JPH04213849A - 半導体装置及びその初期不良検出方法 - Google Patents

半導体装置及びその初期不良検出方法

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JPH04213849A
JPH04213849A JP2401175A JP40117590A JPH04213849A JP H04213849 A JPH04213849 A JP H04213849A JP 2401175 A JP2401175 A JP 2401175A JP 40117590 A JP40117590 A JP 40117590A JP H04213849 A JPH04213849 A JP H04213849A
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JP
Japan
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input
circuit
transistor
initial failure
power supply
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Withdrawn
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JP2401175A
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English (en)
Inventor
Mikio Toyoda
豊田 美喜夫
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • H01L27/11807CMOS gate arrays

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその初期
不良検出方法に係り、特にC−MOSゲートアレイとそ
の静止電源電流を測定する方法に関する。最近のゲート
アレイにおいて(特にC−MOSゲートアレイにおいて
)は、顧客ニーズにより多ピン化及び使用可能な内部構
成回路の大規模化が進んでいる。しかし、回路の大規模
化に対する機能(FN)試験面での故障検出率の向上に
は、膨大な時間と費用を要しているにも拘らず、顧客で
の実機不良(初期不良)の低減には苦慮しているのが現
実である。そこで、この初期不良を容易に検出できるよ
うな構成の半導体装置及び初期不良の検出方法が必要と
される。
【0002】
【従来の技術】従来、C−MOSゲートアレイを入力回
路や入出力回路に有する半導体集積回路(IC)におい
て、初期不良率をできるだけ低減するために、■機能試
験による故障検出率を向上したり、■IC製造工程にお
ける歩留り向上対策(安定した工程づくり)を施してお
り、またC−MOSゲートアレイの静止電源電流を測定
することでICの初期不良を検出している。
【0003】上記の機能試験による故障検出率の向上に
は、スキャン回路を利用し、テスト端子を設定する回路
設計時の工夫や、テスト端子を利用することによる回路
のブロック化があり、既知の試験パターンをICに入力
して、被試験ICから期待する出力パターンが取り出さ
れるか否か検査する。また、上記のIC製造工程におけ
る歩留り向上対策としては、クリーンルームを向上して
塵埃による故障の発生を低減したり、各製造工程を極力
機械化するなどの対策がある。
【0004】ここで、初期不良率をゼロに近付けるには
、製造工程段階にて偶発的に生じる不良まで完全に試験
工程で検出する必要がある。しかし、IC製造工程段階
において生じる偶発的な不良が、製造工程での努力にも
拘らず、歩留り100%にすることが不可能であるため
、各種の工夫をする必要がある。その工夫の一つとして
、C−MOSゲートアレイICでは、C−MOSの高電
位側電源VDDと低電位側電源VSSとの間では静止電
源電流(IDDS )が流れないことを利用し、IDD
S が流れないとき正常、IDDS が流れるとき不良
と判定する初期不良検出方法が従来より行なわれている
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記したI
C製造工程における歩留り向上対策は大変に費用を要す
る。また、スキャン回路の利用は現状で有効な初期不良
検出方法と考えられるが、この方法は回路内部の記憶素
子をシフトレジスタとなるように回路設計し、試験時に
順序回路を組合せ回路と等価に扱う方法であるため、通
常のICに比しチップ面積が1.5倍又はそれ以上必要
となり、また専用のパターンが必要で、特に中小規模の
ICには不向きである。
【0006】また、ICの入力部は図5に示す如く、端
子1と入力回路2との接続点がプルアップ抵抗RU を
介して高電位側電源VDDに接続されているものと、図
6に示す如く、端子1と入力回路2との接続点がプルダ
ウン抵抗RD を介して低電位側電源VSSに接続され
ているものとがある。上記の抵抗RU ,RD はC−
MOSトランジスタで構成されている入力回路2が、実
際の実機上で未使用となることがあり、その未使用時に
入力回路2のC−MOS入力がオープンになるのを防止
するために設けられている。
【0007】しかし、図5に示した入力回路2では入力
信号として“0”が入力された場合にプルアップ抵抗R
U を介して端子1側へ電流が流れてしまい、また図6
に示した入力回路2では、入力信号として“1”が入力
された場合に端子1よりプルダウン抵抗RD を介して
低電位側電源VSSに電流が流れてしまう。そのため、
従来の初期不良検出方法では図5に示す構成の入力回路
2に対しては“1”のみを入力し、また図6に示す構成
の入力回路2に対しては“0”のみを入力して静止電源
電流が流れるか否かの検査を行なうしかない。
【0008】このため、従来のC−MOS入力回路の静
止電源電流を測定する検査方法では、検査条件が限定さ
れてしまい、必ずしも正確な初期不良検出ができなかっ
た。本発明は上記の点に鑑みなされたもので、C−MO
Sゲートアレイにおける初期不良検出を容易にできる構
成の半導体装置及びその初期不良検出方法を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の半導体装
置の原理構成図を示す。C−MOSによる入力回路(又
は入出力回路)11の入力端(又は入出力端)10と電
源との間にトランジスタ12が設けられ、このトランジ
スタ12はテスト端子14よりの制御信号が入力される
制御回路13によりスイッチング制御される。制御回路
13は初期不良検出時にトランジスタ12をオフとし、
通常使用時はトランジスタ12をオンとする。
【0010】図2は本発明の半導体装置の初期不良検出
方法の原理説明図を示す。本発明方法ではまず、図1の
トランジスタ12をオフとし(ステップ21)、続いて
入力回路(又は入出力回路)11の静止電源電流IDD
S を測定し(ステップ22)、その測定値がゼロか否
か判定して(ステップ23)、不良か否かの判定結果を
得る(ステップ24,25)。
【0011】
【作用】本発明装置では、入力回路11のC−MOS入
力端子10と電源(高電位側電源又は低電位側電位)と
の間に接続されたトランジスタ12を、制御回路13に
より初期不良検出時のみオフとする。これにより、初期
不良検出時はトランジスタ12が入力回路11から実質
的に切離された状態となるから、入力回路11だけの静
止電源電流IDDS の測定ができる。
【0012】一方、通常使用時には制御回路13により
トランジスタ12がオンとされるため、トランジスタ1
2が実質的にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗の機能
を果たすことができる。また、図2に示す本発明方法で
は、トランジスタ21を初期不良検出時にオフとした後
、入力回路(又は入出力回路)11のIDDS を測定
するという簡単な手順で、初期不良の有無を測定値から
判定することができる。
【0013】
【実施例】図3は本発明の一実施例の構成図を示す。同
図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。図3において、111 及び112 は
入力回路、113 及び114 は入出力回路であり、
夫々ICの内部回路に夫々接続される一方、入力端子1
01 ,102 又は入出力端子103 ,104 に
接続されている。
【0014】入力端子101 と入力回路111 の接
続点はpチャンネルMOS型トランジスタ(Tr)12
1 のドレインに接続され、また入力端子102 と入
力回路112 の接続点はnチャンネルMOS型トラン
ジスタ122 のドレインに接続されている。また、入
出力端子103 と入出力回路113 との接続点はp
チャンネルMOS型トランジスタ123 のドレインに
接続され、入出力端子104 と入出力回路114 と
の接続点はnチャンネルMOS型トランジスタ124 
のドレインに接続されている。
【0015】更に、pチャンネルMOS型トランジスタ
121 及び123 の各ソースは高電位側電源VDD
に接続され、nチャンネルMOS型トランジスタ122
 及び124 の各ソースは低電位側電源VSSに接続
されている。 テスト端子14は制御回路13を構成するゲート31に
接続されている。ゲート31は反転出力端子と非反転出
力端子を有し、反転出力端子がトランジスタ122 及
び124 の各ゲートに接続され、非反転出力端子がト
ランジスタ121 及び123 の各ゲートに接続され
ている。
【0016】入力回路111 及び112 は例えば図
4に示す如きC−MOSインバータの構成とされている
。同図において、C−MOSインバータはpチャンネル
MOS型トランジスタp1 とnチャンネルMOS型ト
ランジスタn1 とがゲート同士、ドレイン同士を夫々
接続され、トランジスタp1 のソースは高電位側電源
VDDに接続され、一方トランジスタn1 のソースは
低電位側電源VSSに接続されている。また、41は入
力端子、42は出力端子である。また、入出力回路11
3 及び114 は上記のC−MOSインバータを用い
た公知の構成とされている。
【0017】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず、この半導体集積回路(IC)の初期不良検出時には
テスト端子14に“1”を固定入力する。これにより、
ゲート31を介してトランジスタ121 及び123 
の各ゲートに夫々“1”が入力されるため、トランジス
タ121 及び123 はオフとされる。また、これと
同時にトランジスタ122及び124 の各ゲートに夫
々“0”が入力されるため、トランジスタ122 及び
124 も夫々オフとされる。
【0018】従って、トランジスタ121 〜124 
はすべて電気的に端子101 〜104 と切離された
状態となるため、端子101 及び103 に“0”が
入力されてもトランジスタ121 及び123 に電流
が流れることはなく、端子102 及び104 に“1
”が入力されてもトランジスタ122 及び124 に
電流が流れることはない。
【0019】C−MOSゲートアレイにおける静止電源
電流の規格値は非常に小さな値であるため、付加回路と
して端子101 〜104 に設けられたトランジスタ
121 〜124 に電流が流れただけでも規格外とな
るが、上記の理由から初期不良検出時はトランジスタ1
21 〜124 に電流は流れず、入力回路111 ,
112 、入出力回路113 ,114 の正確な静止
電源電流の測定ができる。
【0020】図4に示したように、入力回路111 及
び112 は入力端子101 ,102 に論理“1”
,“0”のいずれが入力されても必ず一方のトランジス
タがオフとなるから、トランジスタp1 のソースとn
1 のソースとの間に静止電源電流は正常なときは流れ
ない(入出力回路113 ,114 も同様)。従って
、トランジスタ121 〜124 を夫々オフ状態にし
て、入力回路111 ,112 、入出力回路113 
及び114 に電流が流れる否か測定し、電流が流れて
いる場合は不良と正確に判定できる。
【0021】また、本実施例では端子101 〜104
 に夫々“0”,“1”のどちらを入力しても上記の初
期不良検出ができるから、機能試験で使用する“0”と
“1”が混在する特定パターンの試験信号をトランジス
タ121 〜124 のスイッチングスピードを考慮し
て機能試験時に比べ十分遅い速度で入力端子101 〜
104 に入力した場合でも、初期不良を検出すること
ができる。
【0022】次に顧客の使用時について説明する。この
場合は、テスト端子14に“0”を固定入力する。これ
により、トランジスタ121 及び123 の各ゲート
に“0”が入力され、トランジスタ122 及び124
 の各ゲートに“1”が夫々入力されるから、トランジ
スタ121 〜124 はすべてオンとなる。トランジ
スタ121 〜124 がオンであるときは入力回路1
11 、入出力回路113 は夫々電源VDDにトラン
ジスタ121,123 を介して接続され、入力回路1
12 ,入出力回路114 はVSSにトランジスタ1
22 ,124 を介して接続されることとなるから、
入力端子101 ,102 や入出力端子103 ,1
04 をオープン状態にしても、この回路111 〜1
14 を有するICの正常使用ができる。
【0023】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、従来測定
条件を選択する必要があった入力端子の付加回路を考慮
することなくC−MOSゲートアレイにおける静止電源
電流IDDS の測定ができ、よってこのIDDSの測
定範囲の拡大により、従来機能試験で検出不可能であっ
た初期不良品の検出ができ、また検出方法が簡単である
等の特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の原理構成図である。
【図2】本発明方法の原理説明図である。
【図3】本発明の一実施例の構成図である。
【図4】C−MOSインバータの回路図である。
【図5】入力回路の一例の構成図である。
【図6】入力回路の他の例の構成図である。
【符号の説明】
11  入力回路(入出力回路) 12  トランジスタ 121 ,123   pチャンネルMOS型トランジ
スタ122 ,124   nチャンネルMOS型トラ
ンジスタ13  制御回路 14  テスト端子 21〜25  ステップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  C−MOSゲートアレイによる入力回
    路(11)の入力端又は入出力回路(11)の入出力端
    と電源との間に接続されたトランジスタ(12)と、テ
    スト端子(14)よりの制御信号により該トランジスタ
    (12)を初期不良検出時オフとし、通常使用時は該ト
    ランジスタ(12)をオンとする制御回路(13)とを
    有することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  請求項1記載のトランジスタ(12)
    をオフとし(21)、前記入力回路又は入出力回路の静
    止電源電流を測定し(22)、その測定値がゼロか否か
    判定して(23)、不良か否かの判定結果を得る(24
    ,25)ことを特徴とする半導体装置の初期不良検出方
    法。
JP2401175A 1990-12-10 1990-12-10 半導体装置及びその初期不良検出方法 Withdrawn JPH04213849A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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