JPS62282279A - Apparatus for measuring delay time of transistor gate - Google Patents

Apparatus for measuring delay time of transistor gate

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JPS62282279A
JPS62282279A JP61124808A JP12480886A JPS62282279A JP S62282279 A JPS62282279 A JP S62282279A JP 61124808 A JP61124808 A JP 61124808A JP 12480886 A JP12480886 A JP 12480886A JP S62282279 A JPS62282279 A JP S62282279A
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JP
Japan
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delay time
transistor gate
delay
time
measured
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JP61124808A
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Japanese (ja)
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Hajime Kubosawa
久保沢 元
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To measure the delay time of an arbitrary transistor gate in the atmosphere with sufficient time resolving power, by gradually changing the delay time of a clock determining laser generating timing at every definite time. CONSTITUTION:A laser beam source 15 irradiates the arbitrary transistor gate of an article 18 to be measured having a plurality of transistor gates with laser beam and a delay circuit 14 delays a clock determining the laser generating timing of the laser beam source 15 and gradually changes said delay time at every definite time. A control and data analyzing computer 13 drives a pattern generator 19 to supply an input signal to the article 18 to be measured in constant timing regardless of the change in the delay time of the circuit 14 and calculates the delay time of the arbitrary transistor gate on the basis of the delay time of the circuit 14 when the value of the beam exciting current generated in the arbitrary transistor gate is changed by the irradiation of laser beam.

Description

【発明の詳細な説明】 a発明の詳細な説明 (慨要〕 本発明は、トランジスタゲートの遅延時間を測定する装
置において、 任意のトランジスタゲートに照射するレーザーの照射タ
イミングを予め設定した順序で漸次変化させると共に、
レーザー照射によりトランジスタゲートに流れる光励起
電流の変化を測定することにより、 任意のトランジスタゲートの遅延時間を、他のトランジ
スタゲートとは分離させて十分な時間分解能で測定でき
、しかも大気中でトランジスタゲートをしStC大規模
集積回路)に組込んだままの状態で測定できるようにし
たものである。
[Detailed Description of the Invention] a. Detailed Description of the Invention (Summary) The present invention provides an apparatus for measuring the delay time of a transistor gate, in which the irradiation timing of a laser to be irradiated to an arbitrary transistor gate is gradually set in a preset order. Along with changing
By measuring changes in the photoexcited current flowing through the transistor gate by laser irradiation, we can measure the delay time of any transistor gate separately from other transistor gates with sufficient time resolution. It is designed so that it can be measured while it is still installed in a StC large-scale integrated circuit.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はトランジスタゲートの遅延時間測定装置、特に
集積回路に組込まれたトランジスタゲートの遅延時間を
測定する装置に関する。
The present invention relates to a device for measuring delay time of a transistor gate, and more particularly to a device for measuring delay time of a transistor gate incorporated in an integrated circuit.

LSIの性能を決定する要因には種々あるが、そのうち
近年のLSIの高速化に伴い、LSIを構成するトラン
ジスタゲートの遅延時間を正確に知ることが重要となっ
ており、任意のトランジスタゲートの遅延時間を十分な
時間分解能で、高精度に測定できる測定装置が必要とさ
れる。
There are various factors that determine the performance of LSIs, but as LSIs have become faster in recent years, it has become important to accurately know the delay time of the transistor gates that make up the LSI. There is a need for a measuring device that can measure time with sufficient time resolution and high precision.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のトランジスタゲートの遅延時間の測定は、通常は
トランジスタゲートの入力信号波形と出力信号波形との
時間差をオシロスコープで観測、′Is定していた。ま
た、トランジスタゲート1個の遅延時間が極めて短い場
合、通常は複数個縦続接続したトランジスタゲートの入
力信号波形と出力信号波形との時間差をオシロスコープ
により152Mし、その時間差(すなわち、全体の遅延
時間)をトランジスタゲートの個数で除算することによ
り、1個当りのトランジスタゲートの遅延時間を測定し
ていた。
Conventionally, the delay time of a transistor gate is measured by observing the time difference between the input signal waveform and the output signal waveform of the transistor gate using an oscilloscope, and determining 'Is. In addition, when the delay time of one transistor gate is extremely short, the time difference between the input signal waveform and the output signal waveform of multiple transistor gates connected in cascade is usually measured by 152M using an oscilloscope, and the time difference (that is, the total delay time) is calculated using an oscilloscope. By dividing by the number of transistor gates, the delay time of each transistor gate was measured.

また、従来のトランジスタゲートの遅延時間の他の測定
方法として、EB (Electron Beam :
電子ビーム)プローバを用いて行なう方法がある。
In addition, as another method for measuring the delay time of a conventional transistor gate, EB (Electron Beam:
There is a method using an electron beam (electron beam) prober.

第5図はこのEBプローバの一例の構成図を示す。FIG. 5 shows a configuration diagram of an example of this EB prober.

同図中、υ110用計算機1よりの制御データはディレ
ィユニット2.ドライバ3及び信号処理回路4に夫々供
給される。
In the figure, control data from computer 1 for υ110 is transmitted to delay unit 2. The signal is supplied to the driver 3 and the signal processing circuit 4, respectively.

ディレィユニット2の出力信号は信号処理回路4に供給
される一方、ドライバ3を経て屈折型偏向器6に印加さ
れる。この屈折型偏向器6は電子銃5より取り出された
電子ビームを屈折し、エネルギ分析器7に照射し、ここ
で引出されて試料(ここではIC)8に照射する。ディ
レィユニット2は電子ビームの照射位相を所定範囲内に
おいて段階的に変化させる。また、試料8の任意の部位
の電圧を定量的に測定するため平面メツシュ引出し電極
付半球状エネルギ分析器アが用いられている。試料8に
はICドライバ9の出カバターンが入力されている。
The output signal of the delay unit 2 is supplied to a signal processing circuit 4, while being applied to a refractive deflector 6 via a driver 3. This refraction type deflector 6 refracts the electron beam taken out from the electron gun 5 and irradiates it onto an energy analyzer 7, where it is extracted and irradiated onto a sample (here, an IC) 8. The delay unit 2 changes the irradiation phase of the electron beam stepwise within a predetermined range. Further, in order to quantitatively measure the voltage at any part of the sample 8, a hemispherical energy analyzer with a flat mesh extraction electrode is used. The output pattern of the IC driver 9 is input to the sample 8.

試料8の表面の電位に応じて、電子ビームが照射される
ことによって生じる二次電子の値が変化するため、この
二次電子は検出310によって検出され、信号処理回路
4によって二次電子信号データに変換された後制御用計
算機1に供給される。
Since the value of secondary electrons generated by irradiation with the electron beam changes depending on the potential of the surface of the sample 8, the secondary electrons are detected by the detector 310, and the signal processing circuit 4 converts them into secondary electron signal data. After being converted into , it is supplied to the control computer 1 .

これにより、試料8上の電位が測定される。なお、測定
結果は表示装置11に表示される。
As a result, the potential on the sample 8 is measured. Note that the measurement results are displayed on the display device 11.

このEBプローバは本来は試料8上の電位を測定するた
めの装置であるが、トランジスタゲートの遅延時間も、
トランジスタゲートの入出力信号間の時間差を測定する
ことによって測定することができる。
This EB prober is originally a device for measuring the potential on the sample 8, but the delay time of the transistor gate also
It can be measured by measuring the time difference between the input and output signals of the transistor gate.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかるに、前記したオシロスコープを用いたトランジス
タゲートの遅延時間測定方法のうち、トランジスタを複
数個N続接続した測定方法の場合、複数個のトランジス
タゲート全体の遅延時間を測定した後、その測定時間を
トランジスタゲートの個数で除算して1■当りの遅延時
間を算出するが、トランジスタゲートはオン時とオフ時
とでは遅延時間が異なるので、得られたトランジスタゲ
ート1個当りの遅延時間は平均値となQ、″正確なもの
ではなかった。
However, among the methods for measuring the delay time of transistor gates using an oscilloscope described above, in the case of a measurement method in which a plurality of transistors are connected in N-connection, after measuring the delay time of the entire plurality of transistor gates, the measurement time is The delay time per transistor gate is calculated by dividing by the number of gates, but since the delay time of a transistor gate is different when it is on and when it is off, the obtained delay time per transistor gate is an average value. Q: ``It wasn't accurate.

また、入力段のトランジスタゲート(入力バッフ?)と
出力段のトランジスタゲート(出力バッファ)は、その
特性上それぞれを縦続接続して、オシロスコープにより
遅延時間を測定することはできない。
Furthermore, due to their characteristics, it is not possible to connect the input stage transistor gate (input buffer?) and the output stage transistor gate (output buffer) in cascade and measure the delay time with an oscilloscope.

このため、入力バッファ又は出力バラ“ノ?単体でオシ
ロスコープを用いてゲート遅延時間を測定しようとする
と、プローブ等測定系の容量が入カバソファや出力バッ
フ?のそれに比しかなり大であるため、入力、出力バッ
ファの遅延時間が正確に測定できないという問題点もあ
った。
For this reason, if you try to measure the gate delay time using an oscilloscope with the input buffer or output buffer alone, the capacitance of the measurement system such as a probe is considerably larger than that of the input buffer or output buffer. Another problem was that the delay time of the output buffer could not be measured accurately.

他方、前記したEBプローバを用いてゲート遅延時間を
測定する方法は、試料8を真空中に置かねばならないの
で真空を得るための特別な装置が必要であり、また試料
8がLSIの場合は、LSIには通常、透明の保護膜が
形成されているが、これを取り除いてからでないと測定
ができず、操作性が悪いという問題点があった。
On the other hand, the method of measuring the gate delay time using the EB prober described above requires a special device to obtain a vacuum because the sample 8 must be placed in a vacuum, and if the sample 8 is an LSI, LSIs usually have a transparent protective film formed thereon, but measurements cannot be made unless this film is removed, resulting in poor operability.

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、任意のト
ランジスタゲートの遅延時間を十分な時盟分解能で、し
かも大気中で測定できるトランジスタゲートの遅延時間
測定装置を提供することを目的とする。
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a transistor gate delay time measuring device that can measure the delay time of any transistor gate with sufficient temporal resolution and in the atmosphere. do.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のトランジスタゲートの遅延時間測定装置は、被
測定物中の任意のトランジスタゲートにレーザービーム
を照射するレーザー光源と、レーザー光源のレーザー発
生タイミングを定めるクロックを遅延すると共に、その
遅延時間を一定時間毎に漸次変化させる遅延回路と、前
記被測定物に入力信号を一定タイミングで供給すると共
に、レーザービームの照射により任意のトランジスタゲ
ートに発生した光励起電流の値が変化したときの遅延回
路の遅延時間に基づいてグー1−遅延時間を算出する測
定手段とよりなる。
The transistor gate delay time measuring device of the present invention delays a laser light source that irradiates a laser beam to an arbitrary transistor gate in an object to be measured, and a clock that determines the laser generation timing of the laser light source, and also keeps the delay time constant. A delay circuit that changes gradually over time, and a delay circuit that supplies an input signal to the object under test at a constant timing, and delays when the value of the photoexcitation current generated in an arbitrary transistor gate by laser beam irradiation changes. It consists of a measuring means for calculating the delay time based on the time.

〔作用〕[Effect]

遅延回路により遅延されたクロックはレーザー光源に印
加され、そのレーザー発生タイミングをυl111する
。これにより、被測定物中の任意のトランジスタゲート
にレーザービームが照射されることにより発生する光励
起電流の発生タイミングは、上記の遅延回路の出力遅延
クロックに同期して変化する。
The clock delayed by the delay circuit is applied to the laser light source, and the laser generation timing is changed to υl111. As a result, the timing of generation of a photoexcitation current generated by irradiating a laser beam to an arbitrary transistor gate in the object to be measured changes in synchronization with the output delay clock of the delay circuit.

一方、測定手段により被測定物には一定のタイミングで
入力信号が印加されており、この入力信号による任意の
トランジスタゲートのオン、又はオフ状態は上記光励起
電流の値の変化により検出される。
On the other hand, an input signal is applied to the object to be measured by the measurement means at a constant timing, and the ON or OFF state of any transistor gate due to this input signal is detected by a change in the value of the photoexcitation current.

従って、上記の測定手段により、上記光励起電流の値が
変化したときの遅延回路の遅延時間に基づいて、任意の
トランジスタゲートの遅延時間を測定することができる
Therefore, the above measurement means can measure the delay time of any transistor gate based on the delay time of the delay circuit when the value of the photoexcitation current changes.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例のブロック図を示す。 FIG. 1 shows a block diagram of one embodiment of the invention.

同図中、13は1i1112′0・データ解析用コンピ
ュータで、遅延回路14ヘレーザー光源15の駆動用ク
ロックパルスを発生出力すると共に、遅延回路14の遅
延時間を一定時間毎に漸次変化さぜるためのff1ll
 III信号を遅延回路14へ供給する。また、コンピ
ュータ13は被測定物18に電源電圧を供給し、かつ、
被測定物18よりの光励起電流の値を検出する。更に、
コンピュータ13はX−Yステージ17をIII Il
lすると共に、パターン発止器19を駆動する。
In the figure, 13 is a data analysis computer 1i1112'0, which generates and outputs clock pulses for driving the laser light source 15 to the delay circuit 14, and also changes the delay time of the delay circuit 14 gradually at regular intervals. ff1ll
III signal is supplied to the delay circuit 14. Further, the computer 13 supplies a power supply voltage to the object to be measured 18, and
The value of the photoexcitation current from the object to be measured 18 is detected. Furthermore,
The computer 13 controls the X-Y stage 17
At the same time, the pattern generator 19 is driven.

遅延回路14の出力遅延クロックパルスはレーザー光源
15に印加され、これを駆動する。これにより、レーザ
ー光源15は遅延回路14に入力されるクロックパルス
の一周期内で一回発生後消失する(すなわち、レーザー
光源15は入力クロックパルスの一周期内で点滅する。
The output delay clock pulse of the delay circuit 14 is applied to the laser light source 15 to drive it. As a result, the laser light source 15 is generated once within one cycle of the clock pulse input to the delay circuit 14 and then disappears (that is, the laser light source 15 blinks within one cycle of the input clock pulse).

)。このレーザ光源15により発生されたレーザービー
ムは、対物レンズ16により大気中にある被測定物18
の表面上に、焦点一致して収束照射される。この被測定
物18上でのレーザービーム径は対物レンズ16の倍率
によって決まる。
). The laser beam generated by this laser light source 15 is transmitted to an object to be measured 18 in the atmosphere by an objective lens 16.
is focused and convergently irradiated onto the surface of the The diameter of the laser beam on the object to be measured 18 is determined by the magnification of the objective lens 16.

被測定物18上のレーザービーム照射位置はX−Yステ
ージ17により、任意の位置に設定される。被測定物1
8は例えば多くのトランジスタゲートかうなるLSIで
、このLSIに保護膜が設けられていても、保護膜は透
明であるので、保護膜を取り除く必要なく、そのままの
状態で、レーザービームを照射される。
The laser beam irradiation position on the object to be measured 18 is set at an arbitrary position by the XY stage 17. Measured object 1
For example, 8 is an LSI that has many transistor gates. Even if this LSI has a protective film, the protective film is transparent, so it can be irradiated with a laser beam as it is without having to remove the protective film. .

このレーザービームの照OA位置は、トランジスタゲー
トが例えば第4図に示す如く、PチャンネルMO3型電
界効果トランジスタQ1とNチャンネルM OS型電界
効果]・ランジスタQ2とよりなり、入力端子30より
トランジスタQ1及びQ2の両ゲートに入力信号が印加
され、トランジスタQ1及びQ2の両ドレインより入力
信号の位相反転信号を出力端子31へ出力するC−MO
Sインバータ回路であるものとすると、破線32で示す
トランジスタQ!及びQ2の両ドレイン領域又はその近
(労に選定される。
The OA position of this laser beam is such that the transistor gate is composed of a P-channel MO3 type field effect transistor Q1 and an N-channel MOS type field effect transistor Q2, as shown in FIG. A C-MO in which an input signal is applied to both gates of transistors Q1 and Q2, and a phase inverted signal of the input signal is output from both drains of transistors Q1 and Q2 to an output terminal 31.
Assuming that it is an S inverter circuit, the transistor Q! shown by the broken line 32. and Q2 at or near the drain regions (selected as desired).

この位置32に照射されたレーザービームによって光励
起@流が発生し、例えばトランジス90貫のソース(C
−MOSインバータのドレイン)に流れる光励起電流を
測定すると、その値はトランジスタ(h 、Q2のオン
、オフと対応した値を示す。従って、この光励起電流の
値からトランジスタQ+ 、Q2のオン又はオフ状態が
わかることになる。
A laser beam irradiated to this position 32 generates an optically excited@flow, and for example, a source with 90 transistors (C
- When the photoexcitation current flowing through the drain of the MOS inverter) is measured, its value shows a value corresponding to the on/off state of the transistors (h, Q2).Therefore, from the value of this photoexcitation current, it can be determined whether the transistors Q+, Q2 are on or off. You will understand.

前記したパターン発生器19は被測定物(ここではLS
I)18が設置通りの論理動作を行なうかどうかをテス
トするための所定パターンの入力信号を発生して被測定
物18に供給する。この入力信号によって被測定物18
中の任魁のトランジスタゲートがオン又はオフとなるか
を、上記のレーザービーム照射による光励起電流の値を
コンピュータ13により測定することによって検出し、
入力信号の入力時点から上記任意のトランジスタゲート
のオン又はオフ時点までの時間をコンピュータ13によ
り測定することによってゲート遅延時間が測定できる。
The pattern generator 19 described above is connected to the object to be measured (here, the LS
I) Generate a predetermined pattern of input signals and supply them to the device under test 18 to test whether the device 18 performs the logical operation as installed. This input signal causes the object to be measured 18 to
Detecting whether the transistor gate in the middle is turned on or off by measuring the value of the photoexcitation current caused by the laser beam irradiation using the computer 13,
The gate delay time can be measured by using the computer 13 to measure the time from when the input signal is input to when the arbitrary transistor gate is turned on or off.

上記のゲート遅延時間の測定は、オシロスコープを使用
した際のプローブの如きものを必要とすることなく非接
触で行なえるから、測定系の容量が小さくでき、トラン
ジスタゲート自体のもつ容量が小さく、遅延時間が短い
場合でも正確に行なえる。
The above-mentioned gate delay time measurement can be performed without contact using an oscilloscope without the need for a probe, so the capacitance of the measurement system can be reduced, and the capacitance of the transistor gate itself is small, resulting in delay It can be done accurately even when the time is short.

ところで、上記の光励起電流の値の検出は、レーザー光
源15の駆動用クロックパルスの一周期毎に行なわれる
から、このクロックパルスの繰り返し周波数以上の速さ
で変化する信号は測定することができない。つまり、こ
の製雪の時間分解能は上記のりOツクパルスの繰り返し
周波数で制限されている。
By the way, since the above-mentioned detection of the value of the photoexcitation current is performed every cycle of the clock pulse for driving the laser light source 15, it is not possible to measure a signal that changes faster than the repetition frequency of this clock pulse. In other words, the time resolution of this snowmaking is limited by the repetition frequency of the above-mentioned overflow pulse.

トランジスタゲートの遅延時間の測定をしようとすると
き、相当高い時間分解能(例えば数百ps)が必要とさ
れるが、その程度の時間分解能を得るためのクロックパ
ルスの繰り返し周波数は例えば数GHz程度と極めて高
周波数となるので、そのままでは実現は困難である。
When trying to measure the delay time of a transistor gate, a fairly high time resolution (for example, several hundred ps) is required, but the repetition frequency of the clock pulse to obtain that level of time resolution is, for example, about several GHz. Since the frequency is extremely high, it is difficult to realize it as is.

しかし、本実施例によれば、遅延回路14を設け、レー
ザー発生(照射)のタイミングを漸次変化することによ
り、高い繰り返し周波数のクロッ−欠パルスでレーザー
光源15を駆動したのと実質的に同専の高い時間分解能
が得られる。
However, according to this embodiment, by providing the delay circuit 14 and gradually changing the timing of laser generation (irradiation), it is substantially the same as driving the laser light source 15 with a clock pulse with a high repetition frequency. A uniquely high time resolution can be obtained.

このことにつき更に詳細に説明する。遅延回路14は例
えば第2図に示す如く、スイッチ22と互いに遅延時間
の異なる4つの遅延線23〜26とよりなる。遅延時間
は遅延線23〜26の良さに大略比例し、長さが最も短
い遅延線23の遅延時間が最も短く、以下、遅延時間は
遅延線24゜25及び26の順で順次長くなる。
This will be explained in more detail. For example, as shown in FIG. 2, the delay circuit 14 includes a switch 22 and four delay lines 23 to 26 having mutually different delay times. The delay time is approximately proportional to the quality of the delay lines 23 to 26, and the delay time of the shortest delay line 23 is the shortest, and the delay time increases successively in the order of delay lines 24, 25, and 26.

第2図において、遅延回路14の入力端子21に入来し
たコンピュータ13よりのクロックパルスはスイッチ2
2により遅延線23〜26のうちいずれか−の遅延線に
選択入力され、ここで遅延された後出力端子27を介し
てレーザー光ll1ii15へ駆動用クロックパルスと
して出力される。スイッチ22はコンピュータ13より
の制御信号に基づき接点22a〜22dを順次巡回的に
切換え接続される。
In FIG. 2, the clock pulse from the computer 13 that enters the input terminal 21 of the delay circuit 14 is transferred to the switch 2.
2, the signal is selectively inputted to one of the delay lines 23 to 26, and after being delayed there, it is outputted as a driving clock pulse to the laser beam ll1ii15 via the output terminal 27. The switch 22 sequentially and cyclically switches and connects the contacts 22a to 22d based on a control signal from the computer 13.

ここで、パターン発生器19等よりなる第1図の各回路
の共通のクロックパルスを第3図にaで示すものとする
と、遅延823の出力遅延パルスがレーザー光源15に
印加されるときは、レーザー光源15は第3図にbで示
す如く、共通のクロックパルスaに対して殆ど時間遅れ
なくハイレベルのllllSiI発生する。同様に、遅
延1!24の出力遅延パルスがレーザー光源15に印加
されるときはクロックパルスaに対して第3図にCで示
すタイミングで、また、遅延線25及び26の各出力遅
延パルスがレーザー光源15に印加されるときは各々第
3図にd及びeで示すタイミングでその波形のハイレベ
ルの期間レーザービームが発生出力される。
Here, if the common clock pulse of each circuit in FIG. 1 including the pattern generator 19 and the like is indicated by a in FIG. 3, when the output delay pulse of the delay 823 is applied to the laser light source 15, As shown by b in FIG. 3, the laser light source 15 generates high-level llllSiI with almost no time delay with respect to the common clock pulse a. Similarly, when the output delay pulse with a delay of 1!24 is applied to the laser light source 15, the output delay pulses of the delay lines 25 and 26 are applied at the timing shown by C in FIG. 3 with respect to the clock pulse a. When applied to the laser light source 15, a laser beam is generated and output during the high level period of the waveform at the timings shown as d and e in FIG. 3, respectively.

ここで、被測定物18中の任意のトランジスタゲートの
遅延時間は、被測定物18の入力端子にパターン発生器
19より供給される入力信号が上記トランジスタゲート
に入力されてから、該トランジスタゲートがこの入力信
号によって実際にオン又はオフ動作するまでの時間であ
る。このうち、上記入力信号は、例えば20MHz程度
のりOツクパルスaに同期して一定タイミングで発生さ
れるから、入力信号の袖測定物18への入力時点は第3
図に示すクロックパルスaの例えば所定周期毎の立上り
時点に相当する。
Here, the delay time of an arbitrary transistor gate in the device under test 18 is determined from the time when the input signal supplied from the pattern generator 19 to the input terminal of the device under test 18 is input to the transistor gate. This is the time required for the input signal to actually turn on or off. Among these, the input signal is generated at a constant timing in synchronization with the clock pulse a of about 20 MHz, for example, so that the input time of the input signal to the sleeve measurement object 18 is at the third point.
This corresponds to, for example, the rising time of each predetermined period of the clock pulse a shown in the figure.

これに対し、上記のトランジスタゲートのオン又はオフ
動作は前記したように光励起電流の値が所定の値になっ
たか否かにより検出される。光励起電流の測定には第3
図にb−eで示したレーザー発生タイミング波形の成る
立上り時点くレーザー発生開始時点)よりクロックパル
スaの一周期より長い所要の時間要し、その測定時間で
の光励起′yl流の積分値によってトランジスタゲート
のオン又はオフ動作が検出される。
On the other hand, the ON or OFF operation of the transistor gate is detected based on whether the value of the photoexcitation current reaches a predetermined value as described above. For measurement of photoexcitation current, a third
It takes a time longer than one cycle of the clock pulse a from the rising edge of the laser generation timing waveform shown by b to e in the figure (the laser generation start point), and the integral value of the optically excited 'yl flow during that measurement time is On or off operation of the transistor gate is detected.

このようにして、成る遅延時間での測定が終ると、次に
遅延回路14の遅延時間が切換えられると共に、再びク
ロックパルスaの立上りに同期して被測定物18に上記
と同じ入力信号が供給され、かつ、遅延回路14の遅延
時間に応じたタイミングでレーザービームが被測定物1
8の前記トランジスタゲートに照射され、これと同時に
光励起電流の測定が再び開始される。
In this way, when the measurement with the delay time is completed, the delay time of the delay circuit 14 is switched, and the same input signal as above is supplied to the device under test 18 again in synchronization with the rising edge of the clock pulse a. and the laser beam strikes the object to be measured 1 at a timing corresponding to the delay time of the delay circuit 14.
The transistor gate of No. 8 is irradiated, and measurement of the photoexcitation current is started again at the same time.

以下、上記と同様にして、遅延回路14の遅延時間は一
回の測定時間毎に漸次切換えられ、その遅延時間に基づ
くレーザー照射位相での光励起電流の値が測定され、そ
の測定値が変化したときの遅延回路14の遅延時間に基
づいてトランジスタゲートの遅延時間が算出される。
Thereafter, in the same manner as above, the delay time of the delay circuit 14 was gradually switched for each measurement time, the value of the photoexcitation current in the laser irradiation phase was measured based on the delay time, and the measured value was changed. The delay time of the transistor gate is calculated based on the delay time of the delay circuit 14 at that time.

この結果、高い繰り返し周波数のりOツクパルスでトラ
ンジスタゲートの遅延時間を測定した場合と実質的に同
等の高い時間分解能でゲート遅延時間の測定ができる。
As a result, the gate delay time can be measured with substantially the same high time resolution as when the delay time of a transistor gate is measured using a high repetition frequency high-speed pulse.

この時間分解能は第3図にb−eで示したレーザー発生
タイミング波形のパルス幅と遅延回路の精度によって制
限され、例えば数百psの高い時間分解能が得られる。
This time resolution is limited by the pulse width of the laser generation timing waveform shown by b-e in FIG. 3 and the accuracy of the delay circuit, and a high time resolution of several hundred ps, for example, can be obtained.

本実施例によれば、高い時間分解能が得られると共に、
トランジスタゲートに非接触でゲート遅延時間を測定で
きるから、入力バッフ?又は出力バッファを構成するト
ランジスタゲート単体のゲート遅延時間も他のトランジ
スタゲートと分離して正確に測定できる。
According to this embodiment, high temporal resolution can be obtained, and
Since the gate delay time can be measured without contacting the transistor gate, is it an input buffer? Alternatively, the gate delay time of a single transistor gate constituting the output buffer can be accurately measured separately from other transistor gates.

なお、入力信号は被測定物18の入力端子にのみ供給さ
れるから、例えば出力バッフ7を構成するトランジスタ
ゲートの遅延時間は、被測定物18の入力端子より出カ
バソファの出力端子までの全トランジスタゲートの総遅
延時間から、被測定物18の入力端子より出力バッフ7
の入力段直前までの複数個のトランジスタゲートの遅延
時間を差し引くことにより求めることができる。
Note that since the input signal is supplied only to the input terminal of the device under test 18, the delay time of the transistor gate that constitutes the output buffer 7, for example, is the delay time of all the transistors from the input terminal of the device under test 18 to the output terminal of the output buffer sofa. From the total delay time of the gate, it is determined that the output buffer 7 is
It can be obtained by subtracting the delay time of the plurality of transistor gates up to just before the input stage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本発明によれば、レーザー照射位相を漸次
変化させるようにしたので、高い繰り返し周波数のりO
ツクパルスでトランジスタゲートの遅延時間を測定した
場合と実質的に同等の高い時間分解能で任意のトランジ
スタゲートの遅延時間を測定することができ、また人力
バッフ7又は出力バッフ7を構成するトランジスタゲー
トの遅延時間を他の内部のトランジスタゲートと分離し
て単体で正確に測定することができ、LSIを組立てた
状態でトランジスタゲートの遅延時間を測定できるから
、配線による遅延も含めてより正確にトランジスタゲー
トの遅延時間の測定ができる。
As described above, according to the present invention, since the laser irradiation phase is gradually changed, the high repetition frequency
The delay time of any transistor gate can be measured with substantially the same high time resolution as when the delay time of a transistor gate is measured using a pulse. It is possible to separate the time from other internal transistor gates and accurately measure the delay time of the transistor gate, and it is also possible to measure the delay time of the transistor gate when the LSI is assembled, so it is possible to more accurately measure the delay time of the transistor gate, including the delay due to wiring. Delay time can be measured.

更に、本発明によれば、真空中に被測定物を置く必要は
なく大気中でトランジスタゲートの遅延時間の測定がで
き、また更にLSIの保護膜を取り除くことなく、レー
ザーを用いてLSI内のトランジスタゲートの遅延時間
の測定ができ、操作性が良い等の数々の特長を有するも
のである。
Further, according to the present invention, the delay time of a transistor gate can be measured in the atmosphere without the need to place the object to be measured in a vacuum, and furthermore, the delay time of a transistor gate can be measured in the atmosphere without removing the protective film of the LSI. It has many features such as being able to measure the delay time of transistor gates and being easy to operate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図図示ブロック中の遅延回路の一実施例を示す構成
図、 第3図は本発明におけるレーザー発生タイミングを説明
する図、 第4図は本発明におけるレーザー照射位置を説明する図
、 第5図はEBブローバの一例の構成を示すブロック図で
ある。 図中において、 13はl1ll・データ解析用コンビ1−夕、14は遅
延回路、 15はレーザー光源、 18は被測定物、 19はパターン発生器、 22はスイッチ、 23〜26は遅延線、 32はレーザー照射位置である。 本項4β司り一大等1のツーエコ・92記第1図 払 遅逗回梵−−賃−#!L91の槽水璽 第2図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the delay circuit in the block shown in Fig. 1, and Fig. 3 explains the laser generation timing in the present invention. 4 is a diagram for explaining the laser irradiation position in the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an example of an EB blower. In the figure, 13 is a l1ll/data analysis combination 1-2, 14 is a delay circuit, 15 is a laser light source, 18 is an object to be measured, 19 is a pattern generator, 22 is a switch, 23 to 26 are delay lines, 32 is the laser irradiation position. This section 4β is in charge of 1st grade 1 2 eco・Article 92 1st figure 1 late payment return sanction--rent-#! L91 Tank Seal Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数個のトランジスタゲートを有して構成された被測定
物(18)中の任意のトランジスタゲートにレーザービ
ームを照射するレーザー光源(15)と、 該レーザー光源(15)のレーザー発生タイミングを定
めるクロックを遅延すると共に、その遅延時間を一定時
間毎に漸次変化させる遅延回路(14)と、 該遅延回路(14)の遅延時間の変化に拘らず一定タイ
ミングで前記被測定物(18)に入力信号を供給すると
共に、前記レーザービームの照射により前記任意のトラ
ンジスタゲートに発生した光励起電流の値が変化した時
の該遅延回路(14)の遅延時間に基づいて該任意のト
ランジスタゲートの遅延時間を算出する測定手段(13
、19)とよりなることを特徴とするトランジスタゲー
トの遅延時間測定装置。
[Claims] A laser light source (15) that irradiates a laser beam to an arbitrary transistor gate in an object to be measured (18) having a plurality of transistor gates; a delay circuit (14) that delays a clock that determines the laser generation timing and gradually changes the delay time at regular intervals; In addition to supplying an input signal to (18), the arbitrary transistor is selected based on the delay time of the delay circuit (14) when the value of the photoexcitation current generated in the arbitrary transistor gate by irradiation with the laser beam changes. Measuring means (13) for calculating gate delay time
, 19) A transistor gate delay time measuring device characterized by comprising the following.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009541728A (en) * 2006-06-19 2009-11-26 サントル ナシオナル デチュード スパシアル Method for analyzing integrated circuit, observation method, and related devices

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