JP5266173B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
また、発振回路401は、通常動作時において停止しており、バーンイン試験時において発振する。
また、切り替え回路402は、バーンイン試験時において、信号線413及び信号線414に発振回路401の出力信号を伝播して、信号線415及び信号線416をグランドレベルに固定するか、若しくは、信号線415及び信号線416に発振回路401の出力信号を伝播して、信号線413及び信号線414をグランドレベルに固定するか、を切り替える。また、切り替え回路402は、通常動作時において、信号線413、414、415、416にハイインピーダンスを出力する。
バーンイン試験中に、切り替え回路402を切り替えて、発振回路401の出力信号が信号線413及び信号線414に伝播するように設定すると、第1の内部回路403はダイナミックバーンイン試験の状態となり、第2の内部回路404はスタティックバーンイン試験の状態となる。バーンイン試験中に、切り替え回路402を切り替えて、発振回路401の出力信号が信号線415及び信号線416に伝播するように設定すると、第1の内部回路403はスタティックバーンイン試験の状態となり、第2の内部回路404はダイナミックバーンイン試験の状態となる。このように、バーンイン試験中に、切り替え回路402を切り替えることにより、スタティックバーンイン試験装置によって、ダイナミックバーンイン試験とスタティックバーンイン試験をと交互に行うことができる。
また、バーンイン試験では、半導体装置のゲート酸化膜に電圧印加によるストレスを加えて劣化を加速させる。しかし、当該ダイナミックバーンイン試験では、回路構成に応じて、ON状態になりやすいトランジスタとON状態になりにくいトランジスタとが存在する。特許文献1に記載の技術においても、短時間のダイナミックバーンイン試験では、ゲート酸化膜の劣化を十分に加速できないトランジスタが存在する。そのため、当該ダイナミックバーンイン試験では、必ずしも、全てのトランジスタのゲート酸化膜に対して均一にストレスが加えられるという訳ではない。また、ダイナミックバーンイン試験中はクロックが入力される毎に内部状態が変化するだけでなく、さらに、回路の動作を外部から制御することもできない。そのため、ON状態になりにくいトランジスタのゲート酸化膜に対して十分なストレスを加えられないという問題点が残されている。そして、ゲート酸化膜に対して効果的にストレスを加えることができる試験技術の必要性が高まっている。
換言すれば、半導体装置のバーンイン試験において、IDDQ試験用クロックカウントデータに示されるIDDQ試験とほぼ同じ時間の間、IDDQ試験用パタンが演算回路部に入力される。これにより、バーンイン試験において、半導体装置内部の状態を、IDDQ試験を実施した場合と同じ状態とすることができる。すなわち、バーンイン試験において、半導体装置内部のトグル率を十分に高くすることができる。したがって、バーンイン試験において、半導体装置のゲート酸化膜を短時間で効果的に劣化させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置100の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、半導体装置100は、クロック生成回路1(試験用クロック生成部)、クロックカウント回路2、擬似乱数生成回路3(試験用パタン生成部)、内部回路4(演算回路部)等を備えている。
図2に示すように、クロックカウント回路2は、アドレスインクリメント回路21、不揮発性記憶装置22(記憶部)、カウンタ23(クロック計数部)、比較器24(クロック生成停止制御部)、クロックドライバ25(内部クロック生成部)等を備えている。
まず、他のEWS(Engineering Workstation)又はPC(Personal Computer)において、テストパタン生成ツールを実行して、ステップS7のIDDQ試験で使用するIDDQ試験用クロックカウントデータを作成する(ステップS1)。
具体的には、まず、バーンイン試験が開始されると、クロック生成回路1によって、生成クロック6がクロックカウント回路2に入力される(試験用クロック生成処理)。
また、クロックカウント回路2のアドレスインクリメント回路21にリセット信号5が入力される。これにより、アドレスインクリメント回路21から最初のアドレス26が不揮発性記憶装置22に入力される。次いで、不揮発性記憶装置22から最初の格納データ27が比較器24に入力される。
また、クロックカウント回路2のカウンタ23にリセット信号5が入力されると、カウンタ23は、生成クロック6をカウントし、カウントデータ28を生成し、カウントデータ28が比較器24に入力される(クロック計数処理)。
次いで、比較器24は、カウンタ23からカウントデータ28が入力されるたびに、当該カウントデータ28と格納データ27とを比較する。そして、カウントデータ28と格納データ27とが一致した場合にのみ、比較器24からクロックドライバ25に内部クロック停止信号29が入力される(クロック生成停止制御処理)。
そのため、クロックドライバ25は、内部クロック停止信号29が入力されるまで、擬似乱数生成回路3及び内部回路4に、内部クロック7を入力する(内部クロック生成処理)。
また、擬似乱数生成回路3は、内部クロック7に同期して、擬似乱数8を内部回路4に入力する(試験用パタン生成処理)。
そして、内部回路4は、内部クロック7に同期して、擬似乱数生成回路3から入力される擬似乱数8を入力パタンとして動作する。
これにより、スタティックバーンイン試験装置を用いてダイナミックバーンイン試験を実施することができる。
具体的には、カウントデータ28と格納データ27とが一致すると、比較器24からクロックドライバ25に、内部クロック停止信号29が入力される。そして、クロックドライバ25は、擬似乱数生成回路3及び内部回路4への内部クロック7の入力を停止する。これにより、ダイナミックバーンイン試験が停止し、スタティックバーンイン試験が開始する。
なお、ステップS2において、ステップS7で使用されるIDDQ試験用クロックカウントデータが、格納データ27として、不揮発性記憶装置22に格納されている。そのため、ステップS4において、比較器24によりカウントデータ28と比較される格納データ27は、当該IDDQ試験用クロックカウントデータを反映したものとなっている。そのため、ステップS4において、すなわち、ダイナミックバーンイン試験からスタティックバーンイン試験へ移行する時点において、半導体装置100の内部の状態は、ステップS7のIDDQ試験が実施された状態と同じ状態となっている。換言すれば、ダイナミックバーンイン試験からスタティックバーンイン試験へ移行する時点(ステップS4の時点)において、半導体装置100の内部のトグル率が十分に高くなっている。したがって、半導体装置100の内部のトグル率が十分に高い状態で、スタティックバーンイン試験を開始することができる。これにより、半導体装置100のゲート酸化膜に対して効率良くストレスを加えることができる。
ステップS5において、バーンイン試験を終了しないと判断した場合には(ステップS5;No)、リセット信号5を半導体装置100に入力し(ステップS6)、ステップS3に戻る。
なお、ステップS6において、リセット信号5がアドレスインクリメント回路21に入力されるため、アドレスインクリメント回路21はアドレス26を更新する。そして、アドレスインクリメント回路21から更新されたアドレス26が入力されるたびに、不揮発性記憶装置22から次の格納データ27が比較器24に入力される。そのため、ステップS3からステップS6の処理を繰り返すことにより、ステップS1で作成したIDDQ試験用クロックカウントデータで表される全ての状態におけるスタティックバーン試験が行われることとなる。
換言すれば、半導体装置100のバーンイン試験において、格納データ27に示されるIDDQ試験とほぼ同じ時間の間、擬似乱数8が内部回路4に入力される。これにより、バーンイン試験において、半導体装置100内部の状態を、IDDQ試験を実施した場合と同じ状態とすることができる。すなわち、バーンイン試験において、半導体装置100内部のトグル率を十分に高くすることができる。したがって、バーンイン試験において、半導体装置100のゲート酸化膜を短時間で効果的に劣化させることができる。
これにより、スタティックバーンイン試験装置において、ダイナミックバーンイン試験を実施することが可能となる。
図4は、本発明の実施の形態2にかかる半導体装置200の構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、実施の形態2にかかる半導体装置200は、クロック生成回路1を備えず、生成クロック6の替わりに入力クロック61がクロックカウント回路2に入力される点のみが実施の形態1にかかる半導体装置100と異なるため、同一の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態3にかかる半導体装置300の構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、実施の形態3にかかる半導体装置300は、クロック生成回路1を備えず、生成クロック6の替わりに入力クロック61がクロックカウント回路2に入力される点が実施の形態1にかかる半導体装置100と異なっている。また、実施の形態3にかかる半導体装置300は、擬似乱数生成回路3の替わりにテスト用不揮発性記憶装置13(試験用記憶部)、CPU(Central Processing Unit)14を備える点が実施の形態1にかかる半導体装置100と異なっている。また、実施の形態3にかかる半導体装置300は、内部回路4の替わりに周辺回路15(演算回路部)を備える点が実施の形態1にかかる半導体装置100と異なっている。そこで、同一の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
22 不揮発性記憶装置(記憶部)
23 カウンタ(クロック計数部)
24 比較器(内部クロック生成停止制御部)
25 クロックドライバ(内部クロック生成部)
27 格納データ(IDDQ試験用クロックカウントデータ)
28 カウントデータ(クロックカウントデータ)
3 擬似乱数生成回路(試験用パタン生成部)
4 内部回路(演算回路部)
6 生成クロック(バーンイン試験用クロック)
61 入力クロック(バーンイン試験用クロック)
7 内部クロック
8 擬似乱数(IDDQ試験用パタン)
13 テスト用不揮発性記憶装置(試験用パタン生成部、試験用記憶部)
14 CPU(試験用パタン生成部)
15 周辺回路(演算回路部)
17 命令(IDDQ試験用パタン)
Claims (3)
- 入力パタンに基づいて動作する演算回路部を備える半導体装置であって、
バーンイン試験用クロックに基づいて内部クロックを生成する内部クロック生成部と、
前記バーンイン試験用クロックを計数してクロックカウントデータを生成するクロック計数部と、
IDDQ試験で用いられるIDDQ試験用クロックカウントデータを記憶する記憶部と、
前記クロックカウントデータと前記IDDQ試験用クロックカウントデータとが一致した場合に、前記内部クロック生成部による前記内部クロックの生成を停止させるクロック生成停止制御部と、
前記内部クロックに同期して、IDDQ試験用パタンを前記演算回路部に入力する試験用パタン生成部と、
を備える半導体装置。 - 前記バーンイン試験用クロックを生成する試験用クロック生成部を備え、
前記試験用クロック生成部は、バーンイン試験において、前記バーンイン試験用クロックを前記内部クロック生成部及び前記クロック計数部に入力する請求項1に記載の半導体装置。 - 前記試験用パタン生成部は、前記IDDQ試験用パタンを記憶する試験用記憶部を備え、
前記試験用パタン生成部は、前記試験用記憶部に記憶された前記IDDQ試験用パタンを前記内部クロックに同期して、前記演算回路部に入力する請求項1又は2に記載の半導体装置。
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