JP2007502413A

JP2007502413A - 自己加熱バーンイン

Info

Publication number: JP2007502413A
Application number: JP2006523241A
Authority: JP
Inventors: ノリス，ジェフリー; シルヴェリア，リチャード
Original assignee: インテルコーポレイション
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US7279703B2; CN100565232C; TWI251677B; EP1660898A2; KR20060037443A; TW200513655A; KR100865190B1; WO2005019848A2; WO2005019848A3; CN1867834A; US20050036352A1

Abstract

自己加熱バーンイン用の方法及び装置を開示している。一実施例では、半導体デバイスは、複数のゲートと、複数のクロック信号からクロック信号を選択して、選択クロック信号に応じて複数のゲートをトグルさせて、バーンインを行うよう内部的に熱を発生させるマルチプレクサと、内部温度を監視する熱検知回路とを含む。

Description

本発明は、半導体技術に関し、特に、半導体デバイスのバーンインに関する。

半導体デバイスのバーンインは、電圧、温度及び時間の種々の組み合わせを用いて半導体デバイスの信頼性を長期化させるということである。バーンインは、時間に関連付けて、半導体デバイスの種々の品質レベルを予測するものである。半導体製造業者は通常、バーンインを用いて、半導体デバイスの寿命を推定する。更に、バーンインは、経時的に半導体デバイスにおける欠陥の数及び/又はタイプを推定するうえでの品質尺度でもある。バーンインは、初期不良の先まで装置の信頼性を長期化させるのにも用いる。初期不良は、デバイスの寿命の初期段階のものである。寿命が短いデバイスは通常、その寿命の早い段階に、初期不良の段階中に故障する。デバイスは、この初期寿命段階を過ぎると、長い年数にわたって更に機能する可能性が高くなる。

デバイスは通常、バーンインを行うために、バーンイン・ボード（BIB）上のソケット内に装填される。BIBは、バーンインを受けるデバイス全てについての信号トレースを保持し、ルーティングするのに用いる。BIBは通常、複数のデバイスを収容するよういくつかのソケットを有する。デバイスは、BIB上のソケット内に挿入され、それは、バーンインを行うようオーブン内に移される。

バーンイン中にデバイス・スティミュラスを供給し、デバイスを監視するドライバは、オーブンの裏面に搭載され、BIBがオーブン内に装填された後にBIBに結合される。ドライバの例は、ユニバーサル・バーンイン・ドライバ（UBID）である。バーンインの前には、オーブン温度を所望のレベルに上昇させ、それは約25分間を要する。バーンイン中には、ドライバからのデバイス・スティミュラスは、デバイス内のできるだけ多くのゲートをトグルさせる。バーンイン後には、オーブンを冷却させ、それは更に約25分間を要し、その後、操作者は、BIBをオーブンから安全に取り除くことができる。

現在、チップセット・デバイスのバーンインは、高価な旧世代の、クライテリア18のオーブンを用いて、デバイスの接合温度を制御する。クライテリア18のオーブンの温度範囲は限定される。クライテリア18のオーブンの温度範囲の下限未満の温度でチップセット・デバイスのバーンインを行うために、高価なヒートシンクを、BIB上の、各チップセット・デバイスを備えるソケット上に取り付けて、個々のデバイスの温度を所望のバーンイン温度に下げる。更に、クライテリア18のオーブンは、安定的なものであるには、高い周囲温度で動作しなければならない。したがって、検査フロアの内部温度を常に監視しなければならない。

オーブン及びドライバを制御するために、現行技術は、外部コンピュータ・システムを用いる。コンピュータ・システムは、1つ又は複数のバーンイン・パターンをドライバ内に、バーンイン前にロードする。上記パターンをロードするのには通常20分から25分かかる。バーンイン中には、ドライバは、デバイスを制御して種々の検査を実行するよう上記パターンを用いる。

本発明は、以下の詳細な説明と、添付図面とから、更に全面的に分かるものであるが、しかし、それらは、本特許請求の範囲を、本願に示す特定の実施例に限定するよう解されないこととするものである一方、説明及び理解のためのものであるに過ぎない。
［発明を実施するための最良の形態］

図1Aは、自己加熱バーンインを実行する一実施例を示す。デバイス101は、バーンイン中に熱を発生させ、内部接合温度を調節するよう、熱センサと、種々の回路とを含む。こうした回路は、デザイン・フォー・テスト(DFT)とも呼ばれている。図１Aを参照すれば、デバイス101がバーンイン・ボード(BIB)103上に装填される。BIB103は更に、バーンインを行うよう、ドッキング・ステーション105内に装填される。一実施例では、位相シフト・クロック信号と、検査モード投入シーケンスでの信号とをデバイス101に備えてデバイス101にバーンインを実行開始させるよう、ドライバ・カード104をBIB103上に搭載する。

熱を発生させる以外に、一実施例では、デバイスは、バーンイン中に種々の検査を実行するよう状態マシンを含んでいる。その結果、オーブン及びドライバを制御する外部コンピュータ・システムはもう必要でない。更に、バーンイン・パターンをドライバにロードすることももう必要でない。外部コンピュータ・システム及びドライバをなくすことによって、バーンインの時間及び費用が節減される。

デバイスがバーンイン中に熱を発生させることを可能にすることによって、オーブンがなくなるようになり、よって、費用及び時間を節減するうえでの絶好の機会がもたらされる。まず、オーブンをなくすことによって、オーブンを購入し、維持するうえでの費用が節減される。更に、バーンイン時間が削減されるが、それは、バーンイン前にオーブンを予熱することや、バーンイン後にオーブンを冷却することがもう必要でないからである。検査時間の削減に加えて、工場内でバーンインを実施するうえでの手順が、オーブンをなくすことによって単純化される。更に、かさばるオーブンを取り除くことによって、工場の空間も節減して、同時にバーンインを受けるデバイスを増やすことが可能になる。

更に、デバイスは、内部の、ダイ上の回路による過熱がないようにするうえでヒートシンクをもう必要とせず、それによって、オーブンが置き換えられ、よって、バーンイン費用を更に削減する。ダイ上温度の調節の別の利点は、各デバイスが他のデバイスと無関係にそれ自身の内部温度を調節するので、バーンインに影響を与える、デバイス間の、プロセスのばらつきがないようにするというものである。

本願の技術及び概念を例証するために、ドッキング・ステーション、DFTを備えるデバイス、及びドライバ・カードの、種々の実施例を以下に更に詳細に説明する。以下の記載では、数多くの特定の詳細を記載する。しかし、本発明の実施例を、こうした特定の詳細なしで実施し得るということが分かる。他の場合には、本明細書を分かりにくくしないように、周知の回路、構造及び手法は詳細に示していない。

ドッキング・ステーション
図１Bは、ドッキング・ステーション100の実施例を示す。ドッキング・ステーション100は、電源ラック110と、カート120と、1つ又は複数の排気ファン140と、サーモスタット150とを含む。一実施例では、電源ラック110は、いくつかの電圧源を収容して、バーンイン中にデバイスに電圧（例えば、Vcc）を供給する。供給電圧は、別々の実施例において異なる(例えば、2.85V、5.00V等。)。デバイスを備えるBIB（図示せず）はカート120内に装填される。一実施例では、カート120は、操作性の観点から、移動可能なカートとしている。一実施例では、カート120内のBIBをハウジング130内のバスバー・バックプレーンを介して電源に結合させることができるようにカート120をハウジング130及び/又は電源ラック110に着脱自在に留める。ハウジング130内のケーブルは、電力をBIBに配電する。

図1Bを参照すれば、排気ファン140はハウジング130に取り付けられている。一実施例では、ハウジング130は、ドッキング・ステーション100の温度を監視するようサーモスタット150を含んでいる。一実施例では、サーモスタット150は、サーモカップルを含む。別の実施例では、サーモスタットは、抵抗性熱デバイス（RTD）を含む。ドッキング・ステーションの温度が所定のトリップ・ポイントを超えると、1つ又は複数の排気ファン140がオンにされてステーション100を冷却することになる。一実施例では、小型ファンは、BIBの全てにわたって小量の空気を放出するよう常にオン状態にされる。予めプログラムされるトリップ・ポイントを温度が超える場合、ステーション100の温度がトリップ・ポイント未満に冷却されるまで、1つ又は複数の大型ファンがオン状態にされる。一実施例では、ドッキング・ステーション100の周囲温度は、35℃未満に維持される。他の実施例では、ドッキング・ステーションは、バーンインを受けるデバイスの仕様によって、別の温度未満に維持し得る。

図2は、BIB200の一実施例を示す。BIB200は、3つのドライバ・カード210と、15個のソケット220と、6つの電源タブ230と、15個の発光ダイオード(LED)とを含む。デバイスのバーンインを行うために、ソケット220のうちの１つにデバイスが搭載される。一実施例では、３つのドライバ・カード210を、BIB200上に搭載して、検査モード投入シーケンスでの信号と、クロック信号とをバーンイン中のデバイスに供給する。電源タブ230は、ドッキング・ステーション100のハウジング130及び/又は電源ラック110にしっかり留められるカート120内にBIB200が装填される場合にバスバー電源クリップ（図示せず）に結合される。一実施例では、BIB200は、ソケット220毎にLED240を含む。ソケット220においてバーンインを受けるデバイスは、デバイスが正常に実行している場合にLED240が点滅するようにLED240を駆動させる。デバイスに関する更なる詳細は、以下に備える。

図3は、バスバー311及びバスバー313の対の一実施例を示す。一実施例では、バスバー310を、ドッキング・ステーションの主要構造体フレームに差し渡して溶接してある2本の棒鋼上に搭載している。一実施例では、ロッドは、厚さ2.5cm×5cm×0.3125cmの方形鋼管である。バスバーと棒鋼との間には、絶縁体が搭載される。一実施例では、絶縁体は、テフロン（登録商標）(Teflon)社によるカスタムメードのものである。

バスバーは、いくつかのBIB350を支持する。バスバーは、12乃至48個のBIBを支持するよう構成し得る。一実施例では、バスバーは、5cm×1.875cmの中実アルミ棒でできている。しかし、別の実施例が、異なる材料及び/又は寸法でできているフレーム及び/又はバスバーを含み得る。図3を参照すれば、バスバー311及び313は、接地バスバー311及び電源バスパー313を含む。電源ケーブル接続点を、各バスバーの一方端部に備える。接地バスバー311のケーブル接続点315が接地バスバー311の最下部近くにある一方、電源360のケーブル接続点317は、電源バスバー313の最上部近くにある。一実施例では、電源300からの最高1000アンプの電流がバスバーの端から端まで流れ、バスバーは抵抗としてモデリングされる。バスバー311及び313の対向端部でケーブルを結合することによって、各BIBに存在する絶対電圧の整合性は高まる。別の実施例では、何れのケーブルも同じ端部の近くでバスバーに接続され、したがって、ケーブル接続点に最も近いBIBの両端間の電圧は、ケーブル接続点に最も遠いBIBの両端間の電圧よりも高くなる。

バスバーの積塵及び短絡がないようにするために、バスバー構造は、一実施例では、シールドで覆われている。一実施例では、シールドは、BIBの挿入を可能にするスロットを備えるプラスチック・シートである。しかし、シールドが何れかの非導電材料でできているものであり得るということは分かるものである。一実施例では、各バスバー群間の開口部によって、熱気がBIBの端から端まで吸い出され、ドッキング・ステーションのハウジングの最上部を通って排出されることが可能になる。

半導体デバイスにおけるDFT
図4Aは、半導体デバイス400の一実施例を示す。半導体デバイス400は、プロセッサ、メモリ・コントローラ・ハブ、メモリ、グラフィックス・チップ等を備え得る。図4Aを参照すれば、デバイス400は、熱センサ401と、クロックの生成及び選択のブロック403と、コア・ロジック405と、状態マシン407とを含む。熱センサ401は、デバイスの内部温度を検出する。内部温度に基づいて、熱センサ401は、1つ又は複数の信号をクロックの生成及び選択のブロック403に送って、適切な周波数でクロック信号を選択する。コア・ロジック405は、選択されるクロック信号を受信し、選択されるクロック信号の周波数で動作する。状態マシン407は、バーンイン中にコア・ロジック405を制御して、種々の検査モードを実行する。

図4Bは、デバイス内の、自己加熱バーンインのダイ上温度制御の回路の一実施例を示す。一実施例では、回路は、半導体デバイスにおけるDFTの一部である。自己加熱バーンインのダイ上温度制御回路は、排他的OR（XOR）ゲート420と、マルチプレクサ430と、ANDゲート440と、いくつかのヒューズ451と、ダイ上の熱センサ453とを含む。XORゲート420は、２つの位相シフト・クロック信号を外部ドライバ410から受信する。一実施例では、クロック信号は、10MHzクロック信号412と、このクロック信号412に対する位相シフトが90°の10MHzクロック信号414とを含む。目標のバーンイン温度及びバーンイン時間によって、種々の周波数でのクロック信号を他の実施例に用いることができる。

２つの位相シフト・クロック信号412及び414を用いて、XORゲート420は、入力クロック信号412及び414の周波数の2倍の周波数のクロック信号422を出力する。例えば、一実施例では、入力クロック信号412及び414が、10MHzであり、位相シフトが90°である場合、XORゲート420からの出力クロック信号422は20MHzである。クロック信号422もクロック信号414も、マルチプレクサ430に入力される。マルチプレクサ430は、ダイ上熱センサ・ブロック453からの信号455に応じて２つの入力クロック信号414及び422からクロック信号を選択する。別の実施例では、異なる周波数での3つ以上のクロック信号が、デバイスがそれらから選択するよう、マルチプレクサ430に入力される。

一実施例では、熱センサ453に結合されるプログラム可能なヒューズ451が5個存在する。ヒューズ451は、種々の温度レベルにプログラム可能である。ヒューズ451を、半導体デバイスのウェーハ・レベル・ソート検査中にプログラムして目標バーンイン温度を設定し得る。一実施例では、目標バーンイン温度は91℃である。しかし、例えば、当該プロセス、バーンイン時間などの各種要因によって、目標バーンイン温度が種々の実施例において変わるということが分かるものである。更に、デバイスは、2つ以上の温度レベルでプログラムされるヒューズを更に含み得る。

一実施例では、ヒューズ451は、プログラムされた目標バーンイン温度を熱センサ453に備える。熱センサ453は、デバイスの内部温度を検知し、その温度を、プログラムされた目標バーンイン温度と比較する。この比較に応じて、熱センサ453は、いくつかの出力信号を生成する。一実施例では、出力信号は、当該温度が目標温度を超えているか否かを示す、「過高温」としても表す信号455を含む。一実施例では、熱センサ453は、温度が目標温度を特定量、超える場合にトリップするバックアップ信号457を更に生成する。一実施例では、信号457は、目標温度を内部温度が12℃以上上回る場合にトリップする。信号457は、「破壊的」としても表し得る。熱センサ453は更なる出力信号を生成して、ダイの実際温度と、ヒューズ451からの、プログラムされた温度との比較に基づいて種々の温度レベルを示すことができるということが当業者に分かる。

一実施例では、「過高温」としても知られる信号455をマルチプレクサ430に備えてクロック信号を選択する。内部温度が目標温度未満である場合、デバイスは、内部温度を目標温度に上げるために、より高い周波数で動作してより多くの熱を発生させなければならない。同様に、内部温度が目標温度を超える場合、デバイスは、発生させる熱量を低減させるよう、より低い周波数で動作しなければならない。例えば、一実施例では、マルチプレクサ430は、ダイ温度が目標温度を超えるということを信号455が示す場合に10MHzクロック信号414を選択し、上記でないということを信号455が示す場合に20MHzクロック信号422を選択する。マルチプレクサ430からの選択クロック信号432と、熱センサ453からの他方の出力信号457は、ANDゲート440に入力される。

個々のデバイス各々の内部温度に基づいてクロック周波数を調節することによって、内部温度は、同時にバーンインを受けている他のデバイスとは無関係に、実質的に一定であるように維持される。同様に、デバイスの平均電力も、実質的に一定であるように維持される。図４Cは、例示的なデバイスにおいて測定されるデバイス温度及び電力消費を示す。平均デバイス温度は、実質的に、約92.5℃である目標温度であり、平均電力は約5.12ワットである。デバイス周波数が高いほど、生成される電力は大きくなる。例えば、図4Cを参照すれば、デバイス電力は、デバイスが491にて10MHzで動作する場合、約4.2ワットである。デバイス電力は、デバイスが492にて20MHzで動作する場合、約5.5ワットである。測定値はここでは、単に例証する目的で備える。別々の実施例は、種々のデバイスの温度及び電力消費を有する。

一実施例では、ゲート440は、選択クロック信号432を、信号457が「1」である場合に通過させる。信号457が「0」である場合、ゲート440は、クロック信号432を遮断し、事実上デバイスを遮断してデバイスが冷却することが可能になる。デバイスが、予めプログラムされる「破壊的」設定点未満まで冷却し始めると、熱センサは、信号457を「1」にして、ゲート440がクロック信号432を通過させることを可能にする。デバイスはよって、クロック信号432を用いてもう一度動作し始める。ゲート440の出力442は事実上、デバイスのコア・ロジック（図示せず）の内部温度感応性可変速度クロック信号である。

図5は、デバイスにおける熱センサの一実施例を示す。熱センサ520は、ヒューズ・ブロック510に結合される。ヒューズ・ブロック510は、バイパス・レジスタ511と、いくつかの最大接合温度(Tjmax)トリム・ヒューズ513と、いくつかのバーンイン・トリム・ヒューズ515と、２つのマルチプレクサ517及び519とを含む。ヒューズ・ブロック510は信号505を受信し、この信号は、デバイスが自己加熱バーンイン・モードにあるか否かを示す。一実施例では、信号505は、ドライバ・カード（図示せず）から所定の順序で1つ又は複数の入力信号を受信するとデバイスの検査モード・ロジック（図示せず）によって生成される。ドライバ・カードは、以下に更に詳細に記載することとする。

一実施例では、ヒューズ513及びヒューズ515の2群の各々は、5個のヒューズを含む。しかし、他の実施例が異なる数のヒューズを含み得るということが当業者には分かるものである。各群を、特定の温度設定点にプログラムすることができる。バーンイン・トリム・ヒューズの温度設定点は、目標バーンイン温度である。例えば、一実施例では、バーンイン・トリム・ヒューズ515が91℃にプログラムされる。マルチプレクサ517は、デバイスがバーンイン・モードにあるということを信号505が示す場合にバーンイン・トリム・ヒューズ515を選択する。さもなければ、マルチプレクサ517はTjmaxトリム・ヒューズ513を選択する。選択温度設定点は、マルチプレクサ519に入力される。一実施例では、検査モード・ロジックからの信号505は、デバイスがバーンイン・モードにある場合にマルチプレクサ519がマルチプレクサ517の出力を選択するようにマルチプレクサ519も制御する。さもなければ、マルチプレクサ519はバイパス・レジスタ511の内容を選択する。マルチプレクサ519の出力は、熱センサ520に入力される。

熱センサ520は、ダイ温度を検知し、マルチプレクサ519からの選択温度設定点とダイ温度を比較する。この比較に基づいて、熱センサ520は、一実施例では、2つの信号522及び524を生成する。「過高温」としても知られる信号522は、マルチプレクサ519からの選択設定点をダイ温度が超えるということを示す。「破壊的」としても知られる信号524は、ダイ温度が選択設定点を特定量以上上回るということを示す。例えば、一実施例では、信号524は、ダイ温度がバーンイン設定点を12℃以上上回るということを示す。一実施例では、信号522及び524を、図4Bに示すマルチプレクサ430及びゲート440に転送して、適切な周波数のクロック信号を選択する。

図6を参照すれば、一実施例では、（図5に示す）熱センサ520からの信号622及び624は、２つのゲート632及び634の各々を介してルーティングされる。一実施例では、ゲート632及び634の出力を、クロックの生成及び選択のブロック（図示せず）に転送して、ダイ温度に基づいて適切な周波数のクロック信号を選択する。一実施例では、ゲート632及び634は、デバイスが自己加熱バーンイン・モードにあるか否かを示す入力信号630を受信する。一実施例では、デバイスが自己加熱バーンイン・モードにない場合に信号630が0であり、よって、信号622及び624の値に係わらず、ゲート632及び634の出力を強制的に0にする。さもなければ、ゲート632とゲート634との各々を信号622及び624が通過することを可能にするよう、信号630は1である。

一実施例では、デバイスは、図7に示すデバイス・モニタ・ブロックを含む。デバイスの検査モード・ロジック（図示せず）からの信号710が、デバイス・モニタ・ブロック700におけるマルチプレクサ720に入力される。信号710は、デバイスが自己加熱バーンイン・モードにあるか否かを示す。一実施例では、「1」に設定される信号、すなわちLBIST731はトグル・フリップフロップ730に入力される。トグル・フリップフロップ730の出力は、伝統的なモニタがオン状態にあるか否かを示す信号740とともにマルチプレクサ720に入力される。信号710に応じて、マルチプレクサ720は、デバイスが自己加熱バーンイン・モードにある場合にトグル・フリップフロップ730からの出力を選択する。一実施例では、監視信号722は、BIB上の発光ダイオード（LED）792を駆動させる。一実施例では、BIB上のLED792は、LBISTがアクティブ状態になる際に点灯する。LBISTがもう一度アクティブ状態になる際には、LED792は消える。トグル・シーケンスは、デバイスの自己加熱バーンインの間、続く。一実施例では、BIB上のLED792は、1ヘルツから２ヘルツの間で点滅して、ストレス下にあるデバイスが自己加熱バーンイン状態にあることを示す。LED792を観察することによって、検査フロアにいる操作者は、デバイスが自己加熱バーンインを実行中であるか否かが分かり得る。

一実施例では、バーンイン後は、デバイスは電源がオフにされるに過ぎない。デバイスは、電源がオフにされると、動作を停止し、よって、自ら冷却する。自己加熱バーンインにおいては、温度上昇時間も冷却時間も、オーブン予熱時間よりも短く、オーブン冷却時間よりも短い。図8A及び図８Bは、例示的なデバイス各々において測定される温度上昇時間及び冷却時間を示す。図８Aを参照すれば、9つの例示的デバイスが常温から約92℃まで温度を上昇させるうえでの時間はおおよそ、200秒と400秒との間である。25分間のオーブン温度上昇時間と比較すれば、かなりの検査時間の節減が、自己加熱バーンインを用いて達成される。同様に、自己加熱バーンインのデバイス冷却時間は、オーブンの冷却時間よりもずっと短い。図８Bは、例示的デバイスの冷却プロファイルを示す。図８Bによれば、例示的なデバイスは、90℃を超える温度から65℃未満まで約10秒で冷却する。デバイス温度が65℃未満になると、操作者がデバイスを扱うのは一般的に安全である。対照的に、オーブンを冷却するには約25分間かかる。よって、自己加熱バーンによって、デバイスを冷却する時間も節減される。

図８Cは、図４Aの状態マシン407の一実施例の状態図を示す。自己加熱バーンインを引き起こす、ドライバ・カードからの1つ又は複数の入力信号を受信すると、状態マシンは、自己加熱バーンインを開始する（状態810）。一実施例では、状態マシンは、BIBからのストラップ信号によって駆動される。ストラップ信号は、BIB上のピンを、電源からの高電圧レベル又は低電圧レベルに接続することによって生成される。

図８Cの状態図を参照すれば、状態マシンは、1つ又は複数のモード（状態820）に移り、更に、ロジック内蔵自己検査（LBIST）モード（状態830）に移る。1つ又は複数のモードの例は、13Nモード、DACモード、LCSモード、S2Cモード等を含む。上記モードは、例証的な目的のためのものに過ぎず、状態マシンは、上記以外のモードに入り得る。

状態マシンがLBISTモード（状態830）を実行し始めると、状態マシンは、BIB上のドライバからリセット信号を受信するまでLBISTモードにおいてループする。一実施例では、リセットは、208ミリ秒毎にドライバ・カードによって生成される。LBISTモードは、一実施例において高いトグルカバレッジを備える、すなわち、デバイス内のゲートのうち、LBISTモード中にトグルするものの割合は高い。ゲートをトグルさせることによって、デバイスはかなりの熱量を、LBISTモードの実行中に生成する。

ドライバ・カード
一実施例では、ドライバ・カードは、バーンイン中にデバイスを駆動させる。図9は、ドライバ・カード900の実施例を示す。図9を参照すれば、ドライバ・カード900は、プログラム可能なロジック・デバイス（ＰＬＤ）930と、バッファ940と、クロック生成器920と、電圧調節器910とを含む。ドライバ・カード900の構成部分は、印刷回路基板上に搭載される。一実施例では、印刷回路基板は、2.5cm×5cmのものである。

一実施例では、外部電圧源901が、電圧調節器910に供給される。外部電圧源901の値は、バーンインを受けるデバイスのタイプ、バ―ンイン時間、バーンイン温度等によって、別々の実施例において変わってくる。一実施例では、外部電圧源901は6.6Vのものである。電圧調節器910は、受ける電圧を調節し、調節電圧をクロック生成器920と、PLD930と、バッファ940とに供給する。一実施例では、調節器910は、受ける電圧を低減させる。

クロック生成器920は、クロック信号を生成し、クロック信号をPLD930に入力する。一実施例では、クロック生成器920は、20MHzでクロック信号を生成するようトランジスタ・トランジスタ・ロジック（TTL）クリスタルを含む。クロック信号を用いて、PLD930は、デバイスが自己加熱バーンインを実行することを引き起こす駆動パターンを生成する。
PLD930は、一実施例では、駆動パターンにわたって無限にループし続ける。PLD930はバッファ940を介して駆動パターンをデバイスに転送する。一実施例では、駆動パターンは、デバイスを自己加熱バーンイン・モードに投入させ、デバイスをリセットさせるよう３つの信号を含む。なお、PLD930は、駆動パターンにおいて、例えば、2、4や5などの、種々の数の信号を生成し得る。一実施例では、PLD930は、デバイスに対して２つの、位相シフトが90°のクロック信号を生成する。

一実施例では、PLD930は、生成される信号を、バッファ940を介してバーンイン905を受けるデバイスに転送する。一実施例では、バッファ940は、74HCT244バッファを含む。一実施例では、バーンインを受けるデバイスに入る電圧903は、バッファ940に電力を供給する。バッファ940を動作可能にするうえで同じ電圧903を用いることによって、バーンインを受けるデバイスの電圧源と、ドライバ・パターンが一緒に上昇するようになる。

ドライバ・カードの一実施例によって生成される、バーンイン・パターン及び２つの位相シフト・クロック信号のサンプルを図10に示す。信号1010-1014は、デバイスをリセットさせること及び/又はデバイスを自己加熱バーンイン・モードに投入させることを行うよう協調する。クロック信号1020及び1022は、お互いに対する位相シフトが90°の、10MHzのクロック信号である。

図11は、ドライバ・カード1100の一実施例の平面図を示す。なお、ドライバ・カード上の個々の構成部分のレイアウトは、実施例によって変わってくる。更に、1つ又は複数の構成部分を、ドライバ・カードの下部上に配置させて、ドライバ・カードの寸法を削減し得るものでもある。図11を参照すれば、ドライバ・カードは、電圧調節器1110と、20MHzのクリスタル1120と、PLD1130と、バッファ1140と、いくつかのコンデンサ1150とを含む。

一実施例では、一ドライバ・カードが、各BIB上に搭載される。別の実施例では、複数のドライバ・カードがBIB上に搭載される。ドライバ・カードは、種々の数のデバイスを種々の実施例において駆動させ得る。

ドライバ・カードは、オーブンのファイアウォールの後ろに配置され、エッジ・コネクタを介して、バーンインを受けるデバイスと通信するものであった伝統的なバーンイン・ドライバに対する低コストの代替品である。製品毎にカスタム・プログラミングを必要とする、伝統的なドライバと違って、新たなドライバ・カードは一実施例において製品特有のものでないが、それは、同じシーケンスにおける同じ信号が、ダイ上DFTを有する何れかのデバイスをトリガさせることができるからである。

更に、ドライバ・カードの、コスト上の別の利点は、ドライバ上のチャネルの削減である。伝統的なドライバは最大64チャネルを必要とする一方、新たなドライバ・カードの一実施例は、5つのチャネルしか有しない。新たなドライバ・カードによって実現される別の効果は、検査時間の削減である。新たなドライバ・カードの一実施例は、電源投入によってバーンインをすぐに生成し始めるものである。パターンをロードするのに20分から25分かかり得る伝統的なバーンイン・ドライバと違って、ドライバ・カードにパターンをロードする必要はない。

コンピュータ・システムの例示的な実施例
一実施例では、ダイ上DFTを備えるデバイスは、コンピュータ・システムに組み入れられるチップセットの一部である。チップセットは、メモリ・コントローラ・ハブ（MCH）と、入出力コントローラ・ハブ（ICH）と、グラフィックス・チップ等とを含み得る。図12は、コンピュータ・システムの例示的な実施例を示す。システム1200は、中央処理装置(CPU)1201と、MCH1202と、ICH1203と、基本入出力システム(フラッシュBIOS)1204を記憶するフラッシュ・メモリ・デバイスと、メモリ・デバイス1205と、グラフィックス・チップ1206と、いくつかの周辺装置構成部分1210とを含む。CPU1201と、メモリ・デバイス1205と、グラフィックス・チップ1206と、ICH1203は、MCH1202に結合される。CPU1201、メモリ・デバイス1205、グラフィックス・チップ1206及びICH1203の間で送受信されるデータは、MCH1202を介してルーティングされる。周辺装置構成部分1210及びフラッシュBIOS1204は、ICH1203に結合される。周辺装置構成部分1210及びフラッシュBIOS1204は、CPU1201、グラフィックス・チップ1206及びメモリ1205と、ICH1203及びMCH1202を介して通信する。なお、システム1200及び関連ハードウェアの構成部分の何れか又は全てを、本発明の種々の実施例において用い得る。しかし、コンピュータ・システムの他の実施例は、デバイスの一部又は全てを含み得る。

本願の上記記載は、本発明の例示的な実施例の一部を記載するに過ぎない。種々の修正を本特許請求の範囲記載の技術思想及び範囲から逸脱することなく行うことができるということを当業者はそうした記載、添付図面、及び本特許請求の範囲から容易に認識するものである。本願の記載は、よって、限定するものでなく例証するものとしてみなすこととする。

ドッキング・ステーションの実施例に移す対象の、BIB上に装填されるデバイスの実施例を示す図である。ドッキング・ステーションの一実施例を示す図である。 BIBの一実施例を示す図である。バスバー対の一実施例を示す図である。デバイスの一実施例を示す図である。デバイスの、自己加熱バーンインのダイ上温度制御の回路の一実施例を示す図である。自己加熱バーンインを実行するデバイスの一実施例の、デバイスの温度及び電力消費を示す図である。熱センサ・ブロックの一実施例を示す図である。クロック信号ゲーティング回路の一実施例を示す図である。デバイス監視ブロックの一実施例を示す図である。９つの例示的なデバイスの温度上昇曲線を示す図である。例示的なデバイスの冷却プロファイルを示す図である。状態マシンの一実施例を示す状態図である。ドライバ・カードの一実施例を示す図である。ドライバ・カードの一実施例からのサンプル信号を示す図である。ドライバ・カードの一実施例を示す図である。コンピュータ・システムの例示的な実施例を示す図である。

Claims

半導体デバイスであって、
複数のゲートと、
複数のクロック信号からクロック信号を選択して、該選択クロック信号に応じて前記複数のゲートをトグルさせて、バーンインを行うよう内部的に熱を発生させるマルチプレクサと、
内部温度を監視する熱検知回路とを備えることを特徴とする半導体デバイス。
請求項1記載の半導体デバイスであって、
前記熱検知回路が、前記内部温度に応じて信号を生成し、
前記マルチプレクサが、前記信号に応じて前記クロック信号を選択することを特徴とする半導体デバイス。
請求項1記載の半導体デバイスであって、前記熱検知回路が、
熱センサと、
該熱センサに結合され、1つ又は複数の温度レベルにプログラムされる、温度レベルに基づいてプログラム可能な1つ又は複数のヒューズとを備えることを特徴とする半導体デバイス。
請求項1記載の半導体デバイスであって、
バーンイン中に複数の検査モードを実行する状態マシンを更に備えることを特徴とする半導体デバイス。
半導体デバイスのバーンインを行う方法であって、
1つ又は複数のバーンイン・パターンを循環して、前記デバイスに一周波数で動作させて、内部的に熱を発生させる工程と、
前記デバイスの内部温度を監視する工程と、
前記内部温度に応じて前記周波数を調節して、実質的に所定のレベルに前記内部温度を維持する工程とを備えることを特徴とする方法。
請求項5記載の方法であって、
前記デバイスの前記内部温度を監視する工程が、前記デバイス内の熱センサによって前記内部温度を測定する工程を含むことを特徴とする方法。
請求項5記載の方法であって、前記周波数を調節する工程は、
前記内部温度が第１の所定限度を超える場合に低い方の周波数を選択する工程と、
前記内部温度が第２の所定限度を下回る場合に高い方の周波数を選択する工程とを含むことを特徴とする方法。
半導体デバイスのバーンインを行う方法であって、
バーンイン前に目標バーンイン温度を設定するよう前記デバイスの1つ又は複数のヒューズをプログラムする工程と、
前記デバイスをドッキング・ステーションに装填する工程とを備え、前記デバイスは、バーンインの間、前記ドッキング・ステーション内に留まり、
更に、前記デバイスをドライバ・カードによって駆動させて、前記デバイスにバーンインを実行開始させる工程を備えることを特徴とする方法。
請求項8記載の方法であって、
前記デバイス及び前記ドライバ・カードが、バーンイン・ボード上に搭載されることを特徴とする方法。
請求項9記載の方法であって、
前記デバイスは、内部温度をバーン中に監視し、前記デバイスの動作の周波数を、前記温度に応じて調節して、前記内部温度を、前記目標バーンイン温度に実質的に留まらせることを特徴とする方法。
請求項8記載の方法であって、
前記ドッキング・ステーションが、前記デバイスのバーンイン中に、実質的に３５℃未満に留まり、前記目標バーンイン温度が実質的に91℃であることを特徴とする方法。
コンピュータ・システムであって、
1つ又は複数のダイナミック・ランダム・アクセス（DRAM）デバイスと、
該1つ又は複数のDRAMデバイスに結合されるチップセットとを備え、
該チップセットはデバイスを含み、該デバイスが、
複数のゲートと、
複数のクロック信号からクロック信号を選択して、該選択クロック信号に応じて前記複数のゲートをトグルさせて、バーンインを行うよう内部的に熱を発生させるマルチプレクサと、
内部温度を監視する熱検知回路とを備えることを特徴とするコンピュータ・システム。
請求項12記載のコンピュータ・システムであって、
前記熱検知回路が、前記内部温度に応じて信号を生成し、
前記マルチプレクサが、前記信号に応じて前記クロック信号を選択することを特徴とするコンピュータ・システム。
請求項12記載のコンピュータ・システムであって、前記熱検知回路が、
熱センサと、
該熱センサに結合され、1つ又は複数の温度レベルにプログラムされる、温度レベルに基づいてプログラム可能な1つ又は複数のヒューズとを備えることを特徴とするコンピュータ・システム。
請求項12記載のコンピュータ・システムであって、前記デバイスが、
バーンイン中に複数の検査モードを実行する状態マシンを更に備えることを特徴とするコンピュータ・システム。
請求項12記載のコンピュータ・システムであって、
前記チップセットに結合されるプロセッサを更に備えることを特徴とするコンピュータ・システム。
ドッキング・ステーションであって、
電源ラックと、
該電源ラックに結合されて複数のケーブルを収容するハウジングと、
該ハウジング及び前記電源ラックに着脱自在に結合されて、複数のバーンイン・ボードを収容するカートとを備え、
複数の半導体デバイスが、バーンイン中に前記複数のバーンイン・ボード上に搭載され、前記複数のケーブルが、前記複数の半導体デバイスに電力を配電することを特徴とするドッキング・ステーション。
請求項17記載のドッキング・ステーションであって、
前記複数の半導体デバイスは、バーンイン中に、内部的に熱を発生させ、実質的に1つ又は複数の所定レベルに前記複数の半導体デバイスの内部温度を維持することを特徴とするドッキング・ステーション。
請求項17記載のドッキング・ステーションであって、更に、
前記カート内の温度を監視するサーモスタットと、
前記カート内の前記温度に応じて動作して前記複数のバーンイン・ボードにわたって空気を放出させる1つ又は複数の排気ファンとを備えることを特徴とするドッキング・ステーション。
請求項19記載のドッキング・ステーションであって、
前記カート内の前記温度は、前記複数の半導体デバイスのバーンイン中に実質的に35℃未満に留まることを特徴とするドッキング・ステーション。
ドライバ・カードであって、
1つ又は複数のバーンイン・パターンを生成するプログラム可能なロジック・デバイス（PLD）であって、
前記1つ又は複数のバーンイン・パターンを、複数の半導体デバイスに出力して、該複数の半導体デバイスに、該複数の半導体デバイスのバーンイン中に内部的に熱を発生させることを特徴とするドライバ・カード。
請求項21記載のドライバ・カードであって、
第１のクロック信号を前記PLDに供給するクロック生成器と、
前記PLD及び前記クロック生成器に結合されて、該クロック生成器及び前記PLDへの電圧供給を調節する電圧調節器とを備えることを特徴とするドライバ・カード。
請求項22記載のドライバ・カードであって、
前記PLDが更に、第２のクロック信号を生成し、
前記第１のクロック信号及び前記第２のクロック信号が、前記複数の半導体デバイスに出力されることを特徴とするドライバ・カード。
請求項23記載のドライバ・カードであって、
前記第２のクロック信号が、前記第１のクロック信号に対して90°の位相シフトを有することを特徴とするドライバ・カード。
請求項21記載のドライバ・カードであって、
前記PLDは、該PLDの電源投入によって前記1つ又は複数のバーンイン・パターンを自動的に生成することを特徴とするドライバ・カード。