して出力端子と接続されていることが好ましい。   The second or third transistor characteristic evaluation apparatus is configured to connect a plurality of first circuits for connecting the first wiring to the power supply terminal or the ground terminal, and to connect the second wiring to the power supply terminal or the ground terminal. A plurality of second circuits, a column driver controller that outputs a control signal to each gate of a pair of transistors in the first circuit, and a control signal that is output to each gate of a pair of transistors in the second circuit It is preferable that each of the column direction wirings is connected to an output terminal via a voltage detector.

このようにすると、マトリックス状に配置された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を個別に選択し、第1の回路により第1の配線を電源端子に接続して該第1の配線に電荷を充電し、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の回路により第2の配線を接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタと第2の配線とを経由して放電させ、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める工程を、複数のユニット回路にそれぞれ含まれるトランジスタについて行なうことにより、複数のトランジスタの電流特性のばらつきを判定することができるため、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの特性のばらつきを短時間で評価することができる。   In this case, a plurality of unit circuits including the transistors to be measured arranged in a matrix are individually selected, and the first circuit is connected to the power supply terminal by the first circuit to be connected to the first wiring. After charging the charge and changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. The output of the voltage detector is inverted by a change in the potential of the first wiring caused by discharging through the transistor to be measured and the second wiring and discharging the charge accumulated in the first wiring. By performing the process of obtaining the time until each transistor included in each of the plurality of unit circuits, variation in current characteristics of the plurality of transistors can be determined. Even the static as integrated into miniaturized and large, the variation in characteristics of the measurement target transistor can be evaluated in a short time.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置において、第1の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが各列方向配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなり、第2の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが各行方向配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなることが好ましい。このようにすると、第1の回路と第2の回路とを容易に且つ確実に構成することができる。   In the device for evaluating characteristics of the second or third transistor, the first circuit is connected in series between the power supply terminal and the ground terminal, and its connection node is connected to each column direction wiring so that the conductivity types are different from each other. It consists of a pair of transistors, and the second circuit consists of a pair of transistors that are connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and whose connection node is connected to each row-direction wiring and that have different conductivity types. Is preferred. If it does in this way, the 1st circuit and the 2nd circuit can be constituted easily and certainly.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置において、第2の回路は、各行方向配線の一の端子及び他の端子に接続されていることが好ましい。   In the device for evaluating characteristics of the second or third transistor, the second circuit is preferably connected to one terminal and another terminal of each row direction wiring.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置は、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。   The second or third transistor characteristic evaluation apparatus preferably further includes a voltage applying unit that applies a predetermined voltage to the gate of the transistor to be measured.

また、第2又は第3のトランジスタの特性評価装置は、所定の電圧を印加する電圧印加端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが測定対象であるトランジスタのゲートと接続され、導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなる回路をさらに備えていることが好ましい。   The second or third transistor characteristic evaluation apparatus is connected in series between a voltage application terminal for applying a predetermined voltage and a ground terminal, and its connection node is connected to the gate of the transistor to be measured. It is preferable to further include a circuit including a pair of transistors having different conductivity types.

このようにすると、マトリックス状に配置された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を個別に選択し、第1の回路により第1の配線を電源端子に接続して該第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の回路により第2の配線を接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタと第2の配線とを経由して放電させる第2の工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら第1から第3の工程を繰り返し、電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、ゲート電圧と電圧検知器の出力とが反転するまでの時間の関係からトランジスタの閾値電圧値を求める工程を複数のユニット回路にそれぞれ含まれるトランジスタについて行なうことにより、複数のトランジスタの閾値電圧値のばらつきを判断することができる。その結果、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの閾値電圧特性のばらつきを短時間で評価することができる。   In this case, a plurality of unit circuits including the transistors to be measured arranged in a matrix are individually selected, and the first circuit is connected to the power supply terminal by the first circuit to be connected to the first wiring. In the first step of charging the charge, and after changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. A second step of discharging the accumulated charge via the transistor to be measured and the second wiring; and a potential of the first wiring by discharging the charge accumulated in the first wiring. A third step of obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted by a change, and a first to a third while inputting a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range to a gate of a transistor to be measured Repeat the process Return, the time until the output of the voltage detector is inverted is obtained every time, and the process of obtaining the threshold voltage value of the transistor from the relationship between the time until the gate voltage and the output of the voltage detector are inverted is a plurality of unit circuits By performing for each of the transistors included in each of the transistors, variation in threshold voltage values of a plurality of transistors can be determined. As a result, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, variations in threshold voltage characteristics of the transistors to be measured can be evaluated in a short time.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置は、行アドレス制御部、列アドレス制御部、行ドライバ制御部及び列ドライバ制御部に制御信号をそれぞれ出力する自動発振回路をさらに備えていることが好ましい。このようにすると、例えばウェハ状態でのバーンイン試験において、外部から制御信号を入力することなく、トランジスタ特性の劣化を加速して発生させるためのストレス電流を印加することが可能になる。   Preferably, the second or third transistor characteristic evaluation apparatus further includes an automatic oscillation circuit that outputs control signals to the row address control unit, the column address control unit, the row driver control unit, and the column driver control unit, respectively. . In this way, for example, in a burn-in test in a wafer state, it is possible to apply a stress current for accelerating and generating deterioration of transistor characteristics without inputting a control signal from the outside.

第2又は第3のトランジスタの特性評価装置は、複数のユニット回路のうち、特定のユニット回路を選択して駆動可能とする少なくとも1つのヒューズ素子をさらに備えていることが好ましい。このようにすると、高集積されたトランジスタのなかから不良トランジスタの位置を確実に特定することができる。   Preferably, the second or third transistor characteristic evaluation device further includes at least one fuse element that allows a specific unit circuit to be selected and driven from among the plurality of unit circuits. In this way, the position of the defective transistor can be reliably identified from among the highly integrated transistors.

第1、第2又は第3のトランジスタの特性評価装置において、前記電圧検知器は、インバータ又は差動増幅器であることが好ましい。このようにすると、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化に対して、電圧検知器の出力の反転を確実にさせることができる。   In the first, second, or third transistor characteristic evaluation apparatus, the voltage detector is preferably an inverter or a differential amplifier. In this way, it is possible to reliably invert the output of the voltage detector with respect to a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring.

前記の目的を達成するため、本発明に係る第1のトランジスタの特性評価方法は、本発明の第1のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法を対象とし、第1の配線を第1の回路によって電源端子に接続することにより、第1の配線に電荷を充電する工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の配線を第2の回路によって接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間に基づいて、測定対象であるトランジスタの電流特性を評価する工程とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first transistor characteristic evaluation method according to the present invention is directed to a transistor evaluation method using the first transistor characteristic evaluation apparatus of the present invention. The first wiring is connected to the power supply terminal by charging the first wiring, and the second wiring is connected to the second circuit after the gate of the transistor to be measured is changed to a predetermined voltage. And the step of discharging the charge accumulated in the first wiring through the transistor to be measured and the second wiring while being connected to the grounding terminal, and the charge accumulated in the first wiring is discharged. And a step of evaluating the current characteristics of the transistor to be measured based on the time until the output of the voltage detector is inverted due to the change in the potential of the first wiring. To.

第1のトランジスタの特性評価方法によると、1つのトランジスタ当たりの測定時間は第1の配線に電荷が蓄積される時間と、測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる時間とによって決まるため、測定時間を大幅に短縮することが可能となるので、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの特性を短時間で評価することができる。   According to the characteristic evaluation method of the first transistor, the measurement time per transistor is the time for accumulating charges in the first wiring and the time for discharging through the transistor to be measured and the second wiring. Therefore, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the characteristics of the transistor to be measured can be evaluated in a short time.

本発明に係る第2のトランジスタの特性評価方法は、第1のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法を対象とし、第1の配線を第1の回路によって電源端子に接続することにより、第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の配線を第2の回路によって接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる第2の工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら第1の工程から第3の工程までを順次繰り返した後、電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、ゲート電圧と電圧検知器の出力が反転するまでの時間との関係から測定対象であるトランジスタの閾値電圧値を求める工程とを備えていることを特徴とする。   The second transistor characteristic evaluation method according to the present invention is directed to a transistor evaluation method using the first transistor characteristic evaluation apparatus, and by connecting the first wiring to the power supply terminal by the first circuit. In the first step of charging the first wiring with the charge, and after changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. A second step of discharging the charge accumulated in the first wiring via the transistor to be measured and the second wiring; and a first step by discharging the charge accumulated in the first wiring. A third step of obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted due to a change in potential of the wiring of the wiring, and a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range are not input to the gate of the transistor to be measured. From the first step to the third step, the time until the output of the voltage detector is inverted is obtained each time, and the gate voltage and the time until the output of the voltage detector are inverted. And a step of obtaining a threshold voltage value of a transistor to be measured from the relationship.

第2のトランジスタの特性評価方法によると、1つのトランジスタ当たりの閾値電圧値の測定時間は、第1の配線に電荷が蓄積される時間と、測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる時間とによって決まるため、測定時間を大幅に短縮することが可能となるので、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの閾値電圧特性を短時間で評価することができる。   According to the characteristic evaluation method of the second transistor, the measurement time of the threshold voltage value per transistor is the time during which charges are accumulated in the first wiring, the transistor to be measured, and the second wiring. Therefore, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the threshold voltage characteristics of the transistors to be measured can be reduced in a short time. Can be evaluated.

前記の目的を達成するため、本発明に係る第3のトランジスタの特性評価方法は、第2又は第3のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法を対象とし、マトリックス状に配置された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を個別に選択し、第1の配線を第1の回路によって電源端子に接続することにより、第1の配線に電荷を充電する工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の配線を第2の回路によって接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める工程を複数のユニット回路にそれぞれ含まれるトランジスタについて行なうことにより、複数のトランジスタの電流特性のばらつきを評価することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a third transistor characteristic evaluation method according to the present invention is directed to a transistor evaluation method using a second or third transistor characteristic evaluation apparatus, and is arranged in a matrix. A step of charging the first wiring by selecting a plurality of unit circuits including the transistor to be measured individually and connecting the first wiring to the power supply terminal by the first circuit; After the gate of a certain transistor is changed to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured with the second wiring connected to the ground terminal by the second circuit and the second Until the output of the voltage detector is reversed due to the step of discharging via the first wiring and the change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring. By performing the transistors respectively included the step of determining a time to a plurality of unit circuits, and evaluating the variation in current characteristics of a plurality of transistors.

第3のトランジスタの特性評価方法によると、各ユニット回路に含まれるトランジスタの測定時間は、第1の配線に電荷が蓄積される時間と、測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる時間とによって決まるため、測定時間を大幅に短縮することが可能となるので、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの特性を短時間で評価することができる。   According to the characteristic evaluation method of the third transistor, the measurement time of the transistor included in each unit circuit is the time during which charges are accumulated in the first wiring, the transistor to be measured, and the second wiring. Since it depends on the discharge time, the measurement time can be greatly shortened. Therefore, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the characteristics of the transistor to be measured can be evaluated in a short time. Can do.

前記の目的を達成するため、本発明に係る第4のトランジスタの特性評価方法は、第2又は第3のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法を対象とし、マトリックス状に配置された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を個別に選択し、第1の配線を第1の回路によって電源端子に接続することにより、第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、第2の配線を第2の回路によって接地端子に接続した状態で、第1の配線に蓄積された電荷を測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる第2の工程と、第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる第1の配線の電位の変化によって電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、測定対象であるトランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら第1の工程から第3の工程までを順次繰り返した後、電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、ゲート電圧と電圧検知器の出力が反転するまでの時間との関係から測定対象であるトランジスタの閾値電圧値を求める工程を、複数のユニット回路にそれぞれ含まれるトランジスタについて行なうことにより、複数のトランジスタの閾値電圧値のばらつきを評価することを特徴とする。   To achieve the above object, a fourth transistor characteristic evaluation method according to the present invention is directed to a transistor evaluation method using a second or third transistor characteristic evaluation device, and is arranged in a matrix. A first step of individually charging a plurality of unit circuits including a transistor to be measured and connecting the first wiring to the power supply terminal by the first circuit to charge the first wiring; After changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured while the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. And the second step of discharging via the second wiring and the change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring, the output of the voltage detector The third step for obtaining the time until switching and the first step to the third step were sequentially repeated while inputting a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range to the gate of the transistor to be measured. Thereafter, a process for obtaining the threshold voltage value of the transistor to be measured from the relationship between the gate voltage and the time until the output of the voltage detector is inverted is obtained every time the output until the output of the voltage detector is inverted is repeated. The variation of the threshold voltage values of the plurality of transistors is evaluated by performing for each of the transistors included in the plurality of unit circuits.

第4のトランジスタの特性評価方法によると、各ユニット回路に含まれるトランジスタの閾値電圧値の測定時間は、第1の配線に電荷が蓄積される時間と、測定対象であるトランジスタ及び第2の配線を経由して放電させる時間とによって決まるため、測定時間を大幅に短縮することが可能となるので、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、測定対象であるトランジスタの閾値電圧特性を短時間で評価することができる。   According to the characteristic evaluation method of the fourth transistor, the measurement time of the threshold voltage value of the transistor included in each unit circuit is the time during which charges are accumulated in the first wiring, the transistor to be measured, and the second wiring. Therefore, even if the transistor is miniaturized and integrated on a large scale, the threshold voltage characteristics of the transistor to be measured can be reduced. It can be evaluated in a short time.

本発明に係るトランジスタの特性評価装置及びトランジスタの特性評価方法によると、トランジスタを微細化し且つ大規模に集積化したとしても、被測定トランジスタの特性を確実に評価可能とすることが可能となる。その上、大規模に集積化された被測定トランジスタの特性を短時間で評価することが可能となる。   According to the transistor characteristic evaluation apparatus and the transistor characteristic evaluation method of the present invention, even if the transistors are miniaturized and integrated on a large scale, the characteristics of the transistor under measurement can be reliably evaluated. In addition, the characteristics of the transistor under measurement integrated on a large scale can be evaluated in a short time.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置について、図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A transistor characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図1に示すように、第1の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、例えばシリコン(Si)からなる半導体ウェハの一部に形成された、いわゆるTEGであって、ソースがカラム電源線11と接続され、ドレインがロウ電源線12と接続されたN型MOSFETからなる測定対象であるトランジスタ1を含む複数のユニット回路10がマトリックス状に配置されて形成されている。   FIG. 1 shows a circuit configuration of a transistor characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the transistor characteristic evaluation apparatus according to the first embodiment is a so-called TEG formed on a part of a semiconductor wafer made of, for example, silicon (Si), and the source is a column power line 11. A plurality of unit circuits 10 including the transistor 1 to be measured, which is an N-type MOSFET whose drain is connected to the row power supply line 12, are arranged in a matrix.

各ユニット回路10において、測定対象であるトランジスタ1のゲートは、2入力NAND回路2の出力端子とインバータ3を介して接続されている。2入力NAND回路2の一方の入力端子はカラムアドレス信号線13と接続され、その他方の入力端子はロウアドレス信号線14と接続されている。   In each unit circuit 10, the gate of the transistor 1 to be measured is connected to the output terminal of the 2-input NAND circuit 2 via the inverter 3. One input terminal of the 2-input NAND circuit 2 is connected to the column address signal line 13, and the other input terminal is connected to the row address signal line 14.

各カラム電源線11はカラムパッド151、152、・・・、15n(但し、nは1以上の整数。)とそれぞれ接続され、各ロウパッド161、162、・・・16m(但し、mは1以上の整数。)とそれぞれ接続されている。   Each column power line 11 is connected to each column pad 151, 152,..., 15n (where n is an integer of 1 or more), and each row pad 161, 162,... 16m (where m is 1 or more). Are connected to each other.

また、各カラムアドレス信号線13は列アドレス制御部であるカラムアドレスコントローラ17と接続され、各ロウアドレス信号線14は行アドレス制御部であるロウアドレスコントローラ18と接続されている。   Each column address signal line 13 is connected to a column address controller 17 that is a column address controller, and each row address signal line 14 is connected to a row address controller 18 that is a row address controller.

以下、前記のように構成されたトランジスタの特性評価装置に組み込まれたトランジスタの評価方法を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a transistor evaluation method incorporated in the transistor characteristic evaluation apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.

図2(a)は図1における領域20を拡大して示し、図2(b)は評価装置の動作タイミングを示している。ここでは、図2(a)に示すように、複数のユニット回路10のうち1つ、たとえば1行1列目に位置するユニット回路10に対してトランジスタ特性の評価方法を説明する。   2A shows an enlarged region 20 in FIG. 1, and FIG. 2B shows an operation timing of the evaluation apparatus. Here, as shown in FIG. 2A, a transistor characteristic evaluation method will be described for one of the plurality of unit circuits 10, for example, the unit circuit 10 located in the first row and the first column.

まず、図2(b)に示すように、測定対象のトランジスタ1のゲートにハイ電位(図中の“H”)の制御信号SWTを印加し、且つロウパッド161を接地した状態で、カラムパッド151に0Vから1.2Vの電圧を印加する。これにより、トランジスタ1のドレインからソースに電流Iが流れる。ここで、制御信号SWTは、カラムアドレスコントローラ17及びロウアドレスコントローラ18からのアドレス信号により生成される。   First, as shown in FIG. 2B, the column pad 151 is applied with the control signal SWT having a high potential (“H” in the figure) applied to the gate of the transistor 1 to be measured and the row pad 161 grounded. A voltage of 0 V to 1.2 V is applied to. As a result, a current I flows from the drain to the source of the transistor 1. Here, the control signal SWT is generated by address signals from the column address controller 17 and the row address controller 18.

さらに、第1の実施形態においては、カラムアドレスコントローラ17とロウアドレスコントローラ18とを設けることにより、マトリックス状に配置された複数のユニット回路10のうち任意の1つを選択できるため、複数のトランジスタばらつきの分布からはずれたトランジスタの1つを特定することができる。   Furthermore, in the first embodiment, by providing the column address controller 17 and the row address controller 18, any one of the plurality of unit circuits 10 arranged in a matrix can be selected. One of the transistors deviating from the distribution of variation can be identified.

すなわち、ロウアドレスコントローラ18とカラムアドレスコントローラ17とによって選択された2入力NAND回路2を有するユニット回路10に含まれるトランジスタ1のゲートのみに電位を選択的に与えることが可能となり、他のユニット回路10に含まれるトランジスタ1のゲートには電位が印加されないため、測定対象のトランジスタ1以外の不良要因が測定結果に影響を及ぼすことを防止することができる。   That is, it becomes possible to selectively apply a potential only to the gate of the transistor 1 included in the unit circuit 10 having the two-input NAND circuit 2 selected by the row address controller 18 and the column address controller 17, and other unit circuits. Since no potential is applied to the gate of the transistor 1 included in the transistor 10, it is possible to prevent a failure factor other than the transistor 1 to be measured from affecting the measurement result.

以上のように、第1の実施形態によると、一群の測定対象のトランジスタ1に対し、マトリックス状に配置されたメモリのように、複数のユニット回路10を選択的に非Ids特性と飽和電流値とを評価することができる。これにより、微細化され且つ大規模に集積化されたトランジスタを現実的な処理時間で評価できるため、トランジスタ特性のばらつきや、チップ内、ウェハ内又はロット間での特性分布を確実に評価することが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, non-Ids characteristics and saturation current values are selectively selected for a plurality of unit circuits 10 like a memory arranged in a matrix for a group of transistors 1 to be measured. And can be evaluated. This makes it possible to evaluate transistors that have been miniaturized and integrated on a large scale in a realistic processing time. Therefore, it is necessary to reliably evaluate variations in transistor characteristics and distribution of characteristics within a chip, within a wafer, or between lots. Is possible.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は本発明の第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置のユニット回路の回路構成を示している。図3において、図1に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 3 shows a circuit configuration of a unit circuit of the transistor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG.

第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、第1の実施形態の構成に、トランジスタの特性を短時間で評価可能とする構成を付加している。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment adds a configuration that enables the characteristics of the transistor to be evaluated in a short time to the configuration of the first embodiment.

図3に示すように、第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、カラムパッド15n(n=1〜n)及びロウパッド16m(m=1〜m)に代えて、出力端子がカラム電源線11に接続された第1の回路としてのカラムドライバ回路21と、出力端子がロウ電源線12に接続された第2の回路としてのロウドライバ回路22と、カラム電源線11に接続された電圧検知器としてのインバータ23と、該インバータ23の出力信号OUTCを受ける出力端子24とを有している。ここで、制御信号SWTは、ユニット回路10に含まれるインバータ3からの出力信号である。   As shown in FIG. 3, in the transistor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment, the output terminals are replaced with column power supplies instead of the column pads 15n (n = 1 to n) and the row pads 16m (m = 1 to m). A column driver circuit 21 as a first circuit connected to the line 11, a row driver circuit 22 as a second circuit whose output terminal is connected to the row power supply line 12, and a voltage connected to the column power supply line 11 It has an inverter 23 as a detector and an output terminal 24 that receives an output signal OUTC of the inverter 23. Here, the control signal SWT is an output signal from the inverter 3 included in the unit circuit 10.

カラムドライバ回路21は、電源端子と接地端子との間に直列に接続され、ゲートが第1のカラムドライブ信号CDPを受ける第1のPMOSFET21aと、ゲートが第2のカラムドライブ信号CDNを受ける第1のNMOSFET21bとから構成されている。   The column driver circuit 21 is connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and has a first PMOSFET 21a whose gate receives a first column drive signal CDP, and a first whose gate receives a second column drive signal CDN. NMOSFET 21b.

カラムドライバ回路22は、電源端子と接地端子との間に直列に接続され、ゲートが第1のロウドライブ信号RDPを受ける第2のPMOSFET22aと、ゲートが第2のロウドライブ信号RDNを受ける第2のNMOSFET22bとから構成されている。   The column driver circuit 22 is connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and has a second PMOSFET 22a whose gate receives the first row drive signal RDP, and a second whose gate receives the second row drive signal RDN. NMOSFET 22b.

なお、第1の回路及び第2の回路は、カラム電源線11及びロウ電源線12を電源端子又は接地端子に切り替えて接続できる回路であればよく、本実施形態に示した回路には限定されない。   The first circuit and the second circuit are not limited to the circuit shown in the present embodiment as long as the column power line 11 and the row power line 12 can be switched to the power terminal or the ground terminal and connected. .

以下、前記のように構成されたトランジスタの特性評価装置に組み込まれたトランジスタの評価方法を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a transistor evaluation method incorporated in the transistor characteristic evaluation apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.

まず、図4(a)に示すように、ソースとドレイン間電流の測定方法について説明する。   First, as shown in FIG. 4A, a method for measuring a source-drain current will be described.

第2のカラムドライブ信号CDNの信号をロウレベル(図中の“L”)とし、第1のロウドライブ信号RDP及び第2のロウドライブ信号RDNの信号電位を共にハイレベル(図中の“H”)とし、制御信号SWTの信号電位をハイレベルとする。この状態で、第1のカラムドライブ信号CDPの電圧を0Vから1.2Vに遷移すると、図3に示すように、トランジスタ1のソースとドレインとの間に、電流Isがカラムドライバ回路21の第1のPMOSFET22a、測定対象のトランジスタ1及びロウドライブ用回路22の第2のNMOSFET22bの経路で流れる。   The signal of the second column drive signal CDN is set to the low level (“L” in the drawing), and the signal potentials of the first row drive signal RDP and the second row drive signal RDN are both set to the high level (“H” in the drawing). ), And the signal potential of the control signal SWT is set to the high level. In this state, when the voltage of the first column drive signal CDP transitions from 0V to 1.2V, the current Is flows between the source and drain of the transistor 1 as shown in FIG. 1 PMOSFET 22 a, the transistor 1 to be measured, and the second NMOSFET 22 b of the row drive circuit 22.

以上のことから、第2の実施形態においても、測定対象であるトランジスタ1の電流特性と飽和電流値とを評価可能である。   From the above, also in the second embodiment, it is possible to evaluate the current characteristics and saturation current value of the transistor 1 to be measured.

次に、トランジスタに対する電流特性を極めて短時間で評価する方法について説明する。   Next, a method for evaluating current characteristics for a transistor in a very short time will be described.

図4(b)に示すように、制御信号SWTがロウレベル(図中の“L”)の状態で、第1のカラムドライブ信号CDP及び第2のカラムドライブ信号CDNの電位を共にロウレベルとし、第1のロウドライブ信号RDP及び第2のロウドライブ信号RDNの電位を共にハイレベル(図中の“H”)とすると、カラムドライバ回路21の電源端子から第1のPMOSFET21aを通って、カラムドライバ回路21の出力端子であるノードNC1と接続されたカラム電源線11に電荷がチャージされ、その結果、ノードNC1の電位はハイレベルとなる。   As shown in FIG. 4B, when the control signal SWT is at the low level (“L” in the figure), the potentials of the first column drive signal CDP and the second column drive signal CDN are both set to the low level. When the potentials of the first row drive signal RDP and the second row drive signal RDN are both at a high level ("H" in the figure), the column driver circuit 21 passes through the first PMOSFET 21a from the power supply terminal of the column driver circuit 21. Charges are charged in the column power supply line 11 connected to the node NC1 which is the output terminal 21. As a result, the potential of the node NC1 becomes high level.

続いて、ノードNC1の電位がハイレベルになった後に、第1のカラムドライブ信号CDPの電位をハイレベルに遷移することにより、ノードNC1は高インピーダンス状態となる。この高インピーダンス状態では、出力端子24における出力信号OUTCの電位はロウレベルである。   Subsequently, after the potential of the node NC1 becomes high level, the potential of the first column drive signal CDP is changed to high level, so that the node NC1 becomes a high impedance state. In this high impedance state, the potential of the output signal OUTC at the output terminal 24 is at a low level.

次に、制御信号SWTの電位をハイレベルに遷移することにより、カラム電源線11に蓄えられていた電荷がトランジスタ1、ロウドライバ回路22の第2のNMOSFET22bを通って接地端子に流れる。このときのノードNC1における電位の降下速度は、電荷の流出の程度、すなわちトランジスタ1の電流駆動能力によって変わる。より具体的には、トランジスタ1の閾値電圧値(Vt)が相対的に高い、すなわち飽和電流値が相対的に低い場合等には電位の降下速度は小さく、逆に、トランジスタ1の閾値電圧値が相対的に低い、すなわち飽和電流値が相対的に高い場合等には、電位の降下速度は大きい。例えば図3に示すように、トランジスタの閾値電圧値が低いTr.0と閾値電圧値が高いTr.1を本方法で評価した場合には、図4(b)に示すように、閾値電圧値が高いTr.1はノードNC1における電位の降下速度が、閾値電圧値が低いTr.0よりも小さくなる。その後、ノードNC1の電位がハイレベル電位の2分の1(図中の一点鎖線のレベル)にまで降下した時点で、出力信号OUTCの電位はインバータ23の反転動作によりハイレベルとなる。続いて、制御信号SWTの電位をハイレベルに遷移した時点から、出力信OUTCの電位がハイレベルに変化する時間までの遅延時間t0 、t1 を飽和電流値に換算する。図中では、Tr.0に対する遅延時間はt0に対応し、Tr.1に対する遅延時間はt1 に対応する。本願発明者は、電源電圧を1.2Vとして、トランジスタ1の飽和電流値と遅延時間との関係を求めたところ、以下の関係式(1)に相当するという知見を得ている。 Next, by changing the potential of the control signal SWT to a high level, the charge stored in the column power supply line 11 flows to the ground terminal through the transistor 1 and the second NMOSFET 22b of the row driver circuit 22. At this time, the rate of potential drop at the node NC1 varies depending on the degree of charge outflow, that is, the current driving capability of the transistor 1. More specifically, when the threshold voltage value (Vt) of the transistor 1 is relatively high, that is, when the saturation current value is relatively low, the potential drop rate is small, and conversely, the threshold voltage value of the transistor 1 Is relatively low, that is, when the saturation current value is relatively high, the potential drop rate is large. For example, as shown in FIG. 3, when Tr.0 having a low threshold voltage value and Tr.1 having a high threshold voltage value are evaluated by this method as shown in FIG. 3, as shown in FIG. Tr.1 having a higher value has a lower potential drop rate at the node NC1 than Tr.0 having a lower threshold voltage value. After that, when the potential of the node NC1 drops to half of the high level potential (the level of the one-dot chain line in the drawing), the potential of the output signal OUTC becomes high level by the inversion operation of the inverter 23. Subsequently, delay times t 0 and t 1 from the time when the potential of the control signal SWT changes to the high level to the time when the potential of the output signal OUTC changes to the high level are converted into saturation current values. In the figure, Tr. The delay time for 0 corresponds to t 0 and the delay time for Tr.1 corresponds to t 1 . The inventor of the present application has found that the relationship between the saturation current value of the transistor 1 and the delay time is obtained by setting the power supply voltage to 1.2 V and corresponds to the following relational expression (1).

飽和電流値(mA)×{100×遅延時間(ns)−約2000}≒1 ……(1)
従って、トランジスタ1の飽和電流値が1mAの場合は、測定時間は約20nsに相当する。このことから、図4(b)に示すようなタイミングチャートで測定を行なった場合に1個のトランジスタ1の測定時間は多くとも1μs以下で可能となる。ここで、電圧検知器であるインバータ23は、ハイレベル電位の2分の1の電位を基準電位とする差動増幅器に代えてもよい。
Saturation current value (mA) × {100 × delay time (ns) −about 2000} ≈1 (1)
Therefore, when the saturation current value of the transistor 1 is 1 mA, the measurement time corresponds to about 20 ns. Therefore, when measurement is performed using the timing chart as shown in FIG. 4B, the measurement time of one transistor 1 can be at most 1 μs or less. Here, the inverter 23 that is a voltage detector may be replaced with a differential amplifier that uses a half potential of the high-level potential as a reference potential.

図5は本発明の第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の構成をマトリックス状に配置して大規模に集積化した例を示している。図5において、図1に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 5 shows an example in which the configuration of the transistor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention is arranged in a matrix and integrated on a large scale. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG.

図5に示すように、各カラムドライバ回路21の入力端子は、カラムドライバコントローラ25と接続されている。すなわち、第1のPMOSFET21aのゲートは、カラムドライバコントローラ25から第1のカラムドライブ信号CDPを受け、第1のNMOSFET21bのゲートは、カラムドライバコントローラ25から第2のカラムドライブ信号CDNを受ける。   As shown in FIG. 5, the input terminal of each column driver circuit 21 is connected to a column driver controller 25. That is, the gate of the first PMOSFET 21 a receives the first column drive signal CDP from the column driver controller 25, and the gate of the first NMOSFET 21 b receives the second column drive signal CDN from the column driver controller 25.

各ロウドライバ回路22の入力端子は、ロウドライバコントローラ26と接続されている。すなわち、第2のPMOSFET22aのゲートは、ロウドライバコントローラ26から第1のロウドライブ信号RDPを受け、第2のNMOSFET22bのゲートは、ロウドライバコントローラ26から第2のロウドライブ信号RDNを受ける。   The input terminal of each row driver circuit 22 is connected to the row driver controller 26. That is, the gate of the second PMOSFET 22 a receives the first row drive signal RDP from the row driver controller 26, and the gate of the second NMOSFET 22 b receives the second row drive signal RDN from the row driver controller 26.

各トランジスタ1のゲートは、2入力NAND回路2の出力端子とインバータ3を介して接続されている。2入力NAND回路2の一方の入力端子はカラムアドレス信号線13と接続され、その他方の入力端子はロウアドレス信号線14と接続されている。また、各カラムアドレス信号線13はカラムアドレスコントローラ17と接続され、各ロウアドレス信号線14はロウアドレスコントローラ18と接続されている。ここでは、各トランジスタ1のゲート電位の制御を、図3の制御信号SWTに対応するカラムアドレスコントローラ17とロウアドレスコントローラ18とにより行なう。   The gate of each transistor 1 is connected to the output terminal of the 2-input NAND circuit 2 via the inverter 3. One input terminal of the 2-input NAND circuit 2 is connected to the column address signal line 13, and the other input terminal is connected to the row address signal line 14. Each column address signal line 13 is connected to a column address controller 17, and each row address signal line 14 is connected to a row address controller 18. Here, the gate potential of each transistor 1 is controlled by the column address controller 17 and the row address controller 18 corresponding to the control signal SWT in FIG.

各ユニット回路10の動作及び評価方法は前述した通りであり、カラムアドレスコントローラ17、カラムドライバコントローラ25、ロウアドレスコントローラ18及びロウドライバコントローラ26からの各制御信号によって、各カラム電源線11及び各ロウ電源線12を選択的に制御する。これにより、複数のユニット回路10に対して任意に電流Isを印加することができるため、各ユニット回路10におけるトランジスタの特性を遅延時間として測定できるようになる。   The operation and evaluation method of each unit circuit 10 is as described above, and each column power supply line 11 and each row circuit are controlled by control signals from the column address controller 17, column driver controller 25, row address controller 18 and row driver controller 26. The power supply line 12 is selectively controlled. Thereby, since the current Is can be arbitrarily applied to the plurality of unit circuits 10, the characteristics of the transistors in each unit circuit 10 can be measured as the delay time.

以上のような構成により、従来は1個のトランジスタの測定時間は電流計を用いて電流値を測定する時間に約30msも掛かるため、100万個のトランジスタの特性を測定するには8時間を要している。本発明によれば、1個のトランジスタを1μsで測定できるため、100万個のトランジスタの特性を1sで測定可能である。   With the above-described configuration, conventionally, the measurement time for one transistor takes about 30 ms to measure the current value using an ammeter, so 8 hours are required to measure the characteristics of one million transistors. I need it. According to the present invention, since one transistor can be measured in 1 μs, the characteristics of one million transistors can be measured in 1 s.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図6は本発明の第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置のユニット回路の回路構成を示している。図6において、図3に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows a circuit configuration of a unit circuit of the transistor characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG.

第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、第2の実施形態の構成に、閾値電圧値のばらつきを短時間で評価可能とする構成を付加している。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment adds a configuration that enables evaluation of variations in threshold voltage values in a short time to the configuration of the second embodiment.

図6(a)に示すように、制御信号SWTに代えて、ユニット回路10に含まれるトランジスタ1のゲートに任意の電圧を印加することが可能な制御信号パッド191を有している。また、図6(b)は第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の構成の他の例を示している。例えば、図6(b)においては、出力端子がトランジスタ1のゲートと接続されたゲート電圧制御用回路27が図6(a)の制御信号パッド191に対応する。ゲート電圧制御用回路27は、任意の電圧を印加可能な電源端子と接地端子との間に直列に接続され、ゲートがユニット回路10に含まれる2入力NAND回路2の出力信号を受けるPMOSFET27aとNMOSFET27bとから構成されている。従って、ゲート電圧制御用回路27は、その電源端子の電位を変えることにより出力端子の電位を変えることができる。   As shown in FIG. 6A, instead of the control signal SWT, a control signal pad 191 capable of applying an arbitrary voltage to the gate of the transistor 1 included in the unit circuit 10 is provided. FIG. 6B shows another example of the configuration of the transistor characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment. For example, in FIG. 6B, the gate voltage control circuit 27 whose output terminal is connected to the gate of the transistor 1 corresponds to the control signal pad 191 in FIG. The gate voltage control circuit 27 is connected in series between a power supply terminal to which an arbitrary voltage can be applied and a ground terminal, and has a PMOSFET 27a and an NMOSFET 27b whose gates receive the output signal of the two-input NAND circuit 2 included in the unit circuit 10. It consists of and. Therefore, the gate voltage control circuit 27 can change the potential of the output terminal by changing the potential of the power supply terminal.

以下、前記のように構成されたトランジスタの特性評価装置に組み込まれたトランジスタの評価方法を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a transistor evaluation method incorporated in the transistor characteristic evaluation apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.

図7に示すように、ゲート電圧制御用回路27の出力端子の電位がロウレベル(図中の“L”)の状態で、第1のカラムドライブ信号CDP及び第2のカラムドライブ信号CDNの電位を共にロウレベルとし、第1のロウドライブ信号RDP及び第2のロウドライブ信号RDNの電位を共にハイレベル(図中の“H”)とすると、カラムドライバ回路21の電源端子から第1のPMOSFET21aを通って、カラムドライバ回路21の出力端子であるノードNC1と接続されたカラム電源線11に電荷がチャージされ、その結果、第2の実施形態と同様に、ノードNC1の電位はハイレベルとなる。続いて、第2の実施形態と同様に、ノードNC1の電位がハイレベルになった後に、第1のカラムドライブ信号CDPの電位をハイレベルに遷移することにより、ノードNC1が高インピーダンス状態となる。   As shown in FIG. 7, the potentials of the first column drive signal CDP and the second column drive signal CDN are set while the potential of the output terminal of the gate voltage control circuit 27 is at a low level (“L” in the figure). When both are set to the low level and the potentials of the first row drive signal RDP and the second row drive signal RDN are both set to the high level (“H” in the drawing), the power supply terminal of the column driver circuit 21 passes through the first PMOSFET 21a. As a result, the column power supply line 11 connected to the node NC1 which is the output terminal of the column driver circuit 21 is charged, and as a result, the potential of the node NC1 becomes high level as in the second embodiment. Subsequently, as in the second embodiment, after the potential of the node NC1 becomes high level, the potential of the first column drive signal CDP is changed to high level, so that the node NC1 becomes in a high impedance state. .

次に、ゲート電圧制御用回路2の出力端子の電位レベルを任意の出力端子の電位レベルV1に遷移することにより、カラム電源線11に蓄えられていた電荷がトランジスタ1及びロウドライバ回路22の第2のNMOSFET22bを通って接地端子に流れる。このとき、ノードNC1における電位の降下速度は、ゲート電圧制御用回路27の出力電位レベルによって変わる。より具体的には、ゲート電圧制御用回路27の出力端子の電位が相対的に高い場合には電位の降下速度は大きく、逆に、ゲート電圧制御用回路27の出力端子の電位が相対的に低い場合には電位の降下速度は小さくなる。その後、ノードNC1の電位がハイレベル電位の2分の1(図中の一点鎖線のレベル)にまで降下した時点で、出力信号OUTCの電位はインバータ23の反転動作によりハイレベルとなる。さらに、ゲート電圧制御用回路27の出力端子の電位が測定対象のトランジスタ1の閾値電位以下になると降下速度は著しく小さくなる。例えば図6(b)に示すように、トランジスタ1の閾値電圧値をVx-1 として、ゲート電圧制御用回路27の電源端子の電位をV1 からVx (但し、V1 >V2 >・・・>Vx-1 >Vx である。)に変化した場合には、トランジスタ1の閾値電圧値がVx-1 とVx の間の電圧であるとすると、図7に示すように、ノードNC1における電位の降下速度はVx-1 からVx に変化したときに著しく小さくなる。 Next, by changing the potential level of the output terminal of the gate voltage control circuit 2 to the potential level V1 of an arbitrary output terminal, the charge stored in the column power supply line 11 is changed to the first level of the transistor 1 and the row driver circuit 22. Flows to the ground terminal through the second NMOSFET 22b. At this time, the rate of potential drop at the node NC1 varies depending on the output potential level of the gate voltage control circuit 27. More specifically, when the potential at the output terminal of the gate voltage control circuit 27 is relatively high, the potential drop rate is large, and conversely, the potential at the output terminal of the gate voltage control circuit 27 is relatively high. When it is low, the rate of potential drop is small. After that, when the potential of the node NC1 drops to half of the high level potential (the level of the one-dot chain line in the figure), the potential of the output signal OUTC becomes high level by the inversion operation of the inverter 23. Furthermore, when the potential of the output terminal of the gate voltage control circuit 27 becomes equal to or lower than the threshold potential of the transistor 1 to be measured, the rate of drop is significantly reduced. For example, as shown in FIG. 6B, the threshold voltage value of the transistor 1 is V x−1 , and the potential of the power supply terminal of the gate voltage control circuit 27 is V 1 to V x (where V 1 > V 2 >...> V x-1 > V x ) If the threshold voltage value of the transistor 1 is a voltage between V x-1 and V x , as shown in FIG. In addition, the drop rate of the potential at the node NC1 is significantly reduced when it changes from V x -1 to V x .

従って、ゲート電圧制御用回路27の電源端子の各電位(V1 、V2 、・・・、Vx-1 、Vx )に対して、制御信号SWTの電位をハイレベルに遷移した時点から、出力信OUTCの電位がハイレベルに変化する時間までの各遅延時間(t1 、t2 、・・・、tx-1 、tx )を測定することにより、トランジスタ1の閾値電圧値を見積もることが可能となる。 Therefore, from the time when the potential of the control signal SWT is changed to the high level with respect to each potential (V 1 , V 2 ,..., V x−1 , V x ) of the power supply terminal of the gate voltage control circuit 27. The threshold voltage value of the transistor 1 is determined by measuring each delay time (t 1 , t 2 ,..., T x−1 , t x ) until the potential of the output signal OUTC changes to the high level. It is possible to estimate.

このように、第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を図5のようにマトリックス状に配置して大規模に集積化する場合には、トランジスタ1のゲートとインバータ3との間にゲートに所定の電圧を印加する電圧印加手段として例えばゲート電圧制御用回路27を設けると良い。   As described above, when the transistor characteristic evaluation apparatus according to the third embodiment is arranged in a matrix and integrated on a large scale as shown in FIG. For example, a gate voltage control circuit 27 may be provided as a voltage applying means for applying a predetermined voltage to the gate.

(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図8は本発明の第4の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図8において、図5に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 8 shows a circuit configuration of a transistor characteristic evaluation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG.

第4の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、第2実施形態に係るトランジスタの特性評価装置に、各ユニット回路10に含まれる測定対象であるトランジスタ1の特性評価をそれぞれ同一のロウ電源線12における抵抗値で行なうことができる構成を付加する。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the fourth embodiment is similar to the transistor characteristic evaluation apparatus according to the second embodiment in that the characteristic evaluation of the transistor 1 that is a measurement target included in each unit circuit 10 is the same row power line. The structure which can be performed with the resistance value in 12 is added.

具体的には、図8に示すように、第4の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、各ロウ電源線12の両端に接続された複数のロウドライバ回路22を有している。各ロウドライバ回路22の入力端子は、それぞれロウドライバコントローラ26と接続されている。   Specifically, as illustrated in FIG. 8, the transistor characteristic evaluation apparatus according to the fourth embodiment includes a plurality of row driver circuits 22 connected to both ends of each row power supply line 12. An input terminal of each row driver circuit 22 is connected to a row driver controller 26.

このような構成により、マトリックス状に配置されたいずれのユニット回路10が選択された場合であっても、ロウ電源線12の配線長が同一であるため、各ロウ電源線12の抵抗値も同一となるので、測定対象のトランジスタ1からの電流経路の抵抗値を同一の値に揃えることが可能となり、測定対象のトランジスタ1以外の回路による特性ばらつきの要因を除去することができる。   With such a configuration, even when any unit circuit 10 arranged in a matrix is selected, the row power lines 12 have the same wiring length, and therefore the resistance values of the row power lines 12 are also the same. Therefore, the resistance value of the current path from the transistor 1 to be measured can be made the same value, and the cause of characteristic variation due to circuits other than the transistor 1 to be measured can be eliminated.

(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図9は本発明の第5の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図9において、図5に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 9 shows a circuit configuration of a transistor characteristic evaluation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG.

第5の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、第2の実施形態の構成に、装置内部で生成した内部信号により、ストレス電流を印加できる構成を付加する。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the fifth embodiment adds a configuration capable of applying a stress current to the configuration of the second embodiment by an internal signal generated inside the apparatus.

具体的には、図9に示すように第5の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、カラムアドレスコントローラ17、ロウアドレスコントローラ18、カラムドライバコントローラ25及びロウドライバコントローラ26とそれぞれ接続された自励発振回路28を有している。   Specifically, as shown in FIG. 9, the transistor characteristic evaluation apparatus according to the fifth embodiment is connected to the column address controller 17, the row address controller 18, the column driver controller 25, and the row driver controller 26, respectively. An excitation oscillation circuit 28 is provided.

このような構成により、例えばウェハ状態で行なうバーンイン試験において、外部から制御信号を入力することなく、トランジスタ特性の劣化を加速して発生させるためのストレス電流を印加することが可能となる。   With such a configuration, for example, in a burn-in test performed in a wafer state, it is possible to apply a stress current for accelerating and generating deterioration of transistor characteristics without inputting a control signal from the outside.

(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図10は本発明の第6の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図10において、図5に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 10 shows a circuit configuration of a transistor characteristic evaluation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG.

第6の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、第2の実施形態の構成に、ヒューズ素子を設けることにより物理解析を容易にする構成を付加する。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the sixth embodiment adds a configuration that facilitates physical analysis by providing a fuse element to the configuration of the second embodiment.

具体的には図10に示すように、第6の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、カラムアドレスコントローラ17、ロウアドレスコントローラ18、カラムドライバコントローラ25及びロウドライバコントローラ26と、各ユニット回路10との接続を一意的に決定する複数のヒューズ素子29aを有している。ここで、ヒューズ素子29aの個数は、例えばユニット回路10が2m行2n列の場合にはm+n個である。但し、m及びnはm=nの整数である。 Specifically, as illustrated in FIG. 10, the transistor characteristic evaluation apparatus according to the sixth embodiment includes a column address controller 17, a row address controller 18, a column driver controller 25, a row driver controller 26, and each unit circuit 10. A plurality of fuse elements 29a that uniquely determine connection to the. Here, the number of fuse elements 29a is, for example, m + n when the unit circuit 10 has 2 m rows and 2 n columns. However, m and n are integers of m = n.

複数のヒューズ素子29aの切断箇所の組み合わせにより、固定された制御信号パターンが各コントローラ17、18、25、26に入力される。これにより、電圧端子と接地端子との2端子に電位を与えるだけで、特定のユニット回路10にのみ評価用電流が流れるようになる。その結果、特定のトランジスタの評価を少ない端子で測定ができるため、半導体パラメータアナライザ等による評価が可能となる。   A fixed control signal pattern is input to each of the controllers 17, 18, 25, and 26 depending on the combination of the cut portions of the plurality of fuse elements 29 a. Thereby, only by applying a potential to the two terminals of the voltage terminal and the ground terminal, an evaluation current flows only in the specific unit circuit 10. As a result, since evaluation of a specific transistor can be performed with a small number of terminals, evaluation using a semiconductor parameter analyzer or the like is possible.

このように、第6の実施形態によると、1ウェハ当たり数億個も設けられたトランジスタのなかから不良トランジスタの位置を確実に特定することができる。   As described above, according to the sixth embodiment, it is possible to reliably identify the position of the defective transistor from among the transistors in which hundreds of millions are provided per wafer.

(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図11は本発明の第7の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置の回路構成を示している。図11において、図5に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 11 shows a circuit configuration of a transistor characteristic evaluation apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those shown in FIG.

第7の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置は、測定対象のトランジスタを多重選択可能な構成とする。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to the seventh embodiment has a configuration in which multiple transistors to be measured can be selected.

図11に示すように、例えば、1行1列目のユニット回路10A(図中の左下端部)は、2本のカラム電源線11(1)、11(2)と1本のロウ電源線12(1)とに接続されている。同様に、i行j列目(iは1からmまでの整数であり、jは1からnまでの整数である。)のユニット回路10Aは、2本のカラム電源線11(2i−1)、11(2i)と1本のロウ電源線12(j)とに接続されている。   As shown in FIG. 11, for example, the unit circuit 10A in the first row and the first column (the lower left end in the figure) includes two column power supply lines 11 (1) and 11 (2) and one row power supply line. 12 (1). Similarly, the unit circuit 10A of the i-th row and j-th column (i is an integer from 1 to m, j is an integer from 1 to n) has two column power supply lines 11 (2i-1). , 11 (2i) and one row power supply line 12 (j).

例えば、1行1列目のユニット回路10A(図中の左下端部)については、カラム電源線11(1)には、2つのトランジスタ1a、1cのソースがそれぞれ並列に接続され、各ドレインはロウ電源線12(1)と並列に接続されている。また、カラム電源線11(2)には、2つのトランジスタ1b、1dのソースがそれぞれ並列に接続され、各ドレインはロウ電源線12(1)と並列に接続されている。ロウ電源線12(1)に沿って隣接するトランジスタ1a、1bのゲートは、インバータ3aを介して2入力NAND回路2aと接続されている。また、ロウ電源線12(1)に沿って隣接するトランジスタ1c、1dのゲートは、インバータ3bを介して2入力NAND回路2bと接続されている。2入力NAND回路2aの一方の入力端子はカラムアドレス信号線13(1)と接続され、その他方の入力端子はロウアドレス信号線14(1)と接続されている。また、2入力NAND回路2bの一方の入力端子はカラムアドレス信号線13(1)と接続され、その他方の入力端子はロウアドレス信号線14(2)と接続されている。   For example, for the unit circuit 10A in the first row and the first column (the lower left end in the figure), the sources of the two transistors 1a and 1c are connected in parallel to the column power line 11 (1), and each drain is The row power supply line 12 (1) is connected in parallel. Further, the source of the two transistors 1b and 1d is connected in parallel to the column power supply line 11 (2), and each drain is connected in parallel to the row power supply line 12 (1). The gates of the transistors 1a and 1b adjacent along the row power supply line 12 (1) are connected to the 2-input NAND circuit 2a through the inverter 3a. The gates of the transistors 1c and 1d adjacent along the row power supply line 12 (1) are connected to the 2-input NAND circuit 2b via the inverter 3b. One input terminal of the 2-input NAND circuit 2a is connected to the column address signal line 13 (1), and the other input terminal is connected to the row address signal line 14 (1). One input terminal of the 2-input NAND circuit 2b is connected to the column address signal line 13 (1), and the other input terminal is connected to the row address signal line 14 (2).

従って、1つのユニット回路10Aには、4つのトランジスタ1a、1b、1c、1dと2つの2入力NAND回路2a、2bとインバータ3a、3bとが含まれる。また、ユニット回路10Aは、m行n列に配置される。   Accordingly, one unit circuit 10A includes four transistors 1a, 1b, 1c, and 1d, two two-input NAND circuits 2a and 2b, and inverters 3a and 3b. Unit circuit 10A is arranged in m rows and n columns.

以下、前記のように構成されたトランジスタの特性評価装置に組み込まれたトランジスタの評価方法を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a transistor evaluation method incorporated in the transistor characteristic evaluation apparatus configured as described above will be described with reference to the drawings.

ここでは、1行1列目のユニット回路10Aに対して、電流特性の測定方法について説明する。   Here, a method of measuring current characteristics for the unit circuit 10A in the first row and the first column will be described.

まず、1行1列目のユニット回路10Aに含まれるトランジスタ1a、1b、1c、1dのゲートの電位をロウレベルとした状態で、ロウドライバコントローラ26により、1行目に配置されたユニット回路10Aと接続されたカラムドライバ回路22における第1のロウドライブ信号RDPの電位と第2のロウドライブ信号RDNの電位とを共にハイレベルとして、第2のPMOSFET22aをオフ状態とし、第2のNMOSFET22bをオン状態とする。   First, in the state where the gate potential of the transistors 1a, 1b, 1c, and 1d included in the unit circuit 10A in the first row and the first column is set to the low level, the row driver controller 26 and the unit circuit 10A arranged in the first row In the connected column driver circuit 22, the potential of the first row drive signal RDP and the potential of the second row drive signal RDN are both set to the high level, the second PMOSFET 22a is turned off, and the second NMOSFET 22b is turned on. And

次に、カラムドライバコントローラ25により、1列目に配置されたユニット回路10Aと接続された2つのカラムドライバ回路21A、21Bにおける第1のカラムドライバ信号CDP(A)、CDP(B)の電位と第2のロウドライブ信号CDN(A)、CDN(B)をそれぞれロウレベルとして、第1のPMOSFET21a(A)、PMOSFET21a(B)を共にオン状態とし、第1のNMOSFET21b(A)、NMOSFET21b(B)を共にオフ状態とする。これにより、カラム電源線11(1)、11(2)がハイレベル電位にチャージされる。   Next, the column driver controller 25 determines the potentials of the first column driver signals CDP (A) and CDP (B) in the two column driver circuits 21A and 21B connected to the unit circuit 10A arranged in the first column. The second row drive signals CDN (A) and CDN (B) are set to a low level, both the first PMOSFET 21a (A) and PMOSFET 21a (B) are turned on, and the first NMOSFET 21b (A) and NMOSFET 21b (B) Are turned off. As a result, the column power supply lines 11 (1) and 11 (2) are charged to a high level potential.

次に、オン状態とされた第1の第1のPMOSFET21a(A)、PMOSFET21a(B)を共にオフ状態に戻すことにより、カラム電源線11(1)、11(2)は、ハイレベル電位にチャージした状態で電気的にフローティング状態となる。   Next, the column power supply lines 11 (1) and 11 (2) are set to the high level potential by returning both the first PMOSFET 21a (A) and the PMOSFET 21a (B) which are turned on to the off state. When in a charged state, it is in an electrically floating state.

次に、カラム電源線11(1)、11(2)及びロウ電源線12(1)と接続されている2つの測定対象のトランジスタ1a、1bのみを選択的にオン状態とする。これは、ロウアドレスコントローラ18によりロウアドレス信号線14(1)をハイレベルとし、カラムアドレスコントローラ17によりカラムアドレス信号線13(1)をハイレベルとすることで実現される。その結果、カラム電源線11(1)、11(2)にチャージされていた電荷は、それぞれトランジスタ1a、1b、ロウ電源線12(1)及び第2のNMOSFET22bを通って接地端子に流れる。その後、カラム電源線11(1)、11(2)の各電位が電源電位の2分の1にまで低下した時点で、カラム電源線11(1)、11(2)とそれぞれ接続されたインバータ23A、23Bによって、各出力信号OUTCの電位がロウレベルからハイレベルに反転し、それぞれ出力端子24A、24Bから出力される。   Next, only the two transistors 1a and 1b to be measured connected to the column power supply lines 11 (1) and 11 (2) and the row power supply line 12 (1) are selectively turned on. This is realized by setting the row address signal line 14 (1) to the high level by the row address controller 18 and setting the column address signal line 13 (1) to the high level by the column address controller 17. As a result, the charges charged in the column power supply lines 11 (1) and 11 (2) flow to the ground terminal through the transistors 1a and 1b, the row power supply line 12 (1), and the second NMOSFET 22b, respectively. After that, when each potential of the column power supply lines 11 (1) and 11 (2) is lowered to half of the power supply potential, inverters connected to the column power supply lines 11 (1) and 11 (2), respectively. The potential of each output signal OUTC is inverted from the low level to the high level by 23A and 23B, and is output from the output terminals 24A and 24B, respectively.

そこで、測定対象であるトランジスタ1a、1bがオン状態になってからインバータ23A、23Bが反転するまでの時間をモニタすることにより、測定対象である2つのトランジスタ1a、1bの電流特性を同時に測定することができる。   Therefore, the current characteristics of the two transistors 1a and 1b as the measurement objects are simultaneously measured by monitoring the time from when the transistors 1a and 1b as the measurement objects are turned on until the inverters 23A and 23B are inverted. be able to.

同様に、1行1列目のユニット回路10Aに含まれるトランジスタ1c、1dについては、ロウアドレスコントローラ18によりロウアドレス信号線14(2)をハイレベルとし、カラムアドレスコントローラ17によりカラムアドレス信号線13(1)をハイレベルとして、トランジスタ1c、1dのみを選択的にオン状態とすることにより評価することができる。   Similarly, for the transistors 1c and 1d included in the unit circuit 10A in the first row and the first column, the row address signal line 14 (2) is set to high level by the row address controller 18, and the column address signal line 13 is set by the column address controller 17. Evaluation can be performed by setting (1) to a high level and selectively turning on only the transistors 1c and 1d.

以上説明したように、第6の実施形態によると、1つのユニット回路10Bをアクセスすることにより、2つのトランジスタ1a、1b又はトランジスタ1c、1dに対してそれらの電流特性を同時に測定することができるため、評価時間を半分に削減することができる。   As described above, according to the sixth embodiment, by accessing one unit circuit 10B, the current characteristics of two transistors 1a and 1b or transistors 1c and 1d can be measured simultaneously. Therefore, the evaluation time can be reduced by half.

なお、ここでは、トランジスタのゲートを制御する制御信号線に2つのトランジスタ1a、1b又はトランジスタ1c、1dを接続したが、3つ以上でも良く、その個数は問われない。   Here, the two transistors 1a and 1b or the transistors 1c and 1d are connected to the control signal line for controlling the gate of the transistor. However, the number may be three or more, and the number is not limited.

本発明は、トランジスタが微細化され且つ大規模に集積化された集積回路における被測定トランジスタの特性を確実に且つ短時間で評価とすることが可能となるという効果を有し、製造工程終了後におけるトランジスタの特性評価に用いるトランジスタの評価装置及びその評価方法等として有効である。   The present invention has an effect that characteristics of a transistor to be measured in an integrated circuit in which transistors are miniaturized and integrated on a large scale can be evaluated reliably and in a short time. It is effective as a transistor evaluation apparatus and evaluation method used for transistor characteristic evaluation in

本発明の第1の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a transistor characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention. (a)は本発明の第1の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を構成するユニット回路と該ユニット回路に流れる電流を模式的に示す回路図である。(b)は(a)のユニット回路に含まれるトランジスタの特性を評価するタイミング図である。FIG. 2A is a circuit diagram schematically showing a unit circuit constituting a transistor characteristic evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention and a current flowing through the unit circuit. (B) is a timing chart for evaluating the characteristics of the transistors included in the unit circuit of (a). 本発明の第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を構成するユニット回路と該ユニット回路に流れる電流を模式的に示す回路図である。5 is a circuit diagram schematically showing a unit circuit constituting a transistor characteristic evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention and a current flowing through the unit circuit. FIG. (a)本発明の第2の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を構成するユニット回路に含まれるトランジスタの特性を評価するタイミング図である。(b)は(a)のユニット回路に含まれるトランジスタの特性を個別に選択して電圧電流の特性から評価するタイミング図である。(A) It is a timing diagram which evaluates the characteristic of the transistor contained in the unit circuit which comprises the characteristic evaluation apparatus of the transistor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (B) is a timing chart in which the characteristics of the transistors included in the unit circuit of (a) are individually selected and evaluated from the voltage-current characteristics. 本発明の第2の実施形態に係るマトリックス状に配置されたトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the characteristic evaluation apparatus of the transistor arrange | positioned at the matrix form which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)及び(b)は本発明の第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置のユニット回路を示す模式的な回路である。(A) And (b) is a typical circuit which shows the unit circuit of the transistor characteristic evaluation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を構成するユニット回路に含まれるトランジスタの閾値電圧特性を評価するタイミング図である。It is a timing diagram which evaluates the threshold voltage characteristic of the transistor contained in the unit circuit which comprises the transistor characteristic evaluation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the characteristic evaluation apparatus of the transistor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the characteristic evaluation apparatus of the transistor which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the characteristic evaluation apparatus of the transistor which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態に係るトランジスタの特性評価装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the characteristic evaluation apparatus of the transistor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 従来例に係るトランジスタの特性評価装置を示す模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the transistor characteristic evaluation apparatus which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b、1c、1d 測定対象のトランジスタ
2、2a、2b 2入力NAND回路
3、3a、3b インバータ
10 ユニット回路
10A ユニット回路
11 カラム電源線(列方向配線)
11(1)〜11(2n) カラム電源線
12 ロウ電源線(行方向配線)
12(1)〜12(m) ロウ電源線
13 カラムアドレス信号線
13(1)〜13(n) カラムアドレス信号線
14 ロウアドレス信号線
14(1)〜14(2m) ロウアドレス信号線
15 カラムパッド
151 カラムパッド
15m カラムパッド
16 ロウパッド
161 ロウパッド
16m ロウパッド
17 カラムアドレスコントローラ(列アドレス制御部)
18 ロウアドレスコントローラ(行アドレス制御部)
191 ゲート入力端子パッド
21、21A、21B カラムドライバ回路(第1の回路)
21a、21a(A)、21a(B) 第1のPMOSFET
21b、21b(A)、21b(B) 第1のNMOSFET
22 ロウドライバ回路(第2の回路)
22a 第2のPMOSFET
22b 第2のNMOSFET
23、23A、23B (第1の)インバータ(第1の電圧検出器)
24、24A、24B (第1の)出力端子
25 カラムドライバコントローラ(カラムドライバ制御部)
26 ロウドライバコントローラ(ロウドライバ制御部)
27 ゲート電圧制御用回路
27a PMOSFET
27b NMOSFET
28 自励発振回路
29 ヒューズ回路
29a ヒューズ素子
1, 1a, 1b, 1c, 1d Measurement target transistor 2, 2a, 2b 2-input NAND circuit 3, 3a, 3b Inverter 10 Unit circuit 10A Unit circuit 11 Column power supply line (column direction wiring)
11 (1) to 11 (2n) Column power supply line 12 Row power supply line (row direction wiring)
12 (1) to 12 (m) Row power supply line 13 Column address signal line 13 (1) to 13 (n) Column address signal line 14 Row address signal line 14 (1) to 14 (2 m) Row address signal line 15 Column Pad 151 Column pad 15m Column pad 16 Row pad 161 Row pad 16m Row pad 17 Column address controller (column address control unit)
18 Row address controller (row address controller)
191 Gate input terminal pads 21, 21A, 21B Column driver circuit (first circuit)
21a, 21a (A), 21a (B) First PMOSFET
21b, 21b (A), 21b (B) First NMOSFET
22 Row driver circuit (second circuit)
22a Second PMOSFET
22b Second NMOSFET
23, 23A, 23B (first) inverter (first voltage detector)
24, 24A, 24B (first) output terminal 25 column driver controller (column driver controller)
26 Row Driver Controller (Row Driver Control Unit)
27 Gate Voltage Control Circuit 27a PMOSFET
27b NMOSFET
28 Self-excited oscillation circuit 29 Fuse circuit 29a Fuse element

Claims (19)

トランジスタの特性評価装置であって、
ゲートが信号線と接続され、ソース及びドレインのうち、一方が第1の配線と接続され且つ他方が第2の配線と接続された測定対象であるトランジスタと、
前記第1の配線を電源端子又は接地端子と接続するための第1の回路と、
前記第2の配線を電源端子又は接地端子と接続するための第2の回路とを備え、
前記第1の配線は、電圧検知器を介して出力端子と接続されていることを特徴とするトランジスタの特性評価装置。
A device characteristic evaluation apparatus,
A transistor that is a measurement target, in which a gate is connected to a signal line, and one of a source and a drain is connected to a first wiring and the other is connected to a second wiring;
A first circuit for connecting the first wiring to a power supply terminal or a ground terminal;
A second circuit for connecting the second wiring to a power supply terminal or a ground terminal,
The device for evaluating characteristics of a transistor, wherein the first wiring is connected to an output terminal via a voltage detector.
前記第1の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが前記第1の配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなり、
前記第2の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが前記第2の配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなることを特徴とする請求項1に記載のトランジスタの特性評価装置。
The first circuit includes a pair of transistors connected in series between a power supply terminal and a ground terminal and having a connection node connected to the first wiring and having different conductivity types,
The second circuit includes a pair of transistors connected in series between a power supply terminal and a ground terminal and having a connection node connected to the second wiring and having different conductivity types. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 1.
測定対象である前記トランジスタのゲートに所定の電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランジスタの特性評価装置。   3. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 1, further comprising voltage applying means for applying a predetermined voltage to a gate of the transistor to be measured. 所定の電圧を印加する電圧印加端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが測定対象である前記トランジスタのゲートと接続され、導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなる回路をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランジスタの特性評価装置。   A circuit composed of a pair of transistors that are connected in series between a voltage application terminal for applying a predetermined voltage and a ground terminal, and whose connection node is connected to the gate of the transistor to be measured, and having different conductivity types The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 1, further comprising: トランジスタの特性評価装置であって、
それぞれがマトリックス状に配置されており、ゲートがNAND回路の出力端子と接続され、ソース及びドレインのうち、一方が第1の配線と接続され且つ他方が第2の配線と接続された測定対象であるトランジスタを含む複数のユニット回路を備え、
前記複数のユニット回路のうち同一の行に属するユニット回路に含まれる前記トランジスタと接続された前記第2の配線は1本の行方向配線であり、
前記同一の行に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路の一の入力端子は行アドレス制御部と接続され、
前記複数のユニット回路のうち同一の列に属するユニット回路に含まれる前記トランジスタと接続された前記第1の配線は列方向配線であり、
前記同一の列に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路の他の入力端子は列アドレス制御部と接続されていることを特徴とするトランジスタの特性評価装置。
A device characteristic evaluation apparatus,
Each is arranged in a matrix, the gate is connected to the output terminal of the NAND circuit, and one of the source and drain is connected to the first wiring and the other is connected to the second wiring. A plurality of unit circuits including a transistor are provided.
The second wiring connected to the transistor included in a unit circuit belonging to the same row among the plurality of unit circuits is one row-directional wiring,
One input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same row is connected to a row address control unit,
The first wiring connected to the transistors included in the unit circuits belonging to the same column among the plurality of unit circuits is a column-direction wiring;
The other input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same column is connected to a column address control unit.
トランジスタの特性評価装置であって、それぞれがマトリックス状に配置されており、ゲートがNAND回路の出力端子と接続され、ソース及びドレインの一方が第1の配線と接続され他方が第2の配線と接続された複数の被測定トランジスタを含む複数のユニット回路を備え、
前記複数のユニット回路のうち同一の行に属するユニット回路に含まれる前記複数の被測定トランジスタと接続された前記第2の配線は1本の行方向配線であり、
前記同一の行に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路のーの入力端子は行アドレス制御部と接続され、
前記複数のユニット回路のうち同一の列に属するユニット回路に含まれる前記複数のトランジスタと接続された前記各第1の配線は列方向配線であり、
前記同一の列に属するユニット回路に含まれる前記NAND回路の他の入力端子は列アドレス制御部と接続されていることを特徴とするトランジスタの特性評価装置。
A device for evaluating transistor characteristics, each arranged in a matrix, having a gate connected to an output terminal of a NAND circuit, one of a source and a drain connected to a first wiring, and the other connected to a second wiring A plurality of unit circuits including a plurality of transistors to be measured connected,
The second wiring connected to the plurality of transistors under measurement included in a unit circuit belonging to the same row among the plurality of unit circuits is one row-direction wiring,
The negative input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same row is connected to a row address control unit,
Each of the first wirings connected to the plurality of transistors included in a unit circuit belonging to the same column among the plurality of unit circuits is a column direction wiring;
The other input terminal of the NAND circuit included in the unit circuit belonging to the same column is connected to a column address control unit.
前記第1の配線を電源端子又は接地端子と接続するための複数の第1の回路と、
前記第2の配線を電源端子又は接地端子と接続するための複数の第2の回路と、
前記第1の回路に含まれる1対のトランジスタの各ゲートに制御信号を出力する列ドライバ制御部と、
前記第2の回路に含まれる1対のトランジスタの各ゲートに制御信号を出力する行ドライバ制御部とをさらに備え、
前記各列方向配線は、それぞれ電圧検知器を介して出力端子と接続されていることを特徴とする請求項5又は6に記載のトランジスタの特性評価装置。
A plurality of first circuits for connecting the first wiring to a power supply terminal or a ground terminal;
A plurality of second circuits for connecting the second wiring to a power supply terminal or a ground terminal;
A column driver controller that outputs a control signal to each gate of a pair of transistors included in the first circuit;
A row driver controller that outputs a control signal to each gate of a pair of transistors included in the second circuit;
7. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 5, wherein each of the column-direction wirings is connected to an output terminal via a voltage detector.
前記第1の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが前記各列方向配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなり、
前記第2の回路は、電源端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが前記各行方向配線と接続され導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなることを特徴とする請求項7に記載のトランジスタの特性評価装置。
The first circuit includes a pair of transistors that are connected in series between a power supply terminal and a ground terminal and whose connection nodes are connected to the column-direction wirings and have different conductivity types.
The second circuit includes a pair of transistors that are connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and whose connection nodes are connected to the row-direction wirings and have different conductivity types. Item 8. The transistor characteristic evaluation apparatus according to Item 7.
前記第2の回路は、前記各行方向配線の一の端子及び他の端子に接続されていることを特徴とする請求項7又は8に記載のトランジスタの特性評価装置。   9. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 7, wherein the second circuit is connected to one terminal and another terminal of each row direction wiring. 測定対象である前記トランジスタのゲートに所定の電圧を印加する電圧印加手段をさらに備えていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のトランジスタの特性評価装置。   The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 7, further comprising a voltage applying unit that applies a predetermined voltage to a gate of the transistor to be measured. 所定の電圧を印加する電圧印加端子と接地端子との間に直列に接続されると共にその接続ノードが測定対象の前記トランジスタのゲートと接続され、導電型が互いに異なる1対のトランジスタからなる回路をさらに備えていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のトランジスタの特性評価装置。   A circuit composed of a pair of transistors that are connected in series between a voltage application terminal for applying a predetermined voltage and a ground terminal, and whose connection node is connected to the gate of the transistor to be measured, and having different conductivity types. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 7, further comprising: 前記行アドレス制御部、列アドレス制御部、行ドライバ制御部及び列ドライバ制御部に制御信号をそれぞれ出力する自動発振回路をさらに備えていることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載のトランジスタの特性評価装置。   The automatic oscillation circuit that outputs control signals to the row address control unit, the column address control unit, the row driver control unit, and the column driver control unit, respectively, is further provided. The transistor characteristic evaluation apparatus described in 1. 前記複数のユニット回路のうち、特定のユニット回路を選択して駆動可能とする少なくとも1つのヒューズ素子をさらに備えていることを特徴とする請求項5〜11のいずれか1項に記載のトランジスタの特性評価装置。   12. The transistor according to claim 5, further comprising at least one fuse element capable of selecting and driving a specific unit circuit among the plurality of unit circuits. Characteristic evaluation device. 前記電圧検知器は、インバータ又は差動増幅器であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランジスタの特性評価装置。   3. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 1, wherein the voltage detector is an inverter or a differential amplifier. 前記電圧検知器は、インバータ又は差動増幅器であることを特徴とする請求項7に記載のトランジスタの特性評価装置。   8. The transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 7, wherein the voltage detector is an inverter or a differential amplifier. 請求項1又は2に記載のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法であって、
前記第1の配線を前記第1の回路によって電源端子に接続することにより、前記第1の配線に電荷を充電する工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、前記第2の配線を前記第2の回路によって接地端子に接続した状態で、前記第1の配線に蓄積された電荷を測定対象である前記トランジスタ及び前記第2の配線を経由して放電させる工程と、
前記第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる前記第1の配線の電位の変化によって前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間に基づいて、測定対象である前記トランジスタの電流特性を評価する工程とを備えていることを特徴とするトランジスタの評価方法。
A transistor evaluation method using the transistor characteristic evaluation device according to claim 1 or 2,
Charging the first wiring by connecting the first wiring to a power supply terminal by the first circuit;
After changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. Discharging through the target transistor and the second wiring;
Based on the time until the output of the voltage detector is inverted due to a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring, the current of the transistor to be measured And a step of evaluating characteristics. A transistor evaluation method comprising:
請求項3又は4に記載のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法であって、
前記第1の配線を前記第1の回路によって電源端子に接続することにより、前記第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、前記第2の配線を前記第2の回路によって接地端子に接続した状態で、前記第1の配線に蓄積された電荷を測定対象である前記トランジスタ及び前記第2の配線を経由して放電させる第2の工程と、
前記第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる前記第1の配線の電位の変化によって前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら前記第1の工程から前記第3の工程までを順次繰り返した後、前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、前記ゲート電圧と前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間との関係から測定対象である前記トランジスタの閾値電圧値を求める工程とを備えていることを特徴とするトランジスタの評価方法。
A transistor evaluation method using the transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 3 or 4,
A first step of charging the first wiring by connecting the first wiring to a power supply terminal by the first circuit;
After changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. A second step of discharging through the target transistor and the second wiring;
A third step of obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted by a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring;
The output of the voltage detector is inverted after sequentially repeating the first step to the third step while inputting a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range to the gate of the transistor to be measured. And calculating the threshold voltage value of the transistor to be measured from the relationship between the gate voltage and the time until the output of the voltage detector is inverted. A characteristic transistor evaluation method.
請求項5〜9のいずれか1項に記載のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法であって、マトリックス状に配置された測定対象である前記トランジスタを含む複数のユニット回路を個別に選択し、
前記第1の配線を前記第1の回路によって電源端子に接続することにより、前記第1の配線に電荷を充電する工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、前記第2の配線を前記第2の回路によって接地端子に接続した状態で、前記第1の配線に蓄積された電荷を測定対象である前記トランジスタ及び前記第2の配線を経由して放電させる工程と、
前記第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる前記第1の配線の電位の変化によって前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める工程を前記複数のユニット回路にそれぞれ含まれる前記トランジスタについて行なうことにより、前記複数のトランジスタの電流特性のばらつきを評価することを特徴とするトランジスタの評価方法。
A transistor evaluation method using the transistor characteristic evaluation device according to claim 5, wherein a plurality of unit circuits including the transistors to be measured arranged in a matrix are individually provided. Selected,
Charging the first wiring by connecting the first wiring to a power supply terminal by the first circuit;
After changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. Discharging through the target transistor and the second wiring;
Each of the plurality of unit circuits includes a step of obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted due to a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring. The transistor evaluation method is characterized in that a variation in current characteristics of the plurality of transistors is evaluated by performing on the transistor.
請求項10又は11に記載のトランジスタの特性評価装置を用いたトランジスタの評価方法であって、マトリックス状に配置された測定対象である前記トランジスタを含む複数の前記ユニット回路を個別に選択し、
前記第1の配線を前記第1の回路によって電源端子に接続することにより、前記第1の配線に電荷を充電する第1の工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートを所定の電圧に変化させた後に、前記第2の配線を前記第2の回路によって接地端子に接続した状態で、前記第1の配線に蓄積された電荷を測定対象である前記トランジスタ及び前記第2の配線を経由して放電させる第2の工程と、
前記第1の配線に蓄積された電荷が放電されることによる前記第1の配線の電位の変化によって前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間を求める第3の工程と、
測定対象である前記トランジスタのゲートに所定の電圧範囲内で互いに異なる複数の電圧を入力しながら前記第1の工程から前記第3の工程までを順次繰り返した後、前記電圧検知器の出力が反転するまでの時間を繰り返すごとに求め、前記ゲート電圧と電圧検知器の出力が反転するまでの時間との関係から測定対象である前記トランジスタの閾値電圧値を求める工程を、前記複数のユニット回路にそれぞれ含まれる前記トランジスタについて行なうことにより、前記複数のトランジスタの閾値電圧値のばらつきを評価することを特徴とするトランジスタの評価方法。
A transistor evaluation method using the transistor characteristic evaluation apparatus according to claim 10 or 11, wherein a plurality of unit circuits including the transistors to be measured arranged in a matrix are individually selected,
A first step of charging the first wiring by connecting the first wiring to a power supply terminal by the first circuit;
After changing the gate of the transistor to be measured to a predetermined voltage, the charge accumulated in the first wiring is measured in a state where the second wiring is connected to the ground terminal by the second circuit. A second step of discharging through the target transistor and the second wiring;
A third step of obtaining a time until the output of the voltage detector is inverted by a change in the potential of the first wiring due to the discharge of the charge accumulated in the first wiring;
The output of the voltage detector is inverted after sequentially repeating the first step to the third step while inputting a plurality of voltages different from each other within a predetermined voltage range to the gate of the transistor to be measured. Obtaining the threshold voltage value of the transistor to be measured from the relationship between the gate voltage and the time until the output of the voltage detector is inverted, for each of the unit circuits. A method for evaluating a transistor, characterized by evaluating variations in threshold voltage values of the plurality of transistors by performing each of the transistors included therein.
JP2004305244A 2004-10-20 2004-10-20 Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same Pending JP2006118910A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004305244A JP2006118910A (en) 2004-10-20 2004-10-20 Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004305244A JP2006118910A (en) 2004-10-20 2004-10-20 Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006118910A true JP2006118910A (en) 2006-05-11

Family

ID=36536944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004305244A Pending JP2006118910A (en) 2004-10-20 2004-10-20 Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006118910A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9046573B1 (en) Addressable test arrays for characterizing integrated circuit device parameters
US7812595B2 (en) Electronic device identifying method
US7863925B2 (en) Test circuit, wafer, measuring apparatus, and measuring method
US10012687B2 (en) Methods, apparatus and system for TDDB testing
JP3304355B2 (en) Test equipment
US7345935B2 (en) Semiconductor wafer and method for testing ferroelectric memory device
JP3726711B2 (en) Semiconductor device
US7085658B2 (en) Method and apparatus for rapid inline measurement of parameter spreads and defects in integrated circuit chips
US6404219B1 (en) Burn-in test method for a semiconductor chip and burn-in test apparatus therefor
Karmani et al. Design and test challenges in Nano-scale analog and mixed CMOS technology
JP6570625B2 (en) In-die transistor characteristics evaluation with IC
US7701242B2 (en) Method and apparatus for array-based electrical device characterization
US7679394B2 (en) Power supply noise resistance testing circuit and power supply noise resistance testing method
JP4773078B2 (en) Power supply voltage measuring apparatus and method
US8461858B1 (en) Adjustable power supply sag and bounce generator
CN115565900A (en) Test circuit and operation method thereof
JP2006118910A (en) Evaluation device for transistor, and evaluation method for transistor using the same
US6927594B2 (en) Evaluation device for evaluating semiconductor device
US20080088333A1 (en) Semiconductor device and test method thereof
US7844874B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and inspection method therefor
WO2007072398A2 (en) Method of evaluating a delay of an input/output circuit and corresponding device
JP2765508B2 (en) Semiconductor integrated circuit and test method thereof
TWI830414B (en) Evaluation circuit, semiconductor device and evaluation method
JPWO2008069025A1 (en) Semiconductor device
KR101652648B1 (en) Inspection apparatus, inspection system, inspection method of semiconductor devices, and manufacturing method of inspected semiconductor devices