JP4909192B2 - コンデンサ容量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＳＩ内部のコンデンサ容量を測定するコンデンサ容量測定装置に関する。

従来より、アナログフィルタ回路を搭載するＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）では、アナログフィルタ回路の特性に起因する歩留り低下や不具合が大きな問題となっていた。このような問題に対処するためには、アナログフィルタ回路の特性に大きな影響を与えるＬＳＩ内のコンデンサの容量値を測定し、解析することが必要不可欠である。

図５は、従来のコンデンサ容量測定方法を示す図である。従来のコンデンサ容量測定方法では、アナログフィルタ回路のコンデンサ容量を測定するために、拡散工程の特性チェック検査工程において、特性チェッカー装置によってウェハ６０上のコンデンサをチェックするためのコンデンサチェック素子６１によって容量測定を行っていた。また、従来の他のコンデンサ容量測定方法では、図６に示すように、製品組立後のＬＳＩ６２において、発煙硝酸などの薬液を用いてパッケージ７１を開封した後、プローバでＩＣチップ７２のコンデンサに直接プローブ針７５を立て、容量計７４を用いて容量値の測定を行っていた。

また、このようなコンデンサ容量測定装置及びコンデンサ容量測定方法は、例えば、特許文献１にも記載されている。
特開２００３−３４７４０９号公報

しかしながら、図５に示す従来のコンデンサ容量測定装置では、コンデンサチェック素子６１は、面積レイアウトの都合上、必ずしも全てのＬＳＩに搭載されているとは限らない。また、ＬＳＩにコンデンサチェック素子が搭載されていたとしても、全てのコンデンサチェック素子について特性チェック検査を行うには、長い検査時間を要することとなる。また、従来では、検査時間短縮のために何点かのコンデンサチェック素子を測定し、その平均値を求めておおよそのアナログフィルタ回路の特性を予測していたが、コンデンサ容量値がウェハ６０面内上でバラつくと正確なコンデンサ容量値を測定することができないという問題点を有する。

また、図６に示す従来のコンデンサ容量測定装置では、製品組立後のパッケージ製品において特性チェックを行う場合、パッケージ７１を開封してパッケージ７１内部のＩＣチップ７２のコンデンサに、１つずつ直接プローブ針７５を立て容量測定をしなければならず、長い時間と手間がかかってしまうという問題点を有する。

本発明に係るＬＳＩに搭載されたコンデンサ容量測定回路は、容量測定対象であるコンデンサに接続された接続点の電圧と、基準電圧とを比較して比較結果を出力するコンパレータ回路と、前記コンデンサに供給されるコンデンサ充電電流をミラーリングするカレントミラー回路を有し、外部のＬＳＩテスタから、前記ＬＳＩの有する外部入出力端子を介して前記基準電圧及び前記コンデンサ充電電流を入力すると共に、前記比較結果及びコンデンサ充電電流を前記外部入出力端子を介して前記外部のＬＳＩテスタに出力するものである。

本発明に係るコンデンサ容量測定装置によれば、ＬＳＩ内に予めコンデンサ容量測定回路を作り込んでおき、ＬＳＩの有する外部入出力端子を介してコンデンサ容量測定回路とＬＳＩテスタとを接続可能とすることにより、ＬＳＩ内の有するコンデンサを容易にＬＳＩテスタにより測定することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ容量測定装置１０の概要を示す図である。図１に示すように、本発明に係るコンデンサ容量測定装置１０は、ＬＳＩ１１とＬＳＩテスタ１３を有している。ＬＳＩ１１は、コンデンサＣに接続されたコンデンサ容量測定回路１２を有している。コンデンサＣは、容量測定を行う対象であるコンデンサである。ＬＳＩテスタ１３は、方形波パルスの入力信号ＩＮを、コンデンサ容量測定回路１２を介してテストＬＳＩ１１のコンデンサＣに印加し、その出力信号ＯＵＴをモニタするよう構成されている。出力信号ＯＵＴの一定電圧Ｖ１及び一定電圧Ｖ１になるまでの時間Ｔ１を測定することにより、コンデンサＣの容量測定を行う。なお、実際には、デジタル出力信号Ｄ＿ＯＵＴが変化するまでの時間Ｔ１を測定することにより、コンデンサＣの充電時間を測定する。

図２は、コンデンサ容量測定回路１２の一構成例を示す回路図である。コンデンサ容量測定回路１２は、コンパレータ回路２０、コンパレータ差動アンプ２１、Ｂｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３を備えて構成されている。

コンパレータ回路２０は、Ｎ型トランジスタＱ１、Ｑ３〜Ｑ６、Ｐ型トランジスタＱ２、Ｑ７、Ｑ８、抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えて構成されている。Ｎ型トランジスタＱ１は、ソースがＡ点に接続され、ドレインにコンパレータＲｅｆ電圧ＶＩＮ１が入力され、ゲートにＣ点が接続されている。Ａ点の電圧は、コンパレータＲｅｆ電圧ＶＩＮ１と抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１の抵抗比で決まる電圧となり、コンパレータ回路２０の基準電圧となる。Ｐ型トランジスタＱ２は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレインがノードｎ１に接続され、ゲートにコンパレータ回路制御信号ＶＩＮ２が入力される。Ｎ型トランジスタＱ３は、ソースが接地され、ゲート及びドレインがノードｎ１に接続されている。Ｎ型トランジスタＱ４は、ソースが接地され、ドレインがノードｎ２に接続され、ゲートにノードｎ１が接続されている。Ｎ型トランジスタＱ３、Ｑ４は、カレントミラーを構成している。ノードｎ１及びノードｎ２には等しい電流値の電流が流れ、ノードｎ２はコンパレータ差動アンプ２１の電流供給源となっている。そのため、ノードｎ１に接続されたＰ型トランジスタＱ２は、コンパレータ差動アンプ２１の電流源のスイッチとなっている。

Ｎ型トランジスタＱ５は、ソースがノードｎ２に接続され、ドレインがノードｎ３に接続され、ゲートがＡ点に接続されている。Ｎ型トランジスタＱ６は、ソースがノードｎ２に接続され、ドレインにＰ型トランジスタＱ８のドレインが接続され、ゲートにＢ点が接続されている。Ｎ型トランジスタＱ５、Ｑ６は、差動対を構成し、Ａ点から入力する基準電圧と、Ｂ点の電圧を比較するよう構成されている。Ｐ型トランジスタＱ７は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレイン及びゲートがノードｎ３に接続されている。Ｐ型トランジスタＱ７は、Ｐ型トランジスタＱ１８とカレントミラーを構成し、Ｐ型トランジスタＱ７に流れる電流Ｉ５は、Ｐ型トランジスタＱ１８に流れる電流Ｉ５と等しい。Ｐ型トランジスタＱ８は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレイン及びゲートにノードｎ４が接続されている。Ｐ型トランジスタＱ８は、Ｐ型トランジスタＱ１９とカレントミラーを構成し、Ｐ型トランジスタＱ８に流れる電流Ｉ６は、Ｐ型トランジスタＱ１９に流れる電流Ｉ６と等しい。コンパレータ回路２０は、このような構成により、Ａ点の基準電圧とＢ点の電圧を比較し、その比較結果を電流Ｉ６としてＣ点に出力している。また、Ａ点の電圧は、スイッチＳＷ１を介してコンパレータＲｅｆ出力電圧ＶＯＵＴ１として外部に出力される。

Ｂｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２は、ＮＰＮ接合のバイポーラトランジスタＱ１０、Ｑ１１、及び抵抗Ｒ３〜Ｒ５を備えて構成されている。バイポーラトランジスタＱ１０は、コレクタ及びベースにコンデンサ充電電流ＩＣＣ１（Ｉ１）が入力され、エミッタが抵抗Ｒ３を介して接地されている。バイポーラトランジスタＱ１１は、コレクタにノードｎ５が接続され、エミッタが抵抗Ｒ４を介して接地され、ベースに抵抗Ｒ５を介してコンデンサ充電電流ＩＣＣ１が入力されている。Ｂｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２は、コンデンサ充電電流ＩＣＣ１（Ｉ１）を入力し、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３に出力するよう構成されている。ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３へ入力されるコンデンサ充電電流ＩＣＣ１（Ｉ１）は、Ｎ型トランジスタＱ９によってスイッチングされている。Ｎ型トランジスタＱ９は、ソースが接地され、ドレインがＢｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２の入力に接続され、ゲートがコンデンサ充放電制御信号ＶＩＮ３に接続されている。コンデンサ充電電流ＩＣＣ１は、容量測定を行うコンデンサＣに供給される電流となるため、コンデンサ充放電制御信号ＶＩＮ３は、コンデンサＣを充電するか否かを制御している。コンデンサＣ１は、一端にコンデンサ充電電流ＩＣＣ１が供給され、他端がＣ点に接続されている。コンデンサＣ１は、コンデンサ充電電流ＩＣＣ１を安定化（発振止め）させるために設けられている。

ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３は、Ｐ型トランジスタＱ１３、Ｑ１４を備えている。Ｐ型トランジスタＱ１３は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレイン及びゲートがスイッチＳＷ３を介してノードｎ５に接続されている。Ｐ型トランジスタＱ１４は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレインがスイッチＳＷ４を介してＢ点に接続され、ゲートがＳＷ３を介してノードｎ５に接続されている。ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３に入力される電流Ｉ２は、スイッチＳＷ２を介してＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー電流ＩＯＵＴ１として外部に出力可能である。また、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３から出力される電流Ｉ３は、スイッチＳＷ５を介してＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー電流ＶＩ＿ＯＵＴ１として外部に出力可能である。

Ｐ型トランジスタＱ１８は、前述のようにＰ型トランジスタＱ７とカレントミラーを構成している。Ｐ型トランジスタＱ１８は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレインがＣ点に接続され、ゲートがノードｎ３に接続されている。Ｐ型トランジスタＱ１９は、前述したようにＰ型トランジスタＱ８とカレントミラーを構成している。Ｐ型トランジスタＱ１９は、ソースにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣが供給され、ドレインにＮ型トランジスタＱ１７のドレインが接続され、ゲートがＮ型トランジスタＱ８のゲートに接続されている。

Ｎ型トランジスタＱ１６、Ｑ１７はカレントミラーを構成し、ノードｎ６に流れる電流Ｉ６とＣ点に流れる電流Ｉ６を同じ電流値としている。インバータＩＮＶは、スイッチＳＷ６を介して、Ｃ点の電位を反転（バッファリング）し、コンパレータ出力ＶＩ＿ＯＵＴ２として外部に出力するよう構成されている。

コンデンサ容量測定対象であるコンデンサＣ２（図１のコンデンサＣに相当）は、Ｂ点と接地との間に接続されている。コンデンサＣ２は、コンデンサ充電電流ＩＣＣ１が、Ｂｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２及びＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３を介して電流Ｉ３として供給される。Ｎ型トランジスタＱ１５は、ソースが接地され、ドレインがＢ点に接続され、ゲートにコンデンサ充放電制御信号ＶＩＮ４が入力されている。すなわち、コンデンサ充放電制御信号ＶＩＮ４によってＮ型トランジスタＱ１５をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、コンデンサＣ２の充放電を制御している。

このようにコンデンサ容量測定回路１２に入力される信号（ＩＣＣ１、ＶＣＣ、ＶＩＮ１〜４）は、ＬＳＩテスタ１３によって生成される。また、コンデンサ容量測定回路１２から出力される測定結果（ＶＩ＿ＯＵＴ１、ＶＩ＿ＯＵＴ２、ＩＯＵＴ）をＬＳＩテスタ１３によって測定する。これにより、ＬＳＩ１１外部からコンデンサ容量測定回路１２を制御し、ＬＳＩ１１内部のコンデンサＣ（Ｃ２）の容量測定を行うことができる。

図３は、ＬＳＩテスタ１３とコンデンサ容量測定回路１２の接続関係を示す図である。ＬＳＩ１１は、外部入出力端子として複数のＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｌを有している。図３中のスイッチＳＷ１〜６は、図２に示すスイッチＳＷ１〜６にそれぞれ対応している。ＬＳＩ１１とＬＳＩテスタ１３との間には、プローブカード１５が介されている。プローブカード１５は、ＬＳＩ１１の有するＩＣＰＡＤ１７の位置に対応して配置された複数のプローブ針１６を有している。ＬＳＩテスタ１３は、このように構成されたプローブカード１５を介することにより、容易にＬＳＩ１１と信号の入出力を行うことができる。

ＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｌは、ＬＳＩテスタ１３からコンデンサ容量測定回路１２への制御信号が入力されるＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｆと、コンデンサ容量測定回路１２からの測定結果が出力されるＩＣＰＡＤ１７Ｉ〜１７Ｌを備えている。ＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｆは、スイッチＳＷ１〜６を介してコンデンサ容量測定回路１２の入力側に接続されると共に、スイッチＳＷ１〜６を介してＬＳＩ１１内部の他回路の入力側に接続されている。ＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｆからコンデンサ容量測定回路１２に入力される信号は、コンデンサ容量測定回路１２を制御するための各制御信号となる。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の接続は、ＩＣＰＡＤ１７Ｇから入力されるＳＷ制御信号１によって制御されている。

例えば、ＩＣＰＡＤ１７Ａにコンデンサ測定回路電源電圧ＶＣＣを入力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｂにコンデンサ充電電流ＩＣＣ１を入力し、ＩＣＰＡＤ１７ＣにコンパレータＲｅｆ電圧ＶＩＮ１を入力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｄにコンパレータ回路制御信号ＶＩＮ２を入力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｅにコンデンサ充電回路制御信号ＶＩＮ３を入力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｆに、コンデンサ充放電制御信号ＶＩＮ４を入力する。

一方、ＩＣＰＡＤ１７Ｉ〜１７Ｌは、スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０を介してコンデンサ容量測定回路１２の出力側に接続されると共に、スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０を介して他回路の出力側に接続されている。ＩＣＰＡＤ１７Ｈには、ＬＳＩテスタ１３からＩＣＰＡＤ１７Ｉ〜１７Ｌの接続を制御するＳＷ制御信号２が入力されている。スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０の接続は、ＩＣＰＡＤ１７Ｈから入力されるＳＷ制御信号２によって制御されている。

例えば、ＩＣＰＡＤ１７Ｉへ出力されるコンパレータＲｅｆ出力電圧ＶＯＵＴ１をＬＳＩテスタ１３の電圧計に出力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｊへ出力されるＢｒｉｐ＿Ｔｒカレントミラー電流出力ＩＯＵＴ１を電流計に出力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｋへ出力されるＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー電流ＶＩ＿ＯＵＴ１を電流計に出力し、ＩＣＰＡＤ１７Ｌへ出力されるコンパレータ出力ＶＩ＿ＯＵＴ２で、ＬＳＩテスタ１３のデジタル波形タイミングサーチ機能に出力する。なお、デジタル波形タイミングサーチ機能は、コンパレータ出力ＶＩ＿ＯＵＴ２の立下り又は立ち上がりのタイミングを計測する機能である。

次に、このように構成されたコンデンサ容量測定装置１０の動作について説明する。図３は、コンデンサ容量測定装置１０のコンデンサ容量測定時における各信号を示すタイミングチャートである。はじめに、ＬＳＩテスタ１３からプローブカード１５を介してＳＷ制御信号１、２を出力し、ＩＣＰＡＤ１７Ａ〜１７Ｆ及び１７Ｉ〜１７Ｌをコンデンサ容量測定回路１２に接続する。これにより、ＬＳＩ１１からＬＳＩ１１内のコンデンサ容量測定回路１２へ各制御信号が入力できる状態となり、コンデンサ容量測定回路１２からＬＳＩテスタ１３へ各計測結果を出力できる状態となる（状態Ｃ、状態Ｄ）。

時間Ｔ１において、スイッチＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳＷ３をＯＮとする。時間Ｔ１において、ＬＳＩテスタ１３からテストプログラムによりコンデンサ容量測定回路電源電圧ＶＣＣをＬレベルからＨレベルに設定し、コンデンサ容量測定回路１２を起動する。時間Ｔ１において、コンパレータＲｅｆ電圧ＶＩＮ１をＬレベルからＨレベルにし、コンパレータ回路制御信号ＶＩＮ２をＨレベルからＬレベルに設定し、コンデンサ充電回路制御信号ＶＩＮ３をＨレベルからＬレベルに設定し、コンデンサ充放電電流制御信号ＶＩＮ４をＨレベルに設定する。時間Ｔ１において、ＬＳＩテスタ１３によってコンデンサ充電電流ＩＣＣ１等に各波形を発生させ、プローブカード１５を介してコンデンサ容量測定回路１２に各制御信号を印加する。

これにより、時間Ｔ１において、コンパレータ回路２０のＡ点の電圧は、コンパレータＲｅｆ電圧ＶＩＮ１が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗比に応じて抵抗分割された電圧となる。Ａ点の電圧は、コンパレータＲｅｆ出力電圧ＶＯＵＴとして出力される。時間Ｔ１において、コンパレータ回路２０のＮ型トランジスタＱ４のドレインに入力される電流Ｉ４、Ｐ型トランジスタＱ７のソースに入力される電流Ｉ５、及びＰ型トランジスタＱ８のソースに入力される電流Ｉ６は、それぞれ状態Ｂに示すような波形となる。ＬＳＩテスタ１３から供給されるコンデンサ充電電流ＩＣＣ（Ｉ１）は、Ｂｉｐ＿Ｔｒカレントミラー回路２２のバイポーラトランジスタＱ１０、Ｑ１１を介して、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３に流れる電流Ｉ２となる。

時間Ｔ１では、コンデンサ充放電流制御信号ＶＩＮ４がＨレベルに設定されているため、Ｎ型トランジスタＱ１５がＯＮとなって、電流Ｉ３はＮ型トランジスタＱ１５を介してＧＮＤへ流れる。そのため、コンデンサＣ２に電流Ｉ３は供給されない。また、時間Ｔ１において、スイッチＳＷ２をＯＦＦ、スイッチＳＷ３をＯＮとし、Ｂ点に流れる電流Ｉ３をＬＳＩテスタ１３に出力する。これにより、ＬＳＩテスタ１３において電流Ｉ３を測定し、コンデンサの充電電流Ｉを測定する。また、Ｂ点をＬＳＩテスタ１３の電圧計に接続することにより、Ｂ点の電圧を測定し、コンデンサの充電電圧Ｖを測定する。

時間Ｔ２において、スイッチＳＷ２、ＳＷ５をＯＦＦ、スイッチＳＷ３、ＳＷ４をＯＮとする。時間Ｔ２において、コンデンサ充放電流制御信号ＶＩＮ４をＨレベルからＬレベルに設定する（状態Ｅ）。これにより、Ｎ型トランジスタＱ１５がＯＦＦとなり、電流Ｉ３はコンデンサＣ２に供給される。コンデンサＣ２が次第に充電されていくと、Ｂ点の電圧が状態Ｆに示すように上昇する。

ここで、コンパレータ差動アンプ２１に流れる総和の電流Ｉ４は、コンパレータ差動アンプ２１に入力される電流Ｉ５と電流Ｉ６の和である。Ｂ点の電圧が上昇すると、Ｎ型トランジスタＱ６のゲート−ドレイン間の電位差が、Ｎ型トランジスタＱ５のゲート−ソース間の電位差に比べて大きくなる。これにより、Ｐ型トランジスタＱ７及びＮ型トランジスタＱ５に流れる電流Ｉ５は次第に減少し、Ｐ型トランジスタＱ８及びＮ型トランジスタＱ６に流れる電流Ｉ６が次第に増加する。電流Ｉ５は、Ｐ型トランジスタＱ７及びＰ型トランジスタＱ１８を介してＣ点に流れる。電流Ｉ５は、Ｐ型トランジスタＱ８、Ｐ型トランジスタＱ１９、Ｎ型トランジスタＱ１７を介して、Ｃ点からＮ型トランジスタＱ１６に流れる電流Ｉ６となる。

Ｃ点の電圧は、Ｃ点へ流れ込む電流Ｉ５からＣ点から流れ出す電流Ｉ６の差によって決まる。コンデンサ充電電圧出力ＶＩ＿ＯＵＴ１が、コンパレータＲｅｆ出力電圧を超えると、電流Ｉ６が電流Ｉ５より大きくなり、Ｃ点の電圧がＨレベルからＬレベルに変わり（状態Ｈ）、コンパレータ出力ＶＯＵＴ２は、ＬレベルからＨレベルに変わる。コンデンサ充放電電流制御信号ＶＩＮ４がＨレベルからＬレベルになった時間Ｔ２から、コンパレータ出力ＶＯＵＴ２がＬレベルからＨレベルになったときまでの時間Ｔ（ｓｅｃ）を測定する。

コンデンサ容量Ｃは、Ｃ＝（Ｉ×Ｔ）／Ｖによって示すことができる。ＬＳＩテスタ１３は、測定された充電電流Ｉ、充電時間Ｔ、充電電圧Ｖを用いることにより、コンデンサ容量Ｃを測定する。

このように構成されたコンデンサ容量測定装置１０では、ＬＳＩテスタ１３によって生成した各制御信号ＩＮが、ＬＳＩテスタ１３からプローブカード１５のプローブ針１６を介して、ＬＳＩ１１のＩＣＰＡＤ１７に入力される。次に、これらの各測定制御信号がスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を介してコンデンサ容量測定回路１２に入力される。この印加した制御信号ＩＮにより、コンデンサ容量測定回路１２を動作させ、測定結果ＯＵＴを出力させる。この測定結果は、スイッチＳＷ７〜ＳＷ１０及びプローブ針１６を介してＬＳＩテスタ１３に出力される。ＬＳＩテスタ１３は、各測定結果ＯＵＴをＬＳＩテスタ１３内の電流計及び電圧計によって測定し、コンデンサの充電電流Ｉ及びコンデンサ充電電圧Ｖを測定する。また、図４に示すように、コンデンサ容量測定回路１２のデジタル出力波形がＬレベルからＨレベルに切り替わるまでの時間Ｔを測定することにより、コンデンサの充電時間Ｔを測定する。

このように、コンデンサ容量測定回路１２をＬＳＩ１１に搭載し、ＬＳＩ１１外部からＩＣＰＡＤ１７を介してコンデンサ容量測定回路１２を制御することにより、パッケージの開封をせずにＬＳＩ１１内部のコンデンサ容量を測定することができる。また、ＬＳＩテスタ１３をプローブカード１５を介してＬＳＩ１１のＩＣＰＡＤ１７に接続することにより、短時間で多数のコンデンサ容量を測定することができる。また、コンデンサ容量測定回路１２は、少ない素子数で構成することができるため、容易にＬＳＩ１１に搭載することができる。また、コンデンサ容量を求める計算式において使用する充電電流Ｉ、充電時間Ｔ及び充電電圧Ｖ等の各変数に測定誤差が生じていても、充電電流Ｉ、充電時間Ｔ及び充電電圧Ｖを毎回測定することにより、コンデンサ容量を高精度に測定することができる。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るコンデンサ容量測定装置は、第１の実施形態に係るコンデンサ容量測定装置１０と略同一構成において、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３のＭＯＳカレントミラー比を測定するものである。なお、各構成要素については、第１の実施形態と略同一であるためその説明を省略する。

第２の実施形態に係るコンデンサ容量測定装置のカレントミラー比測定方法は、図４に示す時間Ｔ１において、コンデンサ容量測定回路１２のスイッチＳＷ２をＯＮとし、スイッチＳＷ３をＯＦＦとする。これにより、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３へ入力される電流Ｉ２が、Ｂｒｉｐ＿Ｔｒカレントミラー電流出力ＩＯＵＴ１としてＬＳＩテスタ１３に出力される。ＬＳＩテスタ１３は、電流計でＢｒｉｐ＿Ｔｒカレントミラー電流出力ＩＯＵＴ１の電流値を測定することにより、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３の入力電流を測定することができる。

次に、スイッチＳＷ２をＯＦＦとし、スイッチＳＷ３をＯＮとし、スイッチＳＷ４をＯＦＦとし、スイッチＳＷ５をＯＮにする。これにより、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３の出力電流は、コンデンサ充電電流ＶＩ＿ＯＵＴ１としてＬＳＩテスタ１３に出力される。ＬＳＩテスタ１３は、電流計でコンデンサ充電電流ＶＩ＿ＯＵＴ１を測定することにより、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３の出力電流を測定することができる。

ここで、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３のカレントミラー比は、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３の出力電流／ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３の入力電流として示すことができるため、各測定値を用いることによりＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路２３のカレントミラー比を測定することができる。このように、第２の実施形態では、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路を作りこみ、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路に入出力される電流を測定できるよう構成することで、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路のカレントミラー比を容易に測定することができる。

従来では、製品製造後にクレーム等が発生した場合にあっては、パッケージを開封してプローブ針を当ててＬＳＩ内のカレントミラー電流を測定しており、ＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路の不良箇所の解明に大変な手間と時間を要していた。これに対し、本発明では、予めＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路のカレントミラー比を測定できる回路構成をＬＳＩ内に作り込むことにより、効率的に製品製造後にＭＯＳ＿Ｔｒカレントミラー回路の解析を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るコンデンサ容量測定装置１０の概要を示す図である。 コンデンサ容量測定回路１２の構成例を示す回路図である。 ＬＳＩテスタ１３とＬＳＩ１１との接続関係を示す図である。 コンデンサ容量測定装置１０のコンデンサ容量測定時における各信号を示すタイミングチャートである。 従来のコンデンサ容量測定方法を示す図である。 従来の他のコンデンサ容量測定方法を示す図である。

符号の説明

１０...コンデンサ容量測定装置 １１...ＬＳＩ
１２...コンデンサ容量測定回路 １３...ＬＳＩテスタ
１４...外部端子 １５...プローブカード
１６...プローブ針 １７...ＩＣＰＡＤ

Claims (4)

1. 容量測定対象であるコンデンサに接続された接続点の電圧と、基準電圧とを比較して比較結果を出力するコンパレータ回路と、前記コンデンサに供給されるコンデンサ充電電流をミラーリングするカレントミラー回路を有するコンデンサ容量測定回路と、
   外部のＬＳＩテスタから前記基準電圧及び前記コンデンサ充電電流を入力すると共に、前記比較結果及び前記コンデンサ充電電流を前記外部のＬＳＩテスタに出力する外部入出力端子とを備え、
   前記外部入出力端子は、前記コンデンサ容量測定回路及び前記ＬＳＩ内の他の回路に選択可能に接続される、ＬＳＩ。
2. 前記カレントミラー回路は、
   前記コンデンサ充電電流を入力し、ミラーリングして出力する第１カレントミラー回路と、
   前記第１カレントミラー回路の出力を入力電流として入力し、ミラーリングして出力電流を前記コンデンサに出力する第２カレントミラー回路とを備え、
   前記入力電流及び前記出力電流は、前記外部入出力端子を介して前記ＬＳＩテスタに出力可能である
   請求項１記載のＬＳＩ。
3. 前記コンデンサ充電電流は、前記ＬＳＩテスタによってＯＮ／ＯＦＦが制御されるスイッチング素子を介して前記第１カレントミラー回路に出力される請求項１又は２記載のＬＳＩ。
4. 前記外部入出力端子は、該外部入出力端子に対応する位置にプローブ針が配置されたプローブカードを介して前記ＬＳＩテスタに接続される
   請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のＬＳＩ。

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