JP4380601B2

JP4380601B2 - 半導体装置の試験を行うための回路及び半導体装置の試験装置

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Publication number: JP4380601B2
Application number: JP2005202489A
Authority: JP
Inventors: 浩一竹村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2007024501A

Description

本発明は、半導体装置の試験を行うための回路に関する。さらに、本発明は、そのような回路を具備する半導体装置の試験装置に関する。

従来より、半導体装置の試験において、ＬＳＩテスタと呼ばれる試験装置が用いられている。図４は、従来のＬＳＩテスタの概要を示すブロック図である。図４に示すように、このＬＳＩテスタ３１は、一端が接地電位に接続され、テスト対象である半導体装置４１の内部から発生するノイズや半導体装置４１の外部から到来するノイズの吸収等を行うためのバイパス・コンデンサ３２と、半導体装置４１の端子に信号や電源電圧等を印加し、又は、半導体装置４１の端子から信号を受け取るためのテスト回路３３と、テスト回路３３から供給される制御信号に従って、バイパス・コンデンサ３２の他端と半導体装置４１の端子との間を接続するためのリレー回路３４とを具備する。

リレー回路３４が制御信号に従ってオン状態になると、バイパス・コンデンサ３２の他端と半導体装置４１の端子との間が接続される。このとき、バイパス・コンデンサ３２に電荷が蓄積されていると、バイパス・コンデンサ３２に蓄積されている電荷が半導体装置４１に流れ込んでしまう過渡現象が発生し、正確且つ安定した試験が行えない場合がある。特に、バイパス・コンデンサ３２の静電容量が大きかったり、バイパス・コンデンサ３２の端子間電圧が高い場合には、半導体装置４１の破壊を招く場合もある。

また、リレー回路３４が制御信号に従ってオン状態になり、バイパス・コンデンサ３２の他端と半導体装置４１の端子との間が接続されたとき、バイパス・コンデンサ３２に電荷が蓄積されていないと、電荷が半導体装置４１からバイパス・コンデンサ３２に流れ込んでしまう過渡現象が発生し、正確且つ安定した試験が行えない場合がある。特に、バイパス・コンデンサ３２の静電容量が大きい場合には、半導体装置４１の破壊を招く場合もある。

上記のような事態を防止するために、バイパス・コンデンサ３２内に蓄積されている電荷と、半導体装置４１に印加される信号の変化とを考慮しながらテストパターンを作成することが考えられる。しかしながら、１回の試験中におけるリレー３４のオン／オフ回数は非常に多いため、テストパターンの工夫だけで上記のような事態を防止することは困難である。

ところで、半導体デバイスの端子に接続されたコンデンサの蓄電及び放電を行う電流測定装置等が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特許文献１には、半導体デバイスの端子に生じるデバイス電流を測定する電流測定装置であって、端子と半導体デバイスのアース電位との間に接続されたコンデンサと、コンデンサを所定の電圧に蓄電するドライバと、被試験デバイスを動作させるパターン生成装置と、所定の試験時間経過後にコンデンサの端子側の電位を測定するコンパレータと、試験時間、コンデンサの容量及び電位に基づいてデバイス電流を算出する手段とを備えたことを特徴とする電流測定装置（以下、「第１の電流測定装置」という）が掲載されている。また、特許文献１には、上記第１の電流測定装置において、コンデンサを所定の電圧に設定した後にコンデンサに所定の電流を与える疑似負荷回路と、疑似負荷回路により所定の時間所定の電流をコンデンサに与えた後にコンパレータで測定した端子側の電位、及び所定の電流に基づいてコンデンサの容量を算出する手段とを更に備えたことを特徴とする電流測定装置（以下、「第２の電流測定装置」という）も掲載されている。さらに、特許文献１には、上記第２の電流測定装置において、所定の電圧は正電圧であり、所定の電流はコンデンサに蓄積された正電圧を放電させる電流であることを特徴とする電流測定装置（以下、「第３の電流測定装置」という）も掲載されている。

上記第３の電流測定装置によれば、ドライバが、コンデンサを所定の電圧に蓄電し、疑似負荷回路が、蓄積された正電圧を放電させる電流をコンデンサに与える。これにより、コンデンサの蓄電及び放電を行うことができる。
しかしながら、上記第３の電流測定装置においては、コンデンサの蓄電及び放電を行うために、ドライバと疑似負荷回路とを必要とする。
また、上記第３の電流測定装置は、デバイス電流を測定するための装置であり、デバイス電流を算出するため、コンデンサの電位を測定するためのコンパレータを必要とする。

特開２０００−１７１４９３号公報（第２頁、図４）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、半導体装置の試験のために用いられる回路であって、半導体装置の正確且つ安定した試験を行うことができ、半導体装置の破壊を防止することができる回路を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、そのような回路を具備する半導体装置の試験装置を提供することを第２の目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の試験を行うための回路は、コンデンサを利用して半導体装置の試験を行うための充放電回路であって、外部から供給される制御信号に従って、コンデンサの充電を行い、コンデンサの放電を行い、及び、半導体装置の端子とコンデンサの一端との間を接続する。

この回路において、一端がコンデンサの他端に接続された電源回路と、抵抗と、外部から供給される第１の制御信号が第１の状態を表している場合に、コンデンサの上記一端と半導体装置の上記端子との接続を遮断してコンデンサの上記一端と抵抗の一端との間を接続することによりコンデンサの充電及び放電のいずれをも可能とし、第１の制御信号が第２の状態を表している場合に、コンデンサの上記一端と半導体装置の上記端子との間を接続するための第１のスイッチ回路と、外部から供給される第２の制御信号が第３の状態を表している場合に、抵抗の他端と電源回路の他端との間を接続することによりコンデンサの充電を行い、第２の制御信号が第４の状態を表している場合に、コンデンサの上記他端と抵抗の上記他端との間を接続することによりコンデンサの放電を行うための第２のスイッチ回路とを具備する。

また、電源回路が、外部から供給される第３の制御信号に従って出力を可変とすることが可能であるようにしても良い。

また、本発明に係る半導体装置の試験装置は、本発明に係る半導体装置の試験を行うための回路と、回路に第１〜第３の制御信号を供給することにより回路を制御するとともに、半導体装置の上記端子に信号又は電源電圧を印加し又は半導体装置の上記端子から出力される信号を受け取るテスト回路とを具備する。

この半導体装置の試験装置において、テスト回路が、半導体装置の上記端子にハイレベルの信号を印加する前又は半導体装置の上記端子からハイレベルの信号が出力される前にコンデンサの充電を行うように回路を制御し、及び／又は、半導体装置の上記端子にローレベルの信号を印加する前又は半導体装置の上記端子からローレベルの信号が出力される前にコンデンサの放電を行うように回路を制御するようにしても良い。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るＬＳＩテスタの概要を示す図である。図１に示すように、このＬＳＩテスタ１は、バイパス・コンデンサ２と、テスト回路３と、充放電回路４とを具備する。

充放電回路４は、バイパス・コンデンサ２の充放電、及びバイパス・コンデンサ２と試験対象である半導体装置２１の端子との間の接続を行うための回路であり、抵抗１１と、電圧源回路１２と、スイッチ回路１３、１４とを具備する。

スイッチ回路１３は、テスト回路３から供給される第１制御信号がハイレベルの場合、バイパス・コンデンサ２の一端と半導体装置２１の端子との間を接続し、第１制御信号がローレベルの場合、バイパス・コンデンサ２の一端と抵抗１１の一端との間を接続する。

電圧源回路１２の一端（ここでは、低電位側の端子）は、バイパス・コンデンサ２の他端に接続されており、さらに、バイパス・コンデンサ２の他端は、所定の電位（ここでは、接地電位Ｖ_ＳＳ）に接続されている。

スイッチ回路１４は、テスト回路３から供給される第２制御信号がハイレベルの場合、抵抗１１の他端とバイパス・コンデンサ２の他端との間を接続し、第２制御信号がローレベルの場合、抵抗１１の他端と電圧源回路１２の他端（ここでは、高電位側の端子）との間を接続する。

次に、ＬＳＩテスタ１の動作について説明する。
まず、バイパス・コンデンサ２の充電を行う場合について説明する。この場合、テスト回路３は、ローレベルの第１制御信号をスイッチ回路１３に供給するとともに、ローレベルの第２制御信号をスイッチ回路１３に供給する。

スイッチ回路１３は、ローレベルの第１制御信号の供給を受けて、バイパス・コンデンサ２の一端と抵抗１１の一端との間を接続する。また、スイッチ回路１４は、ローレベルの第２制御信号の供給を受けて、抵抗１１の他端と電圧源回路１２の他端との間を接続する。

これにより、図１中の矢印に示すように、電圧源回路１２〜スイッチ回路１４〜抵抗１１〜スイッチ回路１３〜バイパス・コンデンサ２〜電圧源回路１２の経路で電流が流れ、バイパス・コンデンサ２の充電が行われる。

その後、テスト回路３は、ハイレベルの第１制御信号をスイッチ回路１３に供給する。
スイッチ回路１３は、ハイレベルの第１制御信号の供給を受けて、図２に示すように、バイパス・コンデンサ２の一端と半導体装置２１の端子との間を接続する。なお、このとき、第２制御信号は、ハイレベル、ローレベルのいずれであっても良い。

このバイパス・コンデンサ２の充電は、例えば、テスト回路３が半導体装置２１の端子にハイレベルの信号（電源電位を含む）を印加する前又は半導体装置２１からハイレベルの信号が出力される前に行うと効果的である。すなわち、図１に示すように、バイパス・コンデンサ２の充電が行われた後、図２において、テスト回路３が半導体装置２１の端子にハイレベルの信号を印加し又は半導体装置２１からハイレベルの信号が出力された場合、バイパス・コンデンサ２が充電されているので、テスト回路３又は半導体装置２１からバイパス・コンデンサ２に電荷が流入するという過渡現象が生ずることがない。従って、半導体装置２１の正確且つ安定した試験を行うことができ、半導体装置の破壊を防止することができる。

次に、バイパス・コンデンサ２の放電を行う場合について説明する。この場合、テスト回路３は、ローレベルの第１制御信号をスイッチ回路１３に供給するとともに、ハイレベルの第２制御信号をスイッチ回路１３に供給する。

スイッチ回路１３は、ローレベルの第１制御信号の供給を受けて、バイパス・コンデンサ２の一端と抵抗１１の一端との間を接続する。また、スイッチ回路１４は、ハイレベルの第２制御信号の供給を受けて、抵抗１１の他端とバイパス・コンデンサ２の他端との間を接続する。

これにより、図３中の矢印に示すように、バイパス・コンデンサ２〜スイッチ回路１３〜抵抗１１〜スイッチ回路１４〜バイパス・コンデンサ２の経路で電流が流れ、バイパス・コンデンサ２の放電が行われる。

その後、テスト回路３は、ハイレベルの第１制御信号をスイッチ回路１３に供給する。
スイッチ回路１３は、ハイレベルの第１制御信号の供給を受けて、バイパス・コンデンサ２の一端と半導体装置２１の端子との間を接続する。なお、このとき、第２制御信号は、ハイレベル、ローレベルのいずれであっても良い。

このバイパス・コンデンサ２の放電は、例えば、テスト回路３が半導体装置２１の端子にローレベルの信号（接地電位を含む）を印加する前又は半導体装置２１からローレベルの信号が出力される前に行うと効果的である。すなわち、バイパス・コンデンサ２の放電が行われた後、テスト回路３が半導体装置２１の端子にローレベルの信号を印加し又は半導体装置２１からローレベルの信号が出力された場合、バイパス・コンデンサ２が放電されているので、バイパス・コンデンサ２からテスト回路３又は半導体装置２１に電荷が流入するという過渡現象が生ずることがない。従って、半導体装置２１の正確且つ安定した試験を行うことができ、半導体装置の破壊を防止することができる。

なお、電圧源回路１２が、テスト回路３から供給される第３の制御信号に従って出力電圧を可変とするようにしても良い。これにより、充電時（図１参照）におけるバイパス・コンデンサ２の端子間電圧を所望の電圧とすることができる。

本発明は、半導体装置の試験を行うための回路において利用可能である。この回路は、半導体装置の試験装置において利用可能である。

本発明の一実施形態としてのＬＳＩテスタを示すブロック図。本発明の一実施形態としてのＬＳＩテスタを示すブロック図。本発明の一実施形態としてのＬＳＩテスタを示すブロック図。従来のＬＳＩテスタを示すブロック図。

符号の説明

１、３１ＬＳＩテスタ、２、３２バイパス・コンデンサ、３、３３テスト回路、４充放電回路、１１抵抗、１２電圧源回路、１３、１４スイッチ回路、２１半導体装置、３４リレー回路

Claims

コンデンサを利用し、外部から供給される制御信号に従って、前記コンデンサの充電を行い、前記コンデンサの放電を行い、及び、半導体装置の端子と前記コンデンサの一端との間を接続して、前記半導体装置の試験を行うための充放電回路であって、
一端が前記コンデンサの他端に接続された電源回路と、
抵抗と、
外部から供給される第１の制御信号が第１の状態を表している場合に、前記コンデンサの前記一端と前記半導体装置の前記端子との接続を遮断して前記コンデンサの前記一端と前記抵抗の一端との間を接続することにより前記コンデンサの充電及び放電のいずれをも可能とし、前記第１の制御信号が第２の状態を表している場合に、前記コンデンサの前記一端と前記半導体装置の前記端子との間を接続するための第１のスイッチ回路と、
外部から供給される第２の制御信号が第３の状態を表している場合に、前記抵抗の他端と前記電源回路の他端との間を接続することにより前記コンデンサの充電を行い、前記第２の制御信号が第４の状態を表している場合に、前記コンデンサの前記他端と前記抵抗の前記他端との間を接続することにより前記コンデンサの放電を行うための第２のスイッチ回路と、
を具備する回路。
前記電源回路が、外部から供給される第３の制御信号に従って出力を可変とすることが可能である、請求項１記載の回路。
請求項１又は２記載の回路と、
前記回路に第１〜第３の制御信号を供給することにより前記回路を制御するとともに、前記半導体装置の前記端子に信号を印加し又は前記半導体装置の前記端子から出力される信号を受け取るテスト回路と、
を具備する、半導体装置の試験装置。
前記テスト回路が、前記半導体装置の前記端子にハイレベルの信号を印加する前又は前記半導体装置の前記端子からハイレベルの信号が出力される前に前記コンデンサの充電を行うように前記回路を制御し、及び／又は、前記半導体装置の前記端子にローレベルの信号を印加する前又は前記半導体装置の前記端子からローレベルの信号が出力される前に前記コンデンサの放電を行うように前記回路を制御する、請求項３記載の半導体装置の試験装置。