JP2009260028A - Semiconductor integrated circuit, node potential measurement system, and node potential measurement method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit, node potential measurement system, and node potential measurement method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit, a node potential voltage measurement system, and node potential voltage measurement method, capable of reducing measurement error, and detecting node potential voltage with high reliability and with no increase of cost. <P>SOLUTION: One transistor 221 for measurement is mounted inside a semiconductor integrated circuit 2. Selection is made using a selector 222 so that an external power source (supply terminal TVref of reference voltage Vref) is directly connected to a gate input of the measurement transistor 221, with a voltage/current characteristics stored in a storage device. Then, selection is so made that an internal node is connected to a gate of the measurement transistor 221, for measuring a current flowing the measurement transistor 221. An internal node potential voltage is derived from the current and the voltage/current characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回路内のノード電位を測定可能な半導体集積回路、ノード電位測定システム、およびノード電位測定方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit capable of measuring a node potential in a circuit, a node potential measurement system, and a node potential measurement method.

一般的に、半導体集積回路(たとえばLSI)の評価のために、ある重要な内部ノードの電位を検出するには、プローブ(針)を当てる解析的な手法(プローブ接触法)が用いられている。   In general, an analytical technique (probe contact method) in which a probe (needle) is applied is used to detect a potential of an important internal node for evaluation of a semiconductor integrated circuit (eg, LSI). .

また、特許文献1には、プローブ接触法を用いることなく、半導体集積回路内部の任意のノード電位を検出する半導体集積回路装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor integrated circuit device that detects an arbitrary node potential inside a semiconductor integrated circuit without using a probe contact method.

この半導体集積回路装置は、半導体集積回路の内部の任意ノードの電圧に応じた大きさの電流を流す第1の電流部と、この第1の電流部と同一の電圧/電流特性を有する第2の電流部とを備えている。
そして、半導体集積回路装置は、第1の電流部を流れる電流と同一の電流が第2の電流部に流れたときの第2の電流部の入力電圧を任意ノードの電圧に相当するものとして、ノード電圧を検出する。
なお、第1の電流部と第2の電流部は、測定トランジスタと、特性取得トランジスタとの別々のトランジスタにより構成される。
特開平7‐263507号公報
The semiconductor integrated circuit device includes a first current section for passing a current having a magnitude corresponding to the voltage of an arbitrary node inside the semiconductor integrated circuit, and a second current having the same voltage / current characteristics as the first current section. Current section.
The semiconductor integrated circuit device assumes that the input voltage of the second current part when the same current as the current flowing through the first current part flows to the second current part corresponds to the voltage of the arbitrary node. Detect node voltage.
The first current part and the second current part are configured by separate transistors, that is, a measurement transistor and a characteristic acquisition transistor.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-263507

ところで、上述したプローブ接触法においては、多大なコストがかる上、測定環境(温度、組み立てチップに限定)や測定サンプル数(測定時間の都合)が制限される。あくまで解析向きで、マスデータ(Mass Data)の取得に向かない。
また、プローブを当てることによって回路特性が変化することが考えられ、本来の動作状態における正しい値を測定できない可能性も懸念される。
さらに、測定すべき内部ノードをそのままLSI外部までピンとして出力することも考えられるが、そのノードに付加される余分な容量や、信頼性の観点から好ましくない。
By the way, in the probe contact method described above, the cost is high, and the measurement environment (limited to temperature and assembly chip) and the number of measurement samples (convenience of measurement time) are limited. It is only suitable for analysis and not suitable for acquisition of mass data.
In addition, it is conceivable that the circuit characteristics are changed by applying the probe, and there is a possibility that a correct value in the original operation state cannot be measured.
Furthermore, although it is conceivable that the internal node to be measured is directly output as a pin to the outside of the LSI, it is not preferable from the viewpoint of extra capacity added to the node and reliability.

また、特許文献1の半導体集積回路装置においては、測定トランジスタと特性取得トランジスタとが別々であることから、製造ばらつき等により両方のトランジスタの電圧電流特性が正確には一致しないので、どうしても測定誤差が残る。
さらに、電圧測定レンジを広げるためにデプリーション型を使用すると、製造工程が増えてしまい、コスト増になる。
In addition, in the semiconductor integrated circuit device of Patent Document 1, since the measurement transistor and the characteristic acquisition transistor are separate, the voltage-current characteristics of both transistors do not exactly match due to manufacturing variations or the like. Remain.
Furthermore, if a depletion type is used to expand the voltage measurement range, the number of manufacturing steps increases, resulting in an increase in cost.

本発明は、コスト増を招くことなく、測定誤差を小さくすることが可能で、信頼性の高いノード電位検出を行うことが可能な半導体集積回路、ノード電位測定システム、およびノード電位測定方法を提供することにある。   The present invention provides a semiconductor integrated circuit, a node potential measurement system, and a node potential measurement method capable of reducing a measurement error without causing an increase in cost and capable of performing highly reliable node potential detection. There is to do.

本発明の第1の観点の半導体集積回路は、電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、外部と接続可能な電源電圧端子と、外部と接続可能な基準電位端子と、外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、上記測定トランジスタの制御端子に接続されたセレクタと、を含み、上記セレクタは、セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続し、上記測定トランジスタは、第1端子が上記電源電圧端子に接続され、第2端子が上記基準電位端子に接続され、上記制御端子に参照電圧が供給されているとき、および上記内部ノード電位が印加されているときに流れる電流が上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定可能である。   A semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention includes at least one internal node for potential measurement, a power supply voltage terminal connectable to the outside, a reference potential terminal connectable to the outside, and a reference voltage supplied from the outside. A reference voltage supply terminal, one measurement transistor for measuring the potential of the internal node, and a selector connected to the control terminal of the measurement transistor, the selector according to a select signal The control transistor has a control terminal selectively connected to the reference voltage supply terminal or the internal node. The measurement transistor has a first terminal connected to the power supply voltage terminal and a second terminal connected to the reference potential terminal. Current flowing when the reference voltage is supplied to the control terminal and when the internal node potential is applied And it can be measured through the reference potential terminal.

好適には、上記測定トランジスタは、上記セレクタにより上記制御端子が上記参照電圧供給端子に接続された状態で、当該制御端子に所定の範囲をもって変化される外部からの参照電圧が印加されたときの電圧電流特性が取得され、上記セレクタにより上記制御端子が上記内部ノードに接続された状態で、当該制御端子に上記内部ノード電位が印加されたときの電流が測定され、上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位が導出される。   Preferably, the measurement transistor is configured such that when the control terminal is connected to the reference voltage supply terminal by the selector, an external reference voltage that changes within a predetermined range is applied to the control terminal. Voltage-current characteristics are acquired, and when the control terminal is connected to the internal node by the selector, a current is measured when the internal node potential is applied to the control terminal, and the acquired voltage-current characteristics and The internal node potential is derived from the measurement current.

好適には、上記測定トランジスタは、薄膜トランジスタよりしきい値電圧の高いpチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される。   Preferably, the measurement transistor is formed of a p-channel insulated gate field effect transistor having a threshold voltage higher than that of the thin film transistor.

好適には、上記測定トランジスタは、pチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される。   Preferably, the measurement transistor is a p-channel insulated gate field effect transistor.

好適には、上記測定トランジスタは、nチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される。   Preferably, the measurement transistor is an n-channel insulated gate field effect transistor.

本発明の第2の観点のノード電位測定システムは、半導体集積回路と、上記半導体集積回路のノード電位を測定可能な測定装置と、を有し、上記半導体集積回路は、電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、外部と接続可能な電源電圧端子と、外部と接続可能な基準電位端子と、外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、上記測定トランジスタの制御端子に接続されたセレクタと、を含み、上記セレクタは、セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続し、上記測定トランジスタは、第1端子が上記電源電圧端子に接続され、第2端子が上記基準電位端子に接続され、上記制御端子に参照電圧が供給されているとき、および上記内部ノード電位が印加されているときに流れる電流が上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定可能であり、上記測定装置は、上記半導体集積回路において、少なくとも上記セレクタにより上記測定トランジスタの上記制御端子が上記参照電圧供給端子に接続されているときに、当該参照電圧供給端子に上記参照電圧を所定の範囲をもって変化させながら供給し、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定して電圧電流特性を取得し、上記半導体集積回路において、上記セレクタにより上記測定トランジスタの上記制御端子が上記内部ノードに接続されているときに、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定し、上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する。   A node potential measurement system according to a second aspect of the present invention includes a semiconductor integrated circuit and a measurement device capable of measuring the node potential of the semiconductor integrated circuit, and the semiconductor integrated circuit includes at least one potential measurement target. One internal node, a power supply voltage terminal connectable to the outside, a reference potential terminal connectable to the outside, a reference voltage supply terminal to which a reference voltage is supplied from the outside, and 1 for measuring the potential of the internal node Two measuring transistors and a selector connected to the control terminal of the measuring transistor, wherein the selector selectively selects the control terminal of the measuring transistor as the reference voltage supply terminal or the internal node according to a select signal. The measurement transistor has a first terminal connected to the power supply voltage terminal, a second terminal connected to the reference potential terminal, and the control transistor. A current flowing when a reference voltage is supplied to the child and when the internal node potential is applied can be measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal, and the measuring apparatus includes the semiconductor integrated circuit In this case, at least when the control terminal of the measurement transistor is connected to the reference voltage supply terminal by the selector, the reference voltage is supplied to the reference voltage supply terminal while being changed within a predetermined range. When the current flowing through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal are measured to obtain voltage-current characteristics, and the control terminal of the measurement transistor is connected to the internal node by the selector in the semiconductor integrated circuit. The current flowing through the measuring transistor is It was measured through fine the reference potential terminal, to derive the internal node potential and a voltage-current characteristic and the measured current in the acquired.

好適には、上記取得された電圧電流特性情報を保存する保持部を有し、上記測定装置は、上記取得した電圧電流特性情報を上記保持部に保持しておき、上記保持部に保持されている電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する。   Preferably, the storage device stores the acquired voltage-current characteristic information, and the measuring device holds the acquired voltage-current characteristic information in the holding unit and is held in the holding unit. The internal node potential is derived from the voltage-current characteristics and the measured current.

本発明の第3の観点のノード電位測定方法は、半導体集積回路を、電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、外部と接続可能な電源電圧端子と、外部と接続可能な基準電位端子と、外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続するように形成し、上記半導体集積回路において、上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子に接続し、上記参照電圧供給端子に上記参照電圧を所定の範囲をもって変化させながら供給し、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定して電圧電流特性を取得し、上記半導体集積回路において、上記測定トランジスタの上記制御端子を上記内部ノードに接続し、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定し、上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する。   A node potential measurement method according to a third aspect of the present invention includes a semiconductor integrated circuit including at least one internal node that is a potential measurement target, a power supply voltage terminal that can be connected to the outside, a reference potential terminal that can be connected to the outside, A reference voltage supply terminal to which a reference voltage is supplied from the outside, one measurement transistor for measuring the potential of the internal node, and the control terminal of the measurement transistor according to a select signal as the reference voltage supply terminal or the above-mentioned In the semiconductor integrated circuit, the control terminal of the measurement transistor is connected to the reference voltage supply terminal, and the reference voltage is applied to the reference voltage supply terminal with a predetermined range. The current flowing through the measurement transistor is measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal to Obtaining current characteristics, connecting the control terminal of the measurement transistor to the internal node in the semiconductor integrated circuit, measuring a current flowing through the measurement transistor through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal, and obtaining the current characteristic. The internal node potential is derived from the voltage-current characteristics and the measured current.

本発明によれば、セレクタにより測定トランジスタの制御端子が参照電圧供給端子に接続された状態で、制御端子に所定の範囲をもって変化される外部からの参照電圧が印加され、このときの電圧電流特性が取得される。
次に、セレクタにより測定トランジスタの制御端子が内部ノードに接続された状態で、制御端子に内部ノード電位が印加されたときの電流が測定される。
取得した電圧電流特性と測定電流とから内部ノード電位が導出される。
According to the present invention, with the control transistor connected to the reference voltage supply terminal by the selector, an external reference voltage that changes within a predetermined range is applied to the control terminal, and the voltage-current characteristics at this time Is acquired.
Next, the current is measured when the internal node potential is applied to the control terminal while the control terminal of the measurement transistor is connected to the internal node by the selector.
The internal node potential is derived from the acquired voltage-current characteristics and the measured current.

本発明によれば、コスト増を招くことなく、測定誤差を小さくすることが可能で、信頼性の高いノード電位の検出を行うことができる。   According to the present invention, a measurement error can be reduced without causing an increase in cost, and a highly reliable node potential can be detected.

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る半導体集積回路のノード電位測定システムの構成例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a node potential measurement system for a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.

本ノード電位測定システム1は、半導体集積回路2、テスター(tester)3、およびパーソナルコンピュータ(PC)4により構成されている。
なお、テスター3およびPC4により測定装置が構成される。
The node potential measurement system 1 includes a semiconductor integrated circuit 2, a tester 3, and a personal computer (PC) 4.
The tester 3 and the PC 4 constitute a measuring device.

半導体集積回路2は、電位測定対象の内部ノード21、測定回路22、電源電圧端子TVDD、基準電位(たとえば接地電位GND)端子TVSS、および参照電圧供給端子TVrefを含んで構成されている。   The semiconductor integrated circuit 2 includes a potential measurement target internal node 21, a measurement circuit 22, a power supply voltage terminal TVDD, a reference potential (for example, ground potential GND) terminal TVSS, and a reference voltage supply terminal TVref.

半導体集積回路2の測定回路22は、内部ノード21の電位Vnodeを測定するための1つの絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、測定トランジスタという)221と、この測定トランジスタのゲート(制御端子)に接続されたセレクタ222と、を有する。   The measurement circuit 22 of the semiconductor integrated circuit 2 is connected to one insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as measurement transistor) 221 for measuring the potential Vnode of the internal node 21 and the gate (control terminal) of this measurement transistor. Selector 222.

測定トランジスタ221は、ソース(たとえば第1端子)、ドレイン(たとえば第2端子)がそれぞれ電源電圧端子TVDD,TVSSに接続される。   The measurement transistor 221 has a source (for example, a first terminal) and a drain (for example, a second terminal) connected to the power supply voltage terminals TVDD and TVSS, respectively.

セレクタ222は、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL(/は反転を示す)応じて測定トランジスタ221のゲートを外部からの参照電圧Vrefの供給端子TVrefまたは内部ノード21に選択的に接続する。   The selector 222 selectively connects the gate of the measuring transistor 221 to the external reference voltage Vref supply terminal TVref or the internal node 21 in accordance with the select signal SEL and its inverted signal / SEL (/ indicates inversion).

本実施形態においては、基本的に、まずセレクタ222により測定トランジスタ221のゲートを外部からの参照電圧Vrefの供給端子TVrefに接続した状態で測定トランジスタ221の電圧電流特性を取得する。
その取得した電圧電流特性を内部メモリ、テスター3、あるいは外部PC4でもいいので、記憶装置にデータベースとして格納しておき記憶しておく。
次に、セレクタ222により測定トランジスタ221のゲートを測定すべきノード21に接続した状態での測定電流とそのデータベースから測定すべき電圧を得る。
このように、本実施形態においては、電位を測定するとき毎回参照電位と比較する必要がないので、1回の測定でリアルタイムに電位の時間的変化を算出できる。
In the present embodiment, basically, first, the voltage-current characteristics of the measurement transistor 221 are acquired in a state where the gate of the measurement transistor 221 is connected to the supply terminal TVref of the reference voltage Vref from the outside by the selector 222.
Since the acquired voltage-current characteristic may be stored in the internal memory, the tester 3, or the external PC 4, it is stored as a database in the storage device.
Next, the selector 222 obtains the measurement current and the voltage to be measured from the database in a state where the gate of the measurement transistor 221 is connected to the node 21 to be measured.
As described above, in the present embodiment, it is not necessary to compare the reference potential with the reference potential every time when measuring the potential. Therefore, the temporal change of the potential can be calculated in real time by one measurement.

図1のノード電圧測定システム1は、半導体集積回路2に実装された測定回路22を通して、測定トランジスタ221の電圧電流特性がテスター3で測定される。テスター3に接続したPC4に、取得した測定トランジスタ221の電圧電流特性を保持部としての記憶装置41に保存する例を示している。   In the node voltage measurement system 1 of FIG. 1, the voltage / current characteristic of the measurement transistor 221 is measured by the tester 3 through the measurement circuit 22 mounted on the semiconductor integrated circuit 2. An example is shown in which the obtained voltage-current characteristics of the measurement transistor 221 are stored in the storage device 41 as a holding unit in the PC 4 connected to the tester 3.

テスター3は、たとえばPC4の制御の下、半導体集積回路2の電源電圧端子TVDDに電源電圧VDDを供給し、基準電位端子TVSSに基準電位VSSを与え、参照電圧端子TVrefに0Vから半導体集積回路2の電源電圧まで変化させて参照電圧Vrefを供給する機能を有する。
テスター3は、電源電圧VDDの供給ラインに接続された電流測定部(A)31を含み、半導体集積回路2の測定回路22における測定トランジスタ221に流れる電流値を測定する
The tester 3 supplies, for example, the power supply voltage VDD to the power supply voltage terminal TVDD of the semiconductor integrated circuit 2 under the control of the PC 4, applies the reference potential VSS to the reference potential terminal TVSS, and the semiconductor integrated circuit 2 from 0 V to the reference voltage terminal TVref. It has a function of supplying the reference voltage Vref by changing to the power supply voltage of.
The tester 3 includes a current measurement unit (A) 31 connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and measures a current value flowing through the measurement transistor 221 in the measurement circuit 22 of the semiconductor integrated circuit 2.

図2は、本実施形態に係る測定回路22の一構成例を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the measurement circuit 22 according to the present embodiment.

図2の測定トランジスタ221は、厚膜のpチャネルMOS(PMOS)トランジスタPT21により形成されている。
ここで、厚膜のPMOSトランジスタPT21は、高しきい値トランジスタ、さらに換言すると、高耐圧トランジスタを意味し、動作電圧が1.0V程度の薄膜トランジスタに対して、3.3Vと動作電圧が高い場合に適用されるトランジスタにより形成される。
このように、測定トランジスタ221に厚膜のPMOSトランジスタPT21(たとえば3.3V動作)を用いることにより、薄膜トランジスタ(たとえば1.0V動作)からなる回路に対してはVDD近傍電位でもGND近傍電位でも1つの測定トランジスタで測定できる。
The measurement transistor 221 in FIG. 2 is formed of a thick p-channel MOS (PMOS) transistor PT21.
Here, the thick-film PMOS transistor PT21 means a high threshold transistor, in other words, a high breakdown voltage transistor, and has a high operating voltage of 3.3 V with respect to a thin film transistor having an operating voltage of about 1.0 V. It is formed by the transistor applied to.
In this way, by using a thick PMOS transistor PT21 (for example, 3.3V operation) as the measurement transistor 221, it is possible to use a potential near VDD or a potential near GND for a circuit including a thin film transistor (for example, 1.0V operation). It can be measured with two measuring transistors.

PMOSトランジスタPT21のゲートは、上述したように、セレクタ222に接続されている。
PMOSトランジスタPT21のソースは、電源電圧端子TVDDに接続されて、電源電圧VDDが供給される。
PMOSトランジスタPT21のドレインは、基準電位端子TVSSに接続されて、基準電位VSSに接続される。
The gate of the PMOS transistor PT21 is connected to the selector 222 as described above.
The source of the PMOS transistor PT21 is connected to the power supply voltage terminal TVDD and supplied with the power supply voltage VDD.
The drain of the PMOS transistor PT21 is connected to the reference potential terminal TVSS and is connected to the reference potential VSS.

図2のセレクタ222は、トランスミッションゲートTMG21およびTMG22により形成されている。   The selector 222 in FIG. 2 is formed by transmission gates TMG21 and TMG22.

トランスミッションゲートTMG21は、PMOSトランジスタPT22とnチャネルMOS(NMOS)トランジスタNT21のソース、ドレイン同士が接続されて2つの入出力端子が形成されている。
トランスミッションゲートTMG21において、一方の入出力端子が参照電圧供給端子TVrefに接続され、他方の入出力端子が測定トランジスタ221であるPMOSトランジスタPT21のゲートに接続されている。
The transmission gate TMG21 has two input / output terminals formed by connecting the sources and drains of the PMOS transistor PT22 and the n-channel MOS (NMOS) transistor NT21.
In the transmission gate TMG21, one input / output terminal is connected to the reference voltage supply terminal TVref, and the other input / output terminal is connected to the gate of the PMOS transistor PT21 which is the measurement transistor 221.

トランスミッションゲートTMG22は、PMOSトランジスタPT23とNMOSトランジスタNT22のソース、ドレイン同士が接続されて2つの入出力端子が形成されている。
トランスミッションゲートTMG22において、一方の入出力端子が内部ノード21に接続され、他方の入出力端子が測定トランジスタ221であるPMOSトランジスタPT21のゲートに接続されている。
The transmission gate TMG22 has two input / output terminals formed by connecting the sources and drains of the PMOS transistor PT23 and the NMOS transistor NT22.
In the transmission gate TMG 22, one input / output terminal is connected to the internal node 21, and the other input / output terminal is connected to the gate of the PMOS transistor PT 21 that is the measurement transistor 221.

そして、トランスミッションゲートTMG21のPMOSトランジスタPT22のゲートとトランスミッションゲートTMG22のNMOSトランジスタNT22のゲートがセレクト信号SELの供給ラインに接続されている。
また、トランスミッションゲートTMG21のNMOSトランジスタNT21のゲートとトランスミッションゲートTMG22のPMOSトランジスタPT23のゲートがセレクト信号SELを論理反転した反転信号/SEL(/は論理反転を示す)の供給ラインに接続されている。
The gate of the PMOS transistor PT22 of the transmission gate TMG21 and the gate of the NMOS transistor NT22 of the transmission gate TMG22 are connected to the supply line of the select signal SEL.
The gate of the NMOS transistor NT21 of the transmission gate TMG21 and the gate of the PMOS transistor PT23 of the transmission gate TMG22 are connected to a supply line of an inverted signal / SEL (/ indicates logic inversion) obtained by logically inverting the select signal SEL.

なお、セレクト信号SELおよびその反転信号/SELは、半導体集積回路2内で生成しても良いし、テスター3側から直接供給するように構成してもよい。   The select signal SEL and its inverted signal / SEL may be generated within the semiconductor integrated circuit 2 or may be directly supplied from the tester 3 side.

次に、図2の測定回路を用いた場合の動作を説明する。   Next, the operation when the measurement circuit of FIG. 2 is used will be described.

まず、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221のゲートに参照電圧Vrefの供給端子TVrefが接続されるように設定される。
図2のセレクタ222の場合、セレクト信号SELがローレベル(LO)、反転信号/SELがハイレベル(HI)に設定される。これにより、トランスミッションゲートTMG21のPMOSトランジスタPT22およびNMOSトランジスタNT21がオンし、トランスミッションゲートTMG22のPMOSトランジスタPT23およびNMOSトランジスタNT22がオフする。
すなわち、トランスミッションゲートTMG21がオンし、測定トランジスタ221を形成するPMOSトランジスタPT21のゲートにテスター3により供給される参照電圧Vrefが印加される。
First, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set so that the supply terminal TVref of the reference voltage Vref is connected to the gate of the measurement transistor 221.
In the case of the selector 222 in FIG. 2, the select signal SEL is set to a low level (LO), and the inverted signal / SEL is set to a high level (HI). Thereby, PMOS transistor PT22 and NMOS transistor NT21 of transmission gate TMG21 are turned on, and PMOS transistor PT23 and NMOS transistor NT22 of transmission gate TMG22 are turned off.
That is, the transmission gate TMG21 is turned on, and the reference voltage Vref supplied by the tester 3 is applied to the gate of the PMOS transistor PT21 forming the measurement transistor 221.

次に、テスター3において、参照電圧Vrefを0V〜半導体集積回路の電源電圧まで変化させながら、測定トランジスタ221であるPMOSトランジスタPT21に流れる電流値Iが測定される。
このときの参照電圧Vrefと電流値Iが電圧電流値特性として、たとえばPC4の記憶装置41に記憶される。
通常、厚膜(高しきい値電圧)のPMOSトランジスタ(たとえば3.3V動作)のしきい値電圧は、薄膜トランジスタ(たとえば1.0V動作)からなる回路の電源電圧VDDよりも高いので、参照電圧Vrefをフルレンジで変化させても測定トランジスタ221はオフすることはなく、その電圧電流特性は図3のようにほぼ線形性を示す。
この線形特性により、内部ノード21の電圧Vnodeに依存せず一定の精度で求める電位を得ることができる。
Next, the tester 3 measures the current value I flowing through the PMOS transistor PT21 as the measurement transistor 221 while changing the reference voltage Vref from 0 V to the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit.
The reference voltage Vref and the current value I at this time are stored in the storage device 41 of the PC 4 as voltage-current value characteristics, for example.
Usually, the threshold voltage of a thick film (high threshold voltage) PMOS transistor (for example, 3.3 V operation) is higher than the power supply voltage VDD of a circuit formed of a thin film transistor (for example, 1.0 V operation). Even if Vref is changed in the full range, the measuring transistor 221 is not turned off, and the voltage-current characteristic thereof is almost linear as shown in FIG.
Due to this linear characteristic, it is possible to obtain a desired potential with a certain degree of accuracy without depending on the voltage Vnode of the internal node 21.

次に、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221のゲートに内部ノード21が接続されるように設定される。
図2のセレクタ222の場合、セレクト信号SELがハイレベル(HI)、反転信号/SELがローレベル(LO)に設定される。これにより、トランスミッションゲートTMG21のPMOSトランジスタPT22およびNMOSトランジスタNT21がオフし、トランスミッションゲートTMG22のPMOSトランジスタPT23およびNMOSトランジスタNT22がオンする。
すなわち、トランスミッションゲートTMG22がオンし、測定トランジスタ221を形成するPMOSトランジスタPT21のゲートに内部ノード21の電位Vnodeが印加される。
Next, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set so that the internal node 21 is connected to the gate of the measurement transistor 221.
In the case of the selector 222 in FIG. 2, the select signal SEL is set to the high level (HI), and the inverted signal / SEL is set to the low level (LO). Thereby, PMOS transistor PT22 and NMOS transistor NT21 of transmission gate TMG21 are turned off, and PMOS transistor PT23 and NMOS transistor NT22 of transmission gate TMG22 are turned on.
That is, the transmission gate TMG22 is turned on, and the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the PMOS transistor PT21 that forms the measurement transistor 221.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221を形成するPMOSトランジスタPT21のゲートに内部ノード21の電位Vnodeを印加した状態で、PMOSトランジスタPT21に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して内部ノード21の電位Vnodeが導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT21 is measured in a state where the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the PMOS transistor PT21 forming the measurement transistor 221.
Then, the potential Vnode of the internal node 21 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

なお、上述した説明においては、電圧電流特性を保存する場所をPC4の記憶装置41としたが、電圧電流特性を保存する場所はPC4だけには限られず、テスター内でもよいし、半導体集積回路2内のメモリ等でもよい。
データベースとして記憶装置に格納しておくことが可能であれば、その記憶装置の配置位置には限定されない。
In the above description, the storage device 41 of the PC 4 is used to store the voltage / current characteristics. However, the storage device of the voltage / current characteristics is not limited to the PC 4 and may be in the tester or the semiconductor integrated circuit 2. An internal memory or the like may be used.
As long as it can be stored in a storage device as a database, the location of the storage device is not limited.

また、測定トランジスタとセレクタとを含む測定回路は、図2に示す回路に限られず、種々の態様が可能である。
図4は、本実施形態に係る測定回路の第2の構成例を示す回路図である。
図5は、本実施形態に係る測定回路の第3の構成例を示す回路図である。
図6は、本実施形態に係る測定回路の第4の構成例を示す回路図である。
In addition, the measurement circuit including the measurement transistor and the selector is not limited to the circuit shown in FIG. 2, and various modes are possible.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second configuration example of the measurement circuit according to the present embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third configuration example of the measurement circuit according to the present embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth configuration example of the measurement circuit according to the present embodiment.

予想される測定電位が基準電位VSSに近い電位のときは、たとえば図4に示すような測定回路が適用できる。   When the expected measurement potential is a potential close to the reference potential VSS, for example, a measurement circuit as shown in FIG. 4 can be applied.

図4の測定トランジスタ221Aは、動作電圧が1.0Vの場合に適用可能な薄膜のPMOSトランジスタPT24により形成されている。
また、セレクタ222AはNMOSトランジスタNT23およびNMOSトランジスタNT24により形成されている。
そして、NMOSトランジスタNT23のゲートにセレクト信号SELの反転信号/SELが供給され、NMOSトランジスタNT24のゲートにセレクト信号SELが供給される。
The measurement transistor 221A shown in FIG. 4 is formed of a thin film PMOS transistor PT24 applicable when the operating voltage is 1.0V.
The selector 222A is formed by an NMOS transistor NT23 and an NMOS transistor NT24.
The inverted signal / SEL of the select signal SEL is supplied to the gate of the NMOS transistor NT23, and the select signal SEL is supplied to the gate of the NMOS transistor NT24.

この場合もまず、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221Aのゲートに参照電圧Vrefの供給端子TVrefが接続されるように設定される。
図4のセレクタ222Aの場合、セレクト信号SELがローレベル(LO)、反転信号/SELがハイレベル(HI)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23がオンし、NMOSトランジスタNT24がオフする。
すなわち、NMOSトランジスタNT23がオンし、測定トランジスタ221Aを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートにテスター3により供給される参照電圧Vrefが印加される。
Also in this case, first, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set such that the supply terminal TVref of the reference voltage Vref is connected to the gate of the measurement transistor 221A.
In the case of the selector 222A in FIG. 4, the select signal SEL is set to a low level (LO), and the inverted signal / SEL is set to a high level (HI). As a result, the NMOS transistor NT23 is turned on and the NMOS transistor NT24 is turned off.
That is, the NMOS transistor NT23 is turned on, and the reference voltage Vref supplied by the tester 3 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221A.

次に、テスター3において、参照電圧Vrefを0V〜半導体集積回路の電源電圧まで変化させながら、測定トランジスタ221AであるPMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
このときの参照電圧Vrefと電流値Iが電圧電流値特性として、たとえばPC4の記憶装置41に記憶される。
Next, the tester 3 measures the current value I flowing through the PMOS transistor PT24, which is the measurement transistor 221A, while changing the reference voltage Vref from 0 V to the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit.
The reference voltage Vref and the current value I at this time are stored in the storage device 41 of the PC 4 as voltage-current value characteristics, for example.

次に、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221Aのゲートに内部ノード21が接続されるように設定される。
図4のセレクタ222Aの場合、セレクト信号SELがハイレベル(HI)、反転信号/SELがローレベル(LO)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23がオフし、NMOSトランジスタNT24がオンする。
すなわち、NMOSトランジスタNT24がオンし、測定トランジスタ221Aを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに内部ノード21の電位Vnodeが印加される。
Next, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set so that the internal node 21 is connected to the gate of the measurement transistor 221A.
In the case of the selector 222A in FIG. 4, the select signal SEL is set to a high level (HI) and the inverted signal / SEL is set to a low level (LO). As a result, the NMOS transistor NT23 is turned off and the NMOS transistor NT24 is turned on.
That is, the NMOS transistor NT24 is turned on, and the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221A.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221Aを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに内部ノード21の電位Vnodeを印加した状態で、PMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して内部ノード21の電位Vnodeが導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT24 is measured in a state where the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 forming the measurement transistor 221A.
Then, the potential Vnode of the internal node 21 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

図4の測定回路によれば、セレクタを小さくできる。ただし、VDDに近い電位は測定することは困難となることから、図4の測定回路は、予想される測定電位が基準電位VSSに近い電位のとき適用される。   According to the measurement circuit of FIG. 4, the selector can be made small. However, since it is difficult to measure a potential close to VDD, the measurement circuit in FIG. 4 is applied when the expected measurement potential is close to the reference potential VSS.

なお、セレクタ222Aを、NMOSトランジスタにより形成されていることから、しきい値電圧分だけ転送電圧が降下するおそれがある。その場合、セレクト信号SELおよび反転信号/SELのハイレベルのときのレベルを、たとえば供給電圧の最も高い電源電圧値にそれ以上の電圧αを付加したレベルとすることも可能である。   Since the selector 222A is formed of an NMOS transistor, the transfer voltage may drop by the threshold voltage. In that case, the level when the select signal SEL and the inverted signal / SEL are at the high level can be set to a level obtained by adding a higher voltage α to the power supply voltage value having the highest supply voltage, for example.

また、予想される測定電位が電源電圧VDDに近い電位のときは、図5に示すような測定回路が適用できる。   Further, when the expected measurement potential is a potential close to the power supply voltage VDD, a measurement circuit as shown in FIG. 5 can be applied.

図5の測定トランジスタ221Bは、薄膜のNMOSトランジスタNT25により形成されている。
また、セレクタ222BはPMOSトランジスタPT25およびPMOSトランジスタPT26により形成されている。
そして、PMOSトランジスタPT25のゲートにセレクト信号SELが供給され、PMOSトランジスタPT26のゲートにセレクト信号SELの反転信号/SELが供給される。
The measurement transistor 221B of FIG. 5 is formed by a thin film NMOS transistor NT25.
The selector 222B is formed by a PMOS transistor PT25 and a PMOS transistor PT26.
The select signal SEL is supplied to the gate of the PMOS transistor PT25, and the inverted signal / SEL of the select signal SEL is supplied to the gate of the PMOS transistor PT26.

この場合もまず、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221Bのゲートに参照電圧Vrefの供給端子TVrefが接続されるように設定される。
図5のセレクタ222Bの場合、セレクト信号SELがローレベル(LO)、反転信号/SELがハイレベル(HI)に設定される。これにより、PMOSトランジスタPT25がオンし、PMOSトランジスタPT26がオフする。
すなわち、PMOSトランジスタPT25がオンし、測定トランジスタ221Bを形成するNMOSトランジスタNT25のゲートにテスター3により供給される参照電圧Vrefが印加される。
Also in this case, first, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set so that the supply terminal TVref of the reference voltage Vref is connected to the gate of the measurement transistor 221B.
In the case of the selector 222B in FIG. 5, the select signal SEL is set to a low level (LO), and the inverted signal / SEL is set to a high level (HI). As a result, the PMOS transistor PT25 is turned on and the PMOS transistor PT26 is turned off.
That is, the PMOS transistor PT25 is turned on, and the reference voltage Vref supplied by the tester 3 is applied to the gate of the NMOS transistor NT25 forming the measurement transistor 221B.

次に、テスター3において、参照電圧Vrefを0V〜半導体集積回路の電源電圧まで変化させながら、測定トランジスタ221BであるNMOSトランジスタNT25に流れる電流値Iが測定される。
このときの参照電圧Vrefと電流値Iが電圧電流値特性として、たとえばPC4の記憶装置41に記憶される。
Next, the tester 3 measures the current value I flowing through the NMOS transistor NT25 as the measurement transistor 221B while changing the reference voltage Vref from 0 V to the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit.
The reference voltage Vref and the current value I at this time are stored in the storage device 41 of the PC 4 as voltage-current value characteristics, for example.

次に、セレクト信号SELおよびその反転信号/SEL信号が、測定トランジスタ221Bのゲートに内部ノード21が接続されるように設定される。
図5のセレクタ222Bの場合、セレクト信号SELがハイレベル(HI)、反転信号/SELがローレベル(LO)に設定される。これにより、PMOSトランジスタPT25がオフし、PMOSトランジスタPT26がオンする。
すなわち、PMOSトランジスタPT26がオンし、測定トランジスタ221Bを形成するNMOSトランジスタNT25のゲートに内部ノード21の電位Vnodeが印加される。
Next, the select signal SEL and its inverted signal / SEL signal are set so that the internal node 21 is connected to the gate of the measurement transistor 221B.
In the case of the selector 222B in FIG. 5, the select signal SEL is set to the high level (HI), and the inverted signal / SEL is set to the low level (LO). As a result, the PMOS transistor PT25 is turned off and the PMOS transistor PT26 is turned on.
That is, the PMOS transistor PT26 is turned on, and the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the NMOS transistor NT25 that forms the measurement transistor 221B.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221Bを形成するNMOSトランジスタNT25のゲートに内部ノード21の電位Vnodeを印加した状態で、NMOSトランジスタNT25に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して内部ノード21の電位Vnodeが導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the NMOS transistor NT25 is measured in a state where the potential Vnode of the internal node 21 is applied to the gate of the NMOS transistor NT25 forming the measurement transistor 221B.
Then, the potential Vnode of the internal node 21 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

図5の測定回路によれば、セレクタを小さくできる。ただし、VSSに近い電位は測定することは困難となることから、図5の測定回路は、予想される測定電位が電源電圧VDDに近い電位のとき適用される。   According to the measurement circuit of FIG. 5, the selector can be made small. However, since it is difficult to measure a potential close to VSS, the measurement circuit in FIG. 5 is applied when the expected measurement potential is a potential close to the power supply voltage VDD.

また、たとえば図6の測定回路に示すように、セレクトする信号を増やし、セレクトできるノードを増やすことで多くのノードの電位を測定できるように構成することも可能である。
図6は、3種類の第1〜第3の内部ノード21−1,21−2,21−3の電位をVSS付近で測定する測定回路を示している。
For example, as shown in the measurement circuit of FIG. 6, it is possible to increase the number of signals to be selected and increase the number of nodes that can be selected so that the potentials of many nodes can be measured.
FIG. 6 shows a measurement circuit that measures the potentials of the three types of first to third internal nodes 21-1, 21-2, and 21-3 in the vicinity of VSS.

測定トランジスタ221Cは、図4と同様に、薄膜のPMOSトランジスタPT24により形成されている。
参照電圧供給端子TVrefと測定トランジスタ221CとしてのPMOSトランジスタPT24のゲートとの間に、NMOSトランジスタNT23が接続されている。
第1の内部ノード21−1と測定トランジスタ221CとしてのPMOSトランジスタPT24のゲートとの間に、NMOSトランジスタNT24が接続されている。
第2の内部ノード21−2と測定トランジスタ221CとしてのPMOSトランジスタPT24のゲートとの間に、NMOSトランジスタNT26が接続されている。
第3の内部ノード21−3と測定トランジスタ221CとしてのPMOSトランジスタPT24のゲートとの間に、NMOSトランジスタNT27が接続されている。
The measurement transistor 221C is formed of a thin-film PMOS transistor PT24 as in FIG.
An NMOS transistor NT23 is connected between the reference voltage supply terminal TVref and the gate of the PMOS transistor PT24 as the measurement transistor 221C.
An NMOS transistor NT24 is connected between the first internal node 21-1 and the gate of the PMOS transistor PT24 as the measurement transistor 221C.
An NMOS transistor NT26 is connected between the second internal node 21-2 and the gate of the PMOS transistor PT24 as the measurement transistor 221C.
An NMOS transistor NT27 is connected between the third internal node 21-3 and the gate of the PMOS transistor PT24 as the measurement transistor 221C.

そして、NMOSトランジスタNT23のゲートにセレクト信号SEL0が供給され、NMOSトランジスタNT24のゲートにセレクト信号SEL1が供給され、NMOSトランジスタNT26のゲートにセレクト信号SEL2が供給され、NMOSトランジスタNT27のゲートにセレクト信号SEL3が供給される。   The select signal SEL0 is supplied to the gate of the NMOS transistor NT23, the select signal SEL1 is supplied to the gate of the NMOS transistor NT24, the select signal SEL2 is supplied to the gate of the NMOS transistor NT26, and the select signal SEL3 is supplied to the gate of the NMOS transistor NT27. Is supplied.

なお、セレクト信号SEL0〜SEL3は、レベルがそれぞれ個別に制御される。セレクト信号SEL0〜SEL3は、半導体集積回路2内で生成しても良いし、テスター3側から直接供給するように構成してもよい。   Note that the levels of the select signals SEL0 to SEL3 are individually controlled. The select signals SEL0 to SEL3 may be generated in the semiconductor integrated circuit 2 or may be configured to be supplied directly from the tester 3 side.

この場合もまず、セレクト信号SEL0〜SEL3が、測定トランジスタ221Cのゲートに参照電圧Vrefの供給端子TVrefが接続されるように設定される。
図6のセレクタ222Cの場合、セレクト信号SEL0がハイレベル(HI)、セレクト信号SEL1〜SEL3がローレベル(L0)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23がオンし、NMOSトランジスタNT24,NT26,NT27がオフする。
すなわち、NMOSトランジスタNT23がオンし、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートにテスター3により供給される参照電圧Vrefが印加される。
Also in this case, first, the select signals SEL0 to SEL3 are set so that the supply terminal TVref of the reference voltage Vref is connected to the gate of the measurement transistor 221C.
In the case of the selector 222C in FIG. 6, the select signal SEL0 is set to the high level (HI), and the select signals SEL1 to SEL3 are set to the low level (L0). Thereby, the NMOS transistor NT23 is turned on, and the NMOS transistors NT24, NT26, NT27 are turned off.
That is, the NMOS transistor NT23 is turned on, and the reference voltage Vref supplied by the tester 3 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221C.

次に、テスター3において、参照電圧Vrefを0V〜半導体集積回路2の電源電圧VDDまで変化させながら、測定トランジスタ221CであるPMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
このときの参照電圧Vrefと電流値Iが電圧電流値特性として、たとえばPC4の記憶装置41に記憶される。
Next, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT24, which is the measurement transistor 221C, is measured while changing the reference voltage Vref from 0 V to the power supply voltage VDD of the semiconductor integrated circuit 2.
The reference voltage Vref and the current value I at this time are stored in the storage device 41 of the PC 4 as voltage-current value characteristics, for example.

次に、セレクト信号SEL0〜SEL3が、測定トランジスタ221Cのゲートに、たとえば第1の内部ノード21−1が接続されるように設定される。
図6のセレクタの場合、セレクト信号SEL1がハイレベル(HI)、セレクト信号SEL0,SEL2,SEL3がローレベル(LO)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23,NT26,NT27がオフし、NMOSトランジスタNT24がオンする。
すなわち、NMOSトランジスタNT24がオンし、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第1の内部ノード21−1の電位Vnode1が印加される。
Next, select signals SEL0 to SEL3 are set so that, for example, first internal node 21-1 is connected to the gate of measurement transistor 221C.
In the case of the selector of FIG. 6, the select signal SEL1 is set to the high level (HI), and the select signals SEL0, SEL2, and SEL3 are set to the low level (LO). As a result, the NMOS transistors NT23, NT26, NT27 are turned off and the NMOS transistor NT24 is turned on.
That is, the NMOS transistor NT24 is turned on, and the potential Vnode1 of the first internal node 21-1 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221C.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第1の内部ノード21−1の電位Vnode1を印加した状態で、PMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して第1の内部ノード21−1の電位Vnode1が導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT24 is measured in a state where the potential Vnode1 of the first internal node 21-1 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 forming the measurement transistor 221C.
Then, the potential Vnode1 of the first internal node 21-1 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

また、セレクト信号SEL0〜SEL3が、測定トランジスタ221Cのゲートに、たとえば第2の内部ノード21−2が接続されるように設定される。
図6のセレクタ222Cの場合、セレクト信号SEL2がハイレベル(HI)、セレクト信号SEL0,SEL2,SEL3がローレベル(LO)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23,NT24,NT27がオフし、NMOSトランジスタNT26がオンする。
すなわち、NMOSトランジスタNT26がオンし、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第2の内部ノード21−2の電位Vnode2が印加される。
Further, select signals SEL0 to SEL3 are set so that, for example, the second internal node 21-2 is connected to the gate of the measurement transistor 221C.
In the case of the selector 222C in FIG. 6, the select signal SEL2 is set to the high level (HI), and the select signals SEL0, SEL2, and SEL3 are set to the low level (LO). As a result, the NMOS transistors NT23, NT24, NT27 are turned off and the NMOS transistor NT26 is turned on.
That is, the NMOS transistor NT26 is turned on, and the potential Vnode2 of the second internal node 21-2 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221C.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第2の内部ノード21−2の電位Vnode2を印加した状態で、PMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して第2の内部ノード21−2の電位Vnode2が導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT24 is measured in a state where the potential Vnode2 of the second internal node 21-2 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 forming the measurement transistor 221C.
Then, the potential Vnode2 of the second internal node 21-2 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

また、セレクト信号SEL0〜SEL3が、測定トランジスタ221Cのゲートに、たとえば第3の内部ノード21−3が接続されるように設定される。
図6のセレクタ222Cの場合、セレクト信号SEL3がハイレベル(HI)、セレクト信号SEL0,SEL1,SEL2がローレベル(LO)に設定される。これにより、NMOSトランジスタNT23,NT24,NT26がオフし、NMOSトランジスタNT27がオンする。
すなわち、NMOSトランジスタNT27がオンし、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第3の内部ノード21−3の電位Vnode3が印加される。
Further, select signals SEL0 to SEL3 are set so that, for example, the third internal node 21-3 is connected to the gate of the measurement transistor 221C.
In the case of the selector 222C in FIG. 6, the select signal SEL3 is set to the high level (HI), and the select signals SEL0, SEL1, and SEL2 are set to the low level (LO). As a result, the NMOS transistors NT23, NT24, NT26 are turned off and the NMOS transistor NT27 is turned on.
That is, the NMOS transistor NT27 is turned on, and the potential Vnode3 of the third internal node 21-3 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 that forms the measurement transistor 221C.

ここで、テスター3において、測定トランジスタ221Cを形成するPMOSトランジスタPT24のゲートに第3の内部ノード21−3の電位Vnode3を印加した状態で、PMOSトランジスタPT24に流れる電流値Iが測定される。
そして、この測定値と予め取得しておいた電圧電流特性から、PC4等を利用して第3の内部ノード21−3の電位Vnode3が導出される。
Here, in the tester 3, the current value I flowing through the PMOS transistor PT24 is measured in a state where the potential Vnode3 of the third internal node 21-3 is applied to the gate of the PMOS transistor PT24 forming the measurement transistor 221C.
Then, the potential Vnode3 of the third internal node 21-3 is derived from the measured value and the voltage-current characteristic acquired in advance using the PC 4 or the like.

なお、図6のような複数のノード対応の構成は、図2や図5の測定回路にも適用することができる。   Note that the configuration corresponding to a plurality of nodes as shown in FIG. 6 can also be applied to the measurement circuits shown in FIGS.

以上説明したように、本実施形態によれば、半導体集積回路2内のノード電位を、プローブを当てたり、直接外部端子に出力したりせず、間接的に測定する電圧測定システムが構成されている。
具体的には、半導体集積回路2内部に測定用のトランジスタ221を1個実装し、まずはその測定トランジスタ221のゲート入力に外部電源(参照電圧Vrefの供給端子TVref)が直接接続されるようセレクタ222でセレクトし、電圧電流特性を記憶装置に取得する。次に、測定トランジスタ221のゲートに内部ノードが接続されるようにセレクトし、測定トランジスタ221に流れる電流を測定する。その電流と電圧電流特性から、内部ノード電位を導出する。
以上の構成を有することから、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, a voltage measurement system that indirectly measures the node potential in the semiconductor integrated circuit 2 without applying a probe or directly outputting it to an external terminal is configured. Yes.
Specifically, one measuring transistor 221 is mounted inside the semiconductor integrated circuit 2, and first, the selector 222 is connected so that an external power supply (supply terminal TVref of the reference voltage Vref) is directly connected to the gate input of the measuring transistor 221. To select the voltage-current characteristic in the storage device. Next, the measurement transistor 221 is selected so that the internal node is connected to the gate of the measurement transistor 221, and the current flowing through the measurement transistor 221 is measured. The internal node potential is derived from the current and voltage-current characteristics.
Since it has the above structure, according to this embodiment, the following effects can be acquired.

厚膜トランジスタは、I/Oセルなどで必ず使用するデバイスなので、この測定回路を実装しても製造工程に変化はない。
内部ノードを直接チップ外部まで引き出したり、プローブの針を当てたりせずに済むので信頼性に優れ、付加容量成分も抑えられるのでより現実の値を測定できる。
針当てによる測定をしなくて済むので、測定環境(温度、組み立てチップに限定)や測定サンプル数(測定時間の都合)の制限から開放される。
電位を測定する際に、毎回参照電圧と比較する手法ではないので、リアルタイムに測定トランジスタに流れる電流値Iの変化を測定することで、1回の測定で時間的な電位変化を比較的容易に測定できる。
電圧電流特性を取得する測定トランジスタは1つしかないので、製造ばらつきに強い。
セレクタの製造ばらつきが考えられるが電圧のみを伝播させるデバイスとして使用するため、測定回路として製造ばらつきに強い。
Since the thick film transistor is a device that is always used in an I / O cell or the like, even if this measurement circuit is mounted, the manufacturing process does not change.
Since it is not necessary to pull out the internal node directly to the outside of the chip or touch the probe needle, it is highly reliable and the additional capacitance component can be suppressed, so that a more realistic value can be measured.
Since it is not necessary to perform measurement by needle contact, the measurement environment (limited to temperature and assembly chip) and the number of measurement samples (convenience of measurement time) are released.
When measuring the potential, it is not a method of comparing with the reference voltage every time. By measuring the change in the current value I flowing in the measurement transistor in real time, it is relatively easy to change the temporal potential in one measurement. It can be measured.
Since there is only one measuring transistor that acquires voltage-current characteristics, it is resistant to manufacturing variations.
Although the manufacturing variation of the selector can be considered, since it is used as a device that propagates only the voltage, it is strong against the manufacturing variation as a measurement circuit.

本発明の実施形態に係る半導体集積回路装置のノード電位測定システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the node electric potential measurement system of the semiconductor integrated circuit device which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る測定回路の一構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one structural example of the measurement circuit which concerns on this embodiment. 本実施形態における測定トランジスタの電圧電流特性が線形性を有することを示す図である。It is a figure which shows that the voltage-current characteristic of the measurement transistor in this embodiment has linearity. 本実施形態に係る測定回路の第2の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 2nd structural example of the measurement circuit which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る測定回路の第3の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 3rd structural example of the measurement circuit which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る測定回路の第4の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 4th structural example of the measurement circuit which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ノード電圧測定システム、2・・・半導体集積回路、21・・・内部ノード、221,221A,221B,221C・・・測定トランジスタ、PT21、PT24・・・測定トランジスタとしてのPMOSトランジスタ、NT25・・・測定トランジスタとしてのNMOSトランジスタ、222・・・セレクト回路、3・・・テスター(tester)、31・・・電流測定部(A)、4・・・パーソナルコンピュータ(PC)、41・・・記憶装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Node voltage measuring system, 2 ... Semiconductor integrated circuit, 21 ... Internal node, 221, 221A, 221B, 221C ... Measuring transistor, PT21, PT24 ... PMOS transistor as measuring transistor, NT25 ... NMOS transistor as a measurement transistor, 222 ... select circuit, 3 ... tester, 31 ... current measurement unit (A), 4 ... personal computer (PC), 41. ··Storage device.

Claims (8)

電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、
外部と接続可能な電源電圧端子と、
外部と接続可能な基準電位端子と、
外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、
上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、
上記測定トランジスタの制御端子に接続されたセレクタと、を含み、
上記セレクタは、
セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続し、
上記測定トランジスタは、
第1端子が上記電源電圧端子に接続され、第2端子が上記基準電位端子に接続され、上記制御端子に参照電圧が供給されているとき、および上記内部ノード電位が印加されているときに流れる電流が上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定可能である
半導体集積回路。
At least one internal node of the potential measurement object;
A power supply voltage terminal that can be connected to the outside;
A reference potential terminal that can be connected to the outside;
A reference voltage supply terminal to which a reference voltage is supplied from the outside;
One measuring transistor for measuring the potential of the internal node;
A selector connected to the control terminal of the measurement transistor,
The above selector
In accordance with a select signal, the control terminal of the measurement transistor is selectively connected to the reference voltage supply terminal or the internal node,
The measurement transistor is
The first terminal is connected to the power supply voltage terminal, the second terminal is connected to the reference potential terminal, and flows when the reference voltage is supplied to the control terminal and when the internal node potential is applied. A semiconductor integrated circuit in which current can be measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal.
上記測定トランジスタは、
上記セレクタにより上記制御端子が上記参照電圧供給端子に接続された状態で、当該制御端子に所定の範囲をもって変化される外部からの参照電圧が印加されたときの電圧電流特性が取得され、
上記セレクタにより上記制御端子が上記内部ノードに接続された状態で、当該制御端子に上記内部ノード電位が印加されたときの電流が測定され、
上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位が導出される
請求項1記載の半導体集積回路。
The measurement transistor is
With the control terminal connected to the reference voltage supply terminal by the selector, a voltage-current characteristic is obtained when an external reference voltage that is changed with a predetermined range is applied to the control terminal,
With the control terminal connected to the internal node by the selector, a current is measured when the internal node potential is applied to the control terminal,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the internal node potential is derived from the acquired voltage-current characteristic and the measured current.
上記測定トランジスタは、
薄膜トランジスタよりしきい値電圧の高いpチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される
請求項1または2記載の半導体集積回路。
The measurement transistor is
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is formed of a p-channel insulated gate field effect transistor having a threshold voltage higher than that of the thin film transistor.
上記測定トランジスタは、
pチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される
請求項1または2記載の半導体集積回路。
The measurement transistor is
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is formed of a p-channel insulated gate field effect transistor.
上記測定トランジスタは、
nチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタにより形成される
請求項1または2記載の半導体集積回路。
The measurement transistor is
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is formed of an n-channel insulated gate field effect transistor.
半導体集積回路と、
上記半導体集積回路のノード電位を測定可能な測定装置と、を有し、
上記半導体集積回路は、
電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、
外部と接続可能な電源電圧端子と、
外部と接続可能な基準電位端子と、
外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、
上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、
上記測定トランジスタの制御端子に接続されたセレクタと、を含み、
上記セレクタは、
セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続し、
上記測定トランジスタは、
第1端子が上記電源電圧端子に接続され、第2端子が上記基準電位端子に接続され、上記制御端子に参照電圧が供給されているとき、および上記内部ノード電位が印加されているときに流れる電流が上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定可能であり、
上記測定装置は、
上記半導体集積回路において、少なくとも上記セレクタにより上記測定トランジスタの上記制御端子が上記参照電圧供給端子に接続されているときに、当該参照電圧供給端子に上記参照電圧を所定の範囲をもって変化させながら供給し、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定して電圧電流特性を取得し、
上記半導体集積回路において、上記セレクタにより上記測定トランジスタの上記制御端子が上記内部ノードに接続されているときに、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定し、
上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する
ノード電位測定システム。
A semiconductor integrated circuit;
A measuring device capable of measuring the node potential of the semiconductor integrated circuit,
The semiconductor integrated circuit is
At least one internal node of the potential measurement object;
A power supply voltage terminal that can be connected to the outside;
A reference potential terminal that can be connected to the outside;
A reference voltage supply terminal to which a reference voltage is supplied from the outside;
One measuring transistor for measuring the potential of the internal node;
A selector connected to the control terminal of the measurement transistor,
The above selector
In accordance with a select signal, the control terminal of the measurement transistor is selectively connected to the reference voltage supply terminal or the internal node,
The measurement transistor is
The first terminal is connected to the power supply voltage terminal, the second terminal is connected to the reference potential terminal, and flows when the reference voltage is supplied to the control terminal and when the internal node potential is applied. The current can be measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal,
The measuring device is
In the semiconductor integrated circuit, when the control terminal of the measurement transistor is connected to the reference voltage supply terminal by at least the selector, the reference voltage is supplied to the reference voltage supply terminal while being changed within a predetermined range. The current flowing through the measurement transistor is measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal to obtain a voltage-current characteristic.
In the semiconductor integrated circuit, when the control terminal of the measurement transistor is connected to the internal node by the selector, a current flowing through the measurement transistor is measured through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal.
A node potential measurement system that derives the internal node potential from the acquired voltage-current characteristics and the measured current.
上記取得された電圧電流特性情報を保存する保持部を有し、
上記測定装置は、
上記取得した電圧電流特性情報を上記保持部に保持しておき、
上記保持部に保持されている電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する
請求項6記載のノード電位測定システム。
A holding unit for storing the acquired voltage-current characteristic information;
The measuring device is
Holding the acquired voltage-current characteristic information in the holding unit,
The node potential measurement system according to claim 6, wherein the internal node potential is derived from the voltage-current characteristic held in the holding unit and the measurement current.
半導体集積回路を、
電位測定対象の少なくとも一つの内部ノードと、
外部と接続可能な電源電圧端子と、
外部と接続可能な基準電位端子と、
外部から参照電圧が供給される参照電圧供給端子と、
上記内部ノードの電位を測定するための1つの測定トランジスタと、を含み、
セレクト信号に応じて上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子または上記内部ノードに選択的に接続するように形成し、
上記半導体集積回路において、上記測定トランジスタの上記制御端子を上記参照電圧供給端子に接続し、
上記参照電圧供給端子に上記参照電圧を所定の範囲をもって変化させながら供給し、上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定して電圧電流特性を取得し、
上記半導体集積回路において、上記測定トランジスタの上記制御端子を上記内部ノードに接続し、
上記測定トランジスタに流れる電流を上記電源電圧端子および上記基準電位端子を通して測定し、
上記取得した電圧電流特性と上記測定電流とから上記内部ノード電位を導出する
ノード電位測定方法。
Semiconductor integrated circuit
At least one internal node of the potential measurement object;
A power supply voltage terminal that can be connected to the outside;
A reference potential terminal that can be connected to the outside;
A reference voltage supply terminal to which a reference voltage is supplied from the outside;
One measuring transistor for measuring the potential of the internal node,
In response to a select signal, the control terminal of the measurement transistor is selectively connected to the reference voltage supply terminal or the internal node,
In the semiconductor integrated circuit, the control terminal of the measurement transistor is connected to the reference voltage supply terminal,
Supply the reference voltage to the reference voltage supply terminal while changing it in a predetermined range, measure the current flowing through the measurement transistor through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal, and obtain voltage-current characteristics.
In the semiconductor integrated circuit, the control terminal of the measurement transistor is connected to the internal node,
Measure the current flowing through the measurement transistor through the power supply voltage terminal and the reference potential terminal,
A node potential measuring method for deriving the internal node potential from the acquired voltage-current characteristic and the measured current.
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