JPH11202020A - ラッチアップ試験装置 - Google Patents

ラッチアップ試験装置

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JPH11202020A
JPH11202020A JP10004425A JP442598A JPH11202020A JP H11202020 A JPH11202020 A JP H11202020A JP 10004425 A JP10004425 A JP 10004425A JP 442598 A JP442598 A JP 442598A JP H11202020 A JPH11202020 A JP H11202020A
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JP
Japan
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latch
power supply
pulse
under test
voltage
Prior art date
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Application number
JP10004425A
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English (en)
Inventor
Masayuki Hanae
雅之 花江
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CMOS型ICのラッチアップを検出し、ラ
ッチアップ検出後、ラッチアップが解消する最低保持電
圧と最低保持電流を測定することができるラッチアップ
試験装置を提供する。 【解決手段】 被試験ICの電源端子に所定の電圧と電
流を供給すると共に、供給電圧を任意に変更させること
ができる電源回路12と、被試験ICの入力端子または
出力端子に尖頭値が漸次高くなる方向に変化するトリガ
パルスを与えるパルス発生回路13とを具備して構成さ
れるラッチアップ試験装置において、電源回路12とパ
ルス発生回路13とを専用に制御する高速シーケンス制
御器を設け、この高速シーケンス制御器によって電源回
路とパルス発生回路を高速動作させ、ラッチアップ検出
後に電源電圧を漸次低下させ、ラッチアップ解消時点の
最低保持電圧と最低保持電流を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はCMOS型ICに
おいて、ラッチアップ現象が起きるか否かを試験するI
C試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CMOS型ICは一般にNチャンネル型
ICとPチャンネル型ICが電源ラインと共通電位点と
の間に相補接続されて動作する構造とし、一方がオンの
とき他方がオフの状態を維持し、その状態が反転するこ
とにより次段に信号が伝達される。従って一方がオン、
他方がオフの状態に維持されている状態では電力消費量
は微少であるが、状態が反転するときだけ比較的大きい
電流が流れる。従って、CMOS型ICは動作クロック
に同期してパルス状に電源電流を消費する。
【0003】ところで、CMOS型ICの欠点の一つに
相補接続された一対の素子の双方がオンの状態に安定し
てしまう現象に陥る場合がある。この現象を一般にラッ
チアップと称している。従って、以下この現象を単にラ
ッチアップと称すことにする。ラッチアップが発生する
と、電源電流はラッチアップの状態にある素子に流れる
短絡電流分だけ増加し、この短絡電流はCMOS素子が
反転動作しない状態でも流れ続ける。このラッチアップ
の状態を長時間(100ms以上)放置すると素子は焼け
付き破損する。
【0004】ラッチアップ現象は主に入力端子に接続さ
れている素子か、または出力端子に接続されている素子
に多く発生する。ラッチアップの発生原因は入力端子ま
たは出力端子に規定より大きい尖頭値を持つパルス或い
はノイズ等が入力された場合に発生するものと考えられ
ている。このため、従来よりCMOS型ICから成るI
Cの入力端子または出力端子に尖頭値が漸次大きくなる
方向に変化するパルス列を印加し、パルスの尖頭値が規
定の電圧の範囲内でラッチアップが発生するか否かを試
験している。
【0005】図4を用いて従来のラッチアップ試験装置
の概要を説明する。図4において10はラッチアップ試
験装置を示す。ラッチアップ試験装置10は主制御器1
1と、電源回路12と、パルス発生回路13とによって
構成される。電源回路12は被試験IC20の電源端子
Tvcc に電源電圧Vccを印加する。パルス発生回路13
は被試験IC20の入力端子TINまたは出力端子TOUT
にパルスSPを供給する。このパルスSPは図5に示す
ように、パルスの尖頭値が漸次上昇する方向に変化する
パルス列とされる。増加のピッチPmVは、例えば数mV乃
至数10mVピッチに選定され、この電圧ピッチで例えば
0〜20Vの電圧範囲にわたって変化させる。
【0006】1台のパルス発生回路13を順次他の入力
端子TINまたは出力端子TOUT に接続して被試験IC2
0の全ての入出力端子について試験が行われる。電源回
路12は被試験IC20に印加する電源電圧値と被試験
IC20に流れる電源電流値を測定できる機能と、主制
御器11から送られてくる制御指令に従って被試験IC
20に与える電源電圧を自由に設定できる構成を具備し
ている。
【0007】主制御器11は一般にパーソナルコンピュ
ータ(以下単にパソコンと称す)が用いられ、パソコン
に組み込まれたソフトウエアによって電源回路12はパ
ルス発生回路13とを制御し、パルス発生回路13から
パルスを発生させるのと同期して、そのパルスの立上り
のタイミングから所定の時間経過したタイミングで、電
源回路12から被試験IC20に与えている電流を測定
する。被試験IC20に与えている電流値が主制御器1
1に設定した電流値を越えると、ラッチアップ発生と判
定し、そのとき被試験IC20に与えたパルスの尖頭値
及び被試験IC20に与えている電流値と、電源電圧値
とを主制御器11に取込み、ラッチアップ発生時の状況
を記憶する。
【0008】ラッチアップの発生を検出すると、主制御
器11はパルス発生器13にパルスの発生を停止させる
制御命令を出力し、パルスの発生を停止させると共に、
電源回路12に電源電圧を0Vに戻す制御命令を出力
し、被試験IC20に与えている電源電圧を0Vに戻す
制御を実行する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のラッチアップ試
験装置10は電源回路12及びパルス発生回路13の双
方が主制御器11から与えられる制御命令に従って動作
しているから、電源回路12及びパルス発生回路13の
動作を高速化することができない不都合がある。つま
り、主制御器11は電源回路12及びパルス発生回路1
3を制御する動作の外に、他の制御も実行している。こ
のために電源回路12とパルス発生回路13の制御を高
速化できない原因となっている。
【0010】このように電源回路12とパルス発生回路
13の動作を高速化できないことから、ラッチアップ発
生後に電源電圧を漸次低下させ、ラッチアップが解消す
るときの電源電圧及び電流値を測定できない状況になっ
ている。つまり、ラッチアップ発生後、ラッチアップの
状態を約100ms程度にわたって放置すると、ラッチア
ップの状態にある素子の部分が焼け付き、破損してしま
うため、従来はラッチアップ発生を検出したあと電源回
路12から被試験IC20に与えている電源電圧を直ち
に遮断し、0Vに戻して被試験素子を保護している。こ
のような理由から、従来はラッチアップの状態が解消さ
れるときのラッチアップの最低保持電圧及び最低保持電
流を測定することができない不都合がある。
【0011】この発明の目的は高速に動作するラッチア
ップ試験装置を提供し、この高速動作可能なラッチアッ
プ試験装置によってラッチアップの発生を検出した後
に、ラッチアップ動作の最低保持電圧及び最低保持電流
を測定することができるラッチアップ試験装置を提供し
ようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明では電源回路1
2及びパルス発生回路13に専用の高速シーケンス制御
器を付設し、この高速シーケンス制御器によって電源回
路及びパルス発生回路を制御し、電源回路及びパルス発
生回路の動作を高速化した構成としたものである。
【0013】この発明によるラッチアップ試験装置によ
れば、この高速化によりラッチアップ検出後に電源回路
の電圧を徐々に低下させ、その低下の過程における各電
圧ごとに被試験ICに流れる電流を測定し、その動作を
ラッチアップが解消されるまで高速で繰り返すことがで
き、ラッチアップ動作の最低保持電圧及び最低保持電流
を測定することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1にこの発明の一実施例を示
す。図4と対応する部分には同一符号を付して示す。こ
の発明では電源回路12及びパルス発生回路13を高速
制御するために高速シーケンス制御器14を設ける。こ
の高速シーケンス制御器は一般にマイクロコンピュータ
と呼ばれている中央演算処理装置によって構成すること
ができる。この高速シーケンス制御器14を構成する中
央演算処理装置に電源回路12とパルス発生回路13を
制御するプログラムだけを搭載し、可及的に小容量のプ
ログラムによって電源回路12とパルス発生回路13と
をシーケンス制御するように構成する。
【0015】高速シーケンス制御器14は中央演算処理
装置14Aと、基本プログラム等を記憶したROM14
Bと、主制御器11から送られてくるプログラム或いは
設定値等を記憶する書換え可能なRAM14Cと、入出
力ポート14Dとを具備して構成される。図1に示す実
施例ではRAM14Cに主制御器11から制御プログラ
ムを転送し、RAM14Cに電源電圧制御手段14C−
1を構成するプログラムと、電源電圧・電流測定手段1
4C−2を構成するプログラムと、パルス電圧制御手段
14C−3を構成するプログラムと、ラッチアップ検出
手段14C−4を構成するプログラムと、ラッチアップ
解消検出手段14C−5を構成するプログラムと、デー
タ取込手段14C−6を構成するプログラムを格納した
場合を示す。
【0016】図2に高速シーケンス制御器14の動作の
概要を説明するためのフローチャートを示す。高速シー
ケンスプログラムをスタートさせると、ステップSP1
で電源回路12に被試験IC20に適合した電源電圧V
ccと、ラッチアップ検出時点から電源回路12の電圧を
低下させる電圧のピッチNmVと、パルス発生回路13の
パルスの尖頭値の増加ピッチPmVとを初期設定する。
【0017】初期設定後、ステップSP2で電源回路1
2とパルス発生回路13からそれぞれ初期設定された値
に従って、電源電圧制御手段14C−1が電源回路12
が電源電圧Vccを発生させ、パルス電圧制御手段14C
−3はパルス発生回路13に初期パルスを発生させる。
初期パルスの尖頭値は初期設定した増加ピッチPmVとな
る。
【0018】パルス発生後、ステップSP3で電源電圧
・電流測定手段14C−2は被試験IC20に流れる電
流を測定し、ステップSP4でラッチアップ検出手段1
4C−4はステップSP3で測定した電流値が上限値を
越えているか否か、つまりラッチアップか、否かを判定
する。ラッチアップ検出手段14C−4がラッチアップ
でないと判定した場合はステップSP5で、パルス電圧
制御手段14C−3はパルス発生回路13から発生させ
るパルスの尖頭値に+PmV加算し、ステップSP2に戻
り、再びパルスの発生を実行させ、ステップSP2から
SP4を繰り返す。
【0019】ステップSP4でラッチアップ検出手段1
4C−4がラッチアップを検出すると、ステップSP6
に進む。ステップSP6では電源電圧制御手段14C−
1が電源回路12から出力している電圧Vccを−NmV低
下させ、更に電源電圧・電流測定手段14C−2が被試
験IC20に流れる電流を測定し、ステップSP7に進
む。ステップSP7ではラッチアップ解消検出手段14
C−5は被試験IC20を流れる電流が定常状態の電流
値に戻ったか否かを比較判定する。つまり、ラッチアッ
プが解消されたか否かを判定する。
【0020】ラッチアップが解消されていない場合には
ステップSP6に戻り、再び電源電圧制御手段14C−
1が電源回路12の電圧をNmV低下させ、ステップSP
7でラッチアップ解消検出手段14C−5が再びラッチ
アップが解消されたか否かを判定し、ラッチアップが解
消されるまでステップSP6とSP7を繰り返す。ラッ
チアップが解消されと、ステップSP8に進み、データ
取込手段14C−6が、ラッチアップ解消時の電源回路
12の電圧及び電流をデータとして取込み最低保持電圧
値と最低保持電流値を得る。図3にパルス発生回路13
が出力するパルス列と、電源回路12が出力する電源電
圧Vccの変化する様子を示す。
【0021】高速シーケンス制御器14は電源回路12
とパルス発生回路13を制御する高速シーケンスプログ
ラムだけを実行し、他のプログラムは全く実行しない。
従って、図2に示した高速シーケンス制御のためのプロ
グラムを高速で実行することができる。因みに被試験I
C20に与える電源電圧Vccが、Vcc=5V,ラッチア
ップ検出後に電源電圧の減少ピッチが50mVであった場
合、5Vから0Vまで変化するためには、ステップSP
6とSP7を100回実行すれば電源回路12の電圧V
ccは0Vに戻る。100ステップを100ms(ラッチア
ップ状態にある素子が破損するまでの許容時間)で実行
すればよいから、1ステップを1msで実行すればよい。
ステップSP6とSP7で実行する仕事量をこれだけに
制限することにより、この実行速度は充分実現可能であ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明ではラッ
チアップ試験装置において、電源回路12とパルス発生
回路13の制御を、専用の高速シーケンス制御器14に
よって実行させる構成とし、高速シーケンス制御器14
では電源回路12とパルス発生回路13の制御だけに専
用することにより実行速度を高速化することができる。
【0023】この結果、ラッチアップを検出した時点か
ら、電源回路12の電圧Vccを漸次低下させ、ラッチア
ップが解消されたか否かを判定する動作を行わせても、
被試験IC20が破損するまでの時間の範囲内で電源電
圧を、例えば5Vから0Vまで低下させることができ
る。よって、ラッチアップが解消した最低保持電圧と最
低保持電流を充分に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するためのブロック
図。
【図2】図1に示した実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート。
【図3】この発明の動作を説明するための波形図。
【図4】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図5】従来の技術の動作を説明するための波形図。
【符号の説明】
10 ラッチアップ試験装置 11 主制御器 12 電源回路 13 パルス発生回路 14 高速シーケンス制御器 20 被試験IC

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOS型ICから成る被試験ICに所
    定の電源電圧を印加し、入力端子または出力端子に尖頭
    値が漸次増加するパルス列をパルス発生回路から与え、
    このパルス列のパルスの尖頭値が所定の電圧に達するま
    での間、上記被試験ICに流れる電流が所定値を越える
    か否かによりラッチアップを検出するラッチアップ試験
    装置において、 上記電源回路及びパルス発生回路のそれぞれを高速シー
    ケンス制御器によって制御し、この高速シーケンス制御
    器によってラッチアップ検出後に、上記電源回路の電圧
    を漸次低下させ、電源電圧の低下ごとに被試験ICに流
    れる電流が所定値に戻るか否かを判定し、ラッチアップ
    解消時の最低保持電圧及び最低保持電流を測定するよう
    に構成したことを特徴とするラッチアップ試験装置。
  2. 【請求項2】 上記請求項1記載のラッチアップ試験装
    置において、上記高速シーケンス制御器は、 上記電源回路が上記被試験ICに与える電源電圧を任意
    に変化させる電源電圧制御手段と、 上記電源回路から被試験ICに与える電源電圧及び電流
    を測定する電源電圧・電流測定手段と、 上記パルス発生器が発生するパルス列のパルスの尖頭値
    を漸次増加させるパルス電圧制御手段と、 上記パルス発生回路がパルスを発生するごとに上記被試
    験ICに流れる電流を上記電源電圧・電流測定手段によ
    り測定し、その測定値と設定値とを比較して被試験IC
    内にラッチアップが発生したことを検出するラッチアッ
    プ検出手段と、 電源電圧が低下するごとに上記被試験ICに流れる電流
    を測定し、ラッチアップが解消したか否かを判定するラ
    ッチアップ解消検出手段と、 このラッチアップ解消検出手段がラッチアップの解消を
    検出した時点で、上記被試験ICに与えられている電源
    電圧値及び電流値を最低保持電圧及び最低保持電流とし
    て取り込むデータ取込手段と、 を具備して構成したことを特徴とするラッチアップ試験
    装置。
JP10004425A 1998-01-13 1998-01-13 ラッチアップ試験装置 Pending JPH11202020A (ja)

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JP (1) JPH11202020A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419184B1 (ko) * 2001-12-26 2004-02-18 한국항공우주연구원 래치업 시뮬레이터
CN110045204A (zh) * 2019-04-26 2019-07-23 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) 单粒子闩锁维持电流测试方法、装置及系统
CN110361618A (zh) * 2019-08-07 2019-10-22 中国科学院新疆理化技术研究所 一种用于cmos图像传感器单粒子闩锁效应测试方法

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KR100419184B1 (ko) * 2001-12-26 2004-02-18 한국항공우주연구원 래치업 시뮬레이터
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