JPS63119541A - 半導体集積回路の試験方法 - Google Patents

半導体集積回路の試験方法

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JPS63119541A
JPS63119541A JP61265030A JP26503086A JPS63119541A JP S63119541 A JPS63119541 A JP S63119541A JP 61265030 A JP61265030 A JP 61265030A JP 26503086 A JP26503086 A JP 26503086A JP S63119541 A JPS63119541 A JP S63119541A
Authority
JP
Japan
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integrated circuit
light emitted
operating state
testing
lsi chip
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Pending
Application number
JP61265030A
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English (en)
Inventor
Susumu Nitta
新田 進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、大規模化した半導体集積回路の試験方法に関
する。
(従来の技術) 半導体製造技術の進歩による集積回路の高集積化、大規
模化は目覚ましく、各種情報処理装置の性能向上、小型
化に大きく寄与している。一方集積回路の大規模化に伴
って種々の問題が生じているが、その一つは回路試験に
関するものである。
素子が微細化され高集積化されることによって、集積回
路内部の状態を観測することが極めて困難になってきて
いる。
従来、集積回路の試験装置としては電子ビームテスタや
レーザプローブ装置が知られている。電子ビームテスタ
は、電子ビームを集積回路チップに照射してその反射電
子(二次電子)を観測することにより、チップ内部の電
位分布を知るものである。照射された電子ビームは集積
回路チップ内の電位分布の影響を受け、電子の当たった
位置が負に帯電していれば反射され、正に帯電していれ
ば吸収される。従って二次電子を観測することにより、
チップの電位分布を観測することができるのである。
レーザプローブ装置は、レーザビームを集積回路チップ
のトランジスタ領域に照射し、このとき誘起される光電
流が電源電流に微小な変化を与えることを利用して、こ
の電源電流の変化から、トランジスタのオン、オフを観
測するようにしたものである。その原理を例えば、0M
08回路を例にとって説明すると、次の通りである。あ
るCMOSインバータに着目し、そのnチャネル側がオ
ン、nチャネル側がオフの状態にあるとき、このCMO
Sインバータにレーザビームが照射されると、オフ状態
にあるnチャネル側に流れる光電流の影響で電源電位V
ooに微小変動を生じる。
nチャネル側がオン、nチャネル側がオフの状態にある
時は、nチャネル側に流れる光電流により接地電位Vs
sの微小変動を生じる。これらの電源電位又は接地電位
の変動を検知することにより、CMOSンインバータの
論理“1″、“0′状態が分ることになる。
しかしながらこれら従来の試験方法および装置には、種
々の難点がある。電子ビームテスタは、装置内部を真空
にする必要があり、このため装置が大形になること、真
空にするまでに相当の時間がかかること、真空内に集積
回路チップを収容するためにデータの入出力が不便であ
ること、等の欠点がある。レーザプローブ装置は、電源
電流の微小な変動を検知するものであるため、ノイズの
影響が大きく、高精度の試験が難しい。また電子ビーム
テスタとレーザプローブ装置に共通する問題は、いずれ
も集積回路チップにエネルギー粒子を照射することによ
る影響である。エネルギー粒子をトランジスタに照射す
ることは、僅かであってもトランジスタの動作状態を変
化させることになるので、正しい動作状態の試験ができ
なくなる虞れがある。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように従来の集積回路の試験方法および装置では
、装はが大形になる、測定精度が不十分である、エネル
ギー粒子の照射によりトランジスタの動作状態が変動す
る、等の難点があった。
本発明は、この様な問題を解決した集積回路の試験方法
を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、ホットキャリア効果による発光を観測するこ
とにより、集積回路の内部状態を試験することを特徴と
する。
(作用) 素子が微細化されたMO8集積回路では、ホットキャリ
ア効果が大きい問題となっているが、このホットキャリ
ア効果による発光現象が認められティる(例えば、3.
 Tam  et at 。
IEEE  EDL−4、386(1983) 、或い
はT、  Tsuchiya et al  、  I
 EEE  ED−32゜405  (1985)参照
)。本発明ではこのホットキャリア効果による発光現象
を観測することにより、集積回路内部状態を試験する。
この方法によれば、電子ビームテスタやレーザプローブ
のような複雑且つ人身りな装置を必要としない。またレ
ーザプローブのように電源電位変動を検知する方法では
、ノイズとレーザビーム照射の結果としての電位変動の
区別が難しいが、集積回路チップからの光を観測する本
発明の方法はノイズの影響を受けにくい。またチップ外
部からエネルギー粒子を照射する場合と異なり、集積回
路の動作状態に影響を与えることがないから、動作状態
そのものの試験を正しく行うことができる。
発光現象の観測を容易にするため、試験すべき配線又は
端子により制御される、ホットキャリア効果による発光
の大きい試験用トランジスタを、本来の回路素子とは別
に配置すれば、試験は一層容易になる。
(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例によるLSI試験装置を示す
。1はLSIチップ基板であり、X−Y移動ステージ2
により移動できるようになっている。LSIチップ基板
1からホットキャリア効果により放射された光は、顕微
鏡3で集光され、光電子増倍管4により検出される。光
電子増倍管4により検出された信号は、ロジックアナラ
イザ5およびデータ収集器6で処理され、更にコンピュ
ータ7で処理される。8はインタフェースであリ、9は
試験素子テスタである。
この様な構成とすることにより、LSIチップ基板1か
らの発光の強度分布を測定することにより、LSIチッ
プ基板の内部状態、具体的には各部の電位分布を知るこ
とができ、従ってLSIの動作状態を知ることができる
ところで通常のMO3集積回路では、ホットキャリア効
果は素子特性の劣化を招くため、なるべくホットキャリ
ア効果が生じないような工夫がなされる。従ってLSI
の構成素子であるMOSFETからの発光を観測するこ
とは難しい場合がある。そこで本発明を有効にするため
には、LSIIN成素子と別に、試験すべき配線や端子
で制御されてホットキャリア効果により大きい発光を生
じるMOSトランジスタをチップ基板内に集積形成する
ことが好ましい。
第2図はその様な考慮を払ったLSIチップ基板の概略
構成を示す。即ち11がLSIチップ基板であり、内部
にゲート幅を大きくしてホットキャリア効果による発光
を大きくした試験用のMOSトランジスタ回路12を状
態観測困難な箇所に配置したものである。
第3図(a)(b)Lt、第2図の試験用MOSトラン
ジスタ回路12の具体例である。第3図(a)は、nチ
ャネル、EタイプのドライバMOSトランジスタ21と
nチャネル、Dタイプの負荷MoSトランジスタ22を
用いたE/Dインバータである。このインバータ回路を
、ドライバMOSトランジスタ21のゲート幅を大きく
して、且つゲートを状態観測が困難な信号配線23に接
続して配置する。配線23が“HIIレベルになるとM
oSトランジスタ21がオンして、ホットエレクトロン
効果により大きい発光を生じるから、これを観測するこ
とにより、信号前I!23の状態を知ることができる。
第3図(b)は、nチャネルMOSトランジスタ24と
nチャネルMOSトランジスタ25を用いた0M08回
路であり、そのnチャネルMOSトランジスタ24のゲ
ートを状態観測困難な信号配線26に接続して配置する
。この場合もnチャネルMO8トランジスタ24のゲー
ト幅を大きくする。nチャネルMOSトランジスタ25
のゲートは接地する。この構成によっても、信号配線2
6がHIIレベルになるとnチャネルMOSトランジス
タ24がオンしてホットエレクトロン効果により大きい
発光を示すから、これを観測することにより信号配線2
6の電位状態を観測することができる。通常の0M08
回路では状態が変化する過渡状態でのみ電流が流れるか
ら、ホットエレクトロン効果による発光も小さいが、C
MO8集積回路内に第3図(b)のような構成の試験回
路を設ければ、これは信号前!!26が“H”レベルの
間、貫通N流が流れたままになるので、大きい発光を観
測することができる。
この実施例によれば、電子ビームテスタと異なり真空を
要しないから、試験装置の構成が小型でしかもLSIチ
ップへのデータの入出力も容易になる。またまたレーザ
プローブのように電源電位の微小変動を検知する方法と
異なり、ノイズの影響を受けにくい。また外部からエネ
ルギー粒子を照射する方法のようにLSIチップの動作
状態に影響を与えることもない。特にLSIチップ内部
に、その構成素子と別に発光爾の大きい試験用素子を配
置することにより、正確な試験を行うことができる。こ
の試験用素子は通常の回路動作に関係ないので劣化して
もよい。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、人身りな装置を要せ
ず、ノイズの影響が少なく、しかも回路の動作状態に影
響を与えることなく、i積回路の動作状態を試験するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のLSI試験装置を示す図、
第2図は試験容易化のため試験用MOSトランジスタ回
路を配置したLSIチップの構成を示す図、第3図(a
)(b)は試験用MOSトランジスタ回路例を示す図で
ある。 1・・・LSIチップ基板、2・・・X−Y移動ステー
ジ、3・・・顕微鏡、4・・・電子増倍管、5・・・ロ
ジックアナライザ、6・・・データ収集器、7・・・コ
ンビュー夕、8・・・インタフェース、9・・・試験用
素子テスタ、11・・・LSIチップ基板、12・・・
試験用MOSトランジスタ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 ta2図 (a) (b) 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体集積回路の内部動作状態の観測を、ホット
    キャリア効果による発光を観測することにより行うこと
    を特徴とする半導体集積回路の試験方法。
  2. (2)集積回路チップ内に、回路構成要素と別に試験す
    べき配線又は端子により制御される、ホットキャリア効
    果による発光量の大きいトランジスタを配置したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路
    の試験方法。
JP61265030A 1986-11-07 1986-11-07 半導体集積回路の試験方法 Pending JPS63119541A (ja)

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ID=17411607

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504431A (en) * 1991-12-09 1996-04-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Device for and method of evaluating semiconductor integrated circuit
JP2006047309A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 集積回路の信号観測装置、及びその方法
JP2007059907A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Schott Solar Gmbh 半導体コンポーネント部品中の製造エラーの位置を検出する方法および装置

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