JPH01156678A - Cryogenic lsi testing system - Google Patents
Cryogenic lsi testing systemInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段（第１図）作用
実施例（第２図〜第４図）
発明の効果
〔概要〕
極低温ＬＳＩ試験方式に係り、
測定精度が高く、窒素ガスが空気中に放出することのほ
とんどない、ターンアラウンドタイムの短かい試験方式
の提供を目的とし、
被試験デバイスを極低温状態に冷却して試験を行う極低
温ＬＳＩ試験方式において、その内部に不活性ガスが循
環され、被試験デバイスが配置された断熱容器と、冷凍
手段により極低温に制御されたコールドプレートを前記
断熱容器内に設け、前記コールドプレートにより被試験
デバイスを冷却させ、この被試験デバイスのパッケージ
またはチップ内に設けられた温度検知手段からの温度情
報により前記冷凍機を制御し、被試験デバイスを所望の
温度になるように制御して試験を行うようにしたことを
特徴とする。[Detailed description of the invention] [Table of contents] Overview Industrial field of application Conventional technology Problems to be solved by the invention Means for solving the problems (Fig. 1) Working examples (Figs. 2 to 4) Figure) Effects of the invention [Summary] This invention relates to a cryogenic LSI test method, and aims to provide a test method with high measurement accuracy, almost no release of nitrogen gas into the air, and a short turnaround time. In the cryogenic LSI test method, in which the device is tested by cooling it to a cryogenic state, an inert gas is circulated inside the container, the device under test is placed in an insulated container, and a cold container is controlled to a cryogenic temperature by a freezing means. A plate is provided in the heat insulating container, the device under test is cooled by the cold plate, the refrigerator is controlled by temperature information from a temperature detection means provided in the package or chip of the device under test, and the device under test is cooled by the cold plate. The device is characterized in that the test is performed by controlling the device to a desired temperature.
（産業上の利用分野］
本発明は、極低温、例えば液体窒素温度（７７Ｋ）で高
性能を発揮するＨＥＭＴ （高電子移動度トランジスタ
）やＣＭＯ３等の半導体ＬＳＩを低温環境において試験
するための極低温ＬＳＩ試験方式に係り、特に、簡単な
装置を用いて高精度の試験が容易に実施できるようにし
た極低温ＬＳＩ試験方式に関する。(Industrial Application Field) The present invention is an extremely low-temperature device for testing semiconductor LSIs such as HEMT (high electron mobility transistor) and CMO3, which exhibit high performance at extremely low temperatures, for example, liquid nitrogen temperature (77K), in a low-temperature environment. The present invention relates to a low-temperature LSI test method, and particularly to a cryogenic LSI test method that allows high-precision testing to be easily performed using a simple device.
（従来の技術〕
従来、ＨＥＭＴやＣＭＯ３等の半導体ＬＳＩは、極低温
状態で高性能を発揮することが知られていた。(Prior Art) Conventionally, semiconductor LSIs such as HEMT and CMO3 have been known to exhibit high performance at extremely low temperatures.
例えば、ＣＭＯ３）ランジスタ等においては、極低？Ｉ
！Ｌ （Ｃ７７Ｋ）において、その動作速度が常温時の
約２倍に高速化されることが知られている。For example, in CMO3) transistors, extremely low? I
! It is known that the operating speed at L (C77K) is approximately twice as high as at room temperature.
このようなＬＳＩ等を使用するに際しては、低温環境に
おける試験等を十分に行う必要があるため、従来は、次
のような方式により、試験を行っていた。When using such an LSI, etc., it is necessary to conduct sufficient tests in a low-temperature environment, so conventionally, tests have been conducted using the following method.
（Ａ）、容器内にＬＮ２ （液体窒素）を充填し、こ
のＬＮ、中へ被試験デバイスであるＬＳＩ等を入れて直
接浸漬状態とする。(A) The container is filled with LN2 (liquid nitrogen), and the device to be tested, such as an LSI, is placed in the LN and directly immersed.
この被試験デバイスの各端子にはケーブルの一端を接続
すると共に、該ケーブルの他端は容器外へ引き出し、テ
スタ等へ接続して試験を行う。One end of a cable is connected to each terminal of the device under test, and the other end of the cable is pulled out of the container and connected to a tester or the like for testing.
（Ｂ）、真空断熱されたクライオスタンド内に被試験デ
バイスを入れると共に、外部冷凍機に接続されたコール
ドプレートにより被試験デバイスを冷却し外部に設置さ
れたテスタ等へ電気的に接続して試験を行う。(B) Test by placing the device under test in a vacuum-insulated cryostand, cooling it with a cold plate connected to an external refrigerator, and electrically connecting it to a tester installed outside. I do.
このような従来の試験方式においては、次のような欠点
があった。Such conventional testing methods have the following drawbacks.
（１）前記（Ａ）の試験方式では、信号ケーブルの取り
出しが長くなるため、測定精度が低下する。(1) In the above test method (A), the signal cable has to be taken out for a long time, resulting in a decrease in measurement accuracy.
（２）前記（Ａ）の方式では、窒素ガスの空気中への放
出や、ＬＮ２の補充等の点で問題があった。(2) The method (A) has problems in terms of releasing nitrogen gas into the air, replenishing LN2, etc.
（３）前記（Ｂ）の方式では、真空状態を作るための時
間、及び容器等が必要となり、ＬＳＩ試験のターンアラ
ウンドタイム複数のものに対して個別にテストするとき
の装着、テスト時間が長くなる。(3) Method (B) above requires time to create a vacuum state and containers, etc., and the turnaround time for LSI testing.The mounting and testing time when testing multiple items individually is long. Become.
本発明は、このような従来の欠点を解決するためになさ
れたものであり、従来のような直接浸漬や真空断熱を不
要にして、高精度の試験が容易に行えるようにすること
を目的としたものである。The present invention was made to solve these conventional drawbacks, and aims to make it possible to easily perform high-precision tests by eliminating the need for conventional direct immersion and vacuum insulation. This is what I did.
［問題点を解決するための手段］
前記の目的を達成するため、本発明は第１図のようにし
たものである。すなわち、第１図は、本発明に係る極低
温ＬＳＩ試験方式の原理をを説明するための図であり、
この図に基づいて、本発明の詳細な説明する。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention is constructed as shown in FIG. That is, FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the cryogenic LSI test method according to the present invention,
The present invention will be explained in detail based on this figure.
断熱材で密閉された室１内にＨｅ（ヘリウム）又はＮ２
等の不活性が２を循環させ、外部に設置された冷凍機２
により、極低温（２０に〜７７Ｋ）に冷凍されたコール
ドプレート３を前記室１内に設置する。He (helium) or N2 is placed in the chamber 1 sealed with a heat insulating material.
An inert device such as 2 circulates, and a refrigerator 2 installed outside
A cold plate 3 frozen at an extremely low temperature (20 to 77 K) is installed in the chamber 1.
次に、被試験デバイス（ＤＵＴ）４を冷凍機ヘッドの先
端のコールドプレート３に密着させて冷却する。Next, the device under test (DUT) 4 is brought into close contact with the cold plate 3 at the tip of the refrigerator head to be cooled.
この場合、ＤＵＴ４のハラケージまたはチップ内に温度
モニタ用ダイオード５を内蔵させ、冷凍機制御部６と電
気的に接続する。In this case, a temperature monitoring diode 5 is built into the cage or chip of the DUT 4 and electrically connected to the refrigerator control section 6.
そして、試験実行中に、ＤＵＴ４が所望の温度、例えば
７７にとなるように、冷凍機２を制御するものである。During the test, the refrigerator 2 is controlled so that the DUT 4 reaches a desired temperature, for example, 77°C.
このようにしたので、極低温状態に保持されたコールド
プレート３にＤＵＴ４を密着させて冷却すると共に、Ｈ
ｅガス又は窒素ガスをＤＵＴ４の廻りの雰囲気中に循環
させることができる。By doing this, the DUT 4 is brought into close contact with the cold plate 3 kept at an extremely low temperature, and the DUT 4 is cooled.
E-gas or nitrogen gas can be circulated into the atmosphere around the DUT 4.
したがって、ＤＵＴ４への霜の付着と、ＤＵＴ４からの
発生熱の除去を行うことができる。Therefore, it is possible to prevent frost from adhering to the DUT 4 and to remove heat generated from the DUT 4.
また、ＤＵＴ４の温度をモニタしながら、常に所望の温
度に保持することが容易に可能となるものである。Further, while monitoring the temperature of the DUT 4, it is possible to easily maintain the temperature at a desired level at all times.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
２図は、本発明の一実施例である極低温ＬＳＩ試験方式
を説明するための図である。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 2 is a diagram for explaining a cryogenic LSI test method that is an embodiment of the present invention.
第２図において、７はＬＳＩテスタステーションであり
、この中には、被試験ＬｓＩに関する各種のテスト装置
が設けられている。このＬＳＩテスタステーション上に
は、パフォーマンスポード８が載置されており、両者は
、リード端子９によって接続されている。In FIG. 2, reference numeral 7 denotes an LSI tester station, in which various test devices related to the LSI under test are provided. A performance port 8 is placed on this LSI tester station, and both are connected by lead terminals 9.
このパフォーマンスポード８上には、気密シール部材１
３を介して断熱容器１２が載置され、室１を形成する。On this performance pod 8, there is an airtight seal member 1.
A heat insulating container 12 is placed via 3 to form a chamber 1.
この室１内へは、乾燥循環補充部１４によりパイプ１５
を介して乾燥した一定濃度のＨｅ（ヘリウム）ガス又は
窒素ガスを循環させている。A pipe 15 is connected to this chamber 1 by a dry circulation replenishment section 14.
Dry He (helium) gas or nitrogen gas at a constant concentration is circulated through the tube.
２は外部に設置された冷凍機であり、この冷凍機２から
は、パイプ１６を介して冷却ヘッド１１へ冷媒を送る。2 is a refrigerator installed outside, and from this refrigerator 2, refrigerant is sent to the cooling head 11 via a pipe 16.
冷却ヘッド１１の先端部には、コールドプレート３が設
けられており、試験に際して載置されたＤＵＴ （被試
験デバイス）４上に密着することによって該ＤＵＴを冷
却する。A cold plate 3 is provided at the tip of the cooling head 11, and cools the DUT (device under test) 4 by coming into close contact with the DUT (device under test) 4 placed during the test.
このＤＵＴ４は、パッケージ１０に取りつけられた状態
でパフォーマンスポード８に接続されている。This DUT 4 is connected to the performance port 8 while being attached to the package 10.
このパッケージ１０上には、温度モニタ用ダイオード５
が設けられており、このダイオードは、温度センサケー
ブル１７により、冷凍機制御部６へ接続されている。A temperature monitoring diode 5 is mounted on this package 10.
This diode is connected to the refrigerator control section 6 via a temperature sensor cable 17.
なお、断熱容器１２、冷却ヘッド１１は、パフォーマン
スポード８上で取りはずし自在になっており、ＤＵＴ４
を交換する場合等においては、これらを取りはずした状
態で行うものである。Note that the heat insulating container 12 and the cooling head 11 are removable on the performance pod 8, and the DUT 4
When replacing, etc., these should be removed.
テストを行う場合には、断熱容器１２及び冷却ヘッド１
１を取りはずしてＤＵＴ（被試験デバイス）を取りつけ
た後、室１内を密閉する。When testing, the insulation container 12 and the cooling head 1 are
After removing the chamber 1 and attaching the DUT (device under test), the inside of the chamber 1 is sealed.
この状態で極低温状態に保持されたコールドプレート３
にＤＵＴ４を密着させて冷却する。また、乾燥したＨｅ
（ヘリウム）ガス又は窒素ガスを室１内に循環させ、Ｄ
ＵＴ４を不活性ガス雰囲気中におくようにする。Cold plate 3 kept at an extremely low temperature in this state
The DUT 4 is brought into close contact with the DUT 4 and cooled. In addition, dry He
(helium) gas or nitrogen gas is circulated in chamber 1, D
Place the UT4 in an inert gas atmosphere.
これにより、コールドプレート３及びＤＵＴ４への着霜
冷却機２の能力の低下を防止したり、ＤＵＴ４からの発
生熱の除去を行える。Thereby, the ability of the frosting cooler 2 to be applied to the cold plate 3 and the DUT 4 can be prevented from decreasing, and the heat generated from the DUT 4 can be removed.
また、不活性ガスおよびＤＵＴ４の信号ビンよりの熱の
浸入に伴なうＤＵＴの温度上昇に対して、所望の極低温
（例えば７７Ｋ）を実現するために、ＤＵＴ４のパッケ
ージ内、またはチップ内に温度モニタ用ダイオード５を
内蔵させたので、試験中のＤＵＴ４の実温度を所望の値
となるよう、外部の冷凍機出力の制御を行うものである
。In addition, in order to achieve the desired extremely low temperature (e.g. 77K) against the temperature rise of the DUT due to the infiltration of heat from the inert gas and the signal bottle of the DUT 4, the inside of the DUT 4 package or chip is Since the temperature monitoring diode 5 is built-in, the output of the external refrigerator is controlled so that the actual temperature of the DUT 4 under test becomes a desired value.
第３図は、温度モニタ用ダイオードの取付例を示した図
であり、２０はパッケージ、２１はＬＳＩチップ、２２
は温度モニタ用ダイオードである。FIG. 3 is a diagram showing an example of mounting a temperature monitoring diode, in which 20 is a package, 21 is an LSI chip, and 22
is a temperature monitoring diode.
このダイオード２２は、第３図（Ａ）のように、ＬＳＩ
チップ内に予め形成しておき、これを外部と接続して使
用してもよいし、また、第３図（Ｂ）のようにパンケー
ジ２０内に組み込んでおき、外部と接続して使用するこ
ともできる。This diode 22 is connected to an LSI as shown in FIG. 3(A).
It may be formed in advance in the chip and used by connecting it to the outside, or it may be built into the pan cage 20 and used by connecting to the outside as shown in FIG. 3(B). You can also do it.
第４図は、温度モニタ用ダイオードの特性図であり、（
Ａ）は電圧（Ｖ）対電流（１）特性、（Ｂ）は温度（Ｔ
）対順方向電圧（ＶＦ ）の特性図である。Figure 4 is a characteristic diagram of a temperature monitoring diode, (
A) is the voltage (V) vs. current (1) characteristic, (B) is the temperature (T
) versus forward voltage (VF).
図のように、ダイオードは、順方向電圧ｖＦ以上の電圧
が順方向に印加すると、２．に電流（１）が増加する性
質を有する。As shown in the figure, when a voltage higher than the forward voltage vF is applied to the diode in the forward direction, 2. The current (1) has the property of increasing.
この順方向電圧（ＶＦ ）は、温度（Ｔ）の関数にもな
っていて、温度（Ｔ）が高くなると、■、は下がる性質
がある。This forward voltage (VF) is also a function of temperature (T), and as the temperature (T) increases, ① tends to decrease.
この性質を利用すると、温度変化を■１の変化として取
り出せるから、これに基づき冷却温度の制御が可能とな
るものである。By utilizing this property, the temperature change can be extracted as a change in (1), and the cooling temperature can be controlled based on this.
〔発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
ある。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has the following effects.
（１）従来のように、直接浸漬や真空断熱を不要にでき
るため、高精度で節単に試験ができる。(1) Since there is no need for direct immersion or vacuum insulation as required in the past, high-precision and simple testing is possible.
（２）装置が簡単で、操作も容易にでき、ターンアラウ
ンドタイムも短縮できる。(2) The device is simple, easy to operate, and the turnaround time can be shortened.
（３）ガスの放出や、補充の問題もない。(3) There is no problem of gas release or replenishment.
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の一実施例構成図、
第３図は温度モニタ用ダイオードの取付状態説明図、
第４図は温度モニタ用ダイオードの特性図である。
１−室 ２−冷凍機
３−・コールドプレート
４−被試験デバイス
５−・温度モニタ用ダイオード
６−冷凍機制御部
７−−−Ｌ Ｓ Ｉテスタステーション８−パフォーマ
ンスポード
９−・リード端子 １０−パッケージ１１−・冷却ヘ
ッド １２−・−断熱容器１３−シール部材 １４−乾
燥循環補充部１５．１６−パイプ
１７−温度センサケーブル
２０−パッケージ ２１−・ＬＳＩチ・７プ２２−・温
度モニタ用ダイオードFig. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a diagram explaining the installation state of a temperature monitoring diode, and Fig. 4 is a characteristic diagram of the temperature monitoring diode. be. 1 - Chamber 2 - Refrigerator 3 - Cold plate 4 - Device under test 5 - Temperature monitoring diode 6 - Refrigerator control unit 7 - LSI tester station 8 - Performance port 9 - Lead terminal 10 - Package 11--Cooling head 12--Insulating container 13-Sealing member 14-Dry circulation replenishment section 15.16-Pipe 17-Temperature sensor cable 20-Package 21--LSI chip 7 22--Temperature monitor diode
Claims (1)
温ＬＳＩ試験方式において、 その内部に不活性ガスが循環され、被試験デバイスが配
置された断熱容器（１）と、 冷凍手段（２）により極低温に制御されたコールドプレ
ート（３）を前記断熱容器（１）内に設け、 前記コールドプレート（３）により被試験デバイス（４
）を冷却させ、この被試験デバイス（４）のパッケージ
またはチップ内に設けられた温度検知手段（５）からの
温度情報により前記冷凍機を制御し、被試験デバイスを
所望の温度になるように制御して試験を行うようにした
ことを特徴とする極低温ＬＳＩ試験方式。[Claims] In a cryogenic LSI test method in which a device under test is tested by cooling it to a cryogenic state, an insulating container (1) in which an inert gas is circulated and a device under test is placed; , A cold plate (3) controlled to an extremely low temperature by a freezing means (2) is provided in the heat insulating container (1), and the device under test (4) is controlled by the cold plate (3).
), and the refrigerator is controlled by temperature information from the temperature detection means (5) provided in the package or chip of the device under test (4) to bring the device under test to a desired temperature. A cryogenic LSI testing method characterized by controlled testing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62316809A JPH01156678A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Cryogenic lsi testing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62316809A JPH01156678A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Cryogenic lsi testing system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01156678A true JPH01156678A (en) | 1989-06-20 |
Family
ID=18081163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62316809A Pending JPH01156678A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Cryogenic lsi testing system |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH01156678A (en) |
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-
1987
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