KR100508096B1 - 디지털 제품의 수명 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 제품의 제조시에 소정 영역에 상대적으로 수명이 짧은 nMOS와 커패시턴스 검출 회로를 별도로 형성해 두고 기판과 nMOS 게이트 사이의 커패시턴스 변화량을 측정하는 방식으로 디지털 제품의 수명을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 디지털 소자가 장착되는 기판 상의 소정 영역에 상대적으로 수명이 짧은 단일 소자(nMOS)의 게이트와 기판 사이의 커패시턴스를 검출하는 수단을 별도로 형성해 두고, 기판과 단일 소자 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하여 그 증가량 변화를 통해 디지털 제품의 수명을 측정할 수 있도록 함으로써, 디지털 소자의 수명에 기인하는 디지털 제품의 수명 및 교체 주기를 간단하고 쉽게 파악할 수 있어 보다 효과적인 제품 수명 관련 A/S 서비스를 제공할 수 것이다.

Description

디지털 제품의 수명 측정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING LIFE OF DIGITAL PRODUCT}

본 발명은 디지털 제품의 수명을 측정하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ROM, RAM, M/P 등의 소자를 탑재하는 디지털 제품의 수명을 측정하는데 적합한 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 제품의 수명은 주요 부품(예를 들면, ROM, RAM, M/P 등의 디지털 소자)에 의해 결정되는데, 이러한 ROM, RAM, M/P 등의 디지털 소자들은 MOS(nMOS, pMOS)와 BJT 등이 집적된 구조를 갖는다.

한편, 전류 구동형 소자인 BJT의 경우 CMOS에 비해 그 수명이 길며, 또한 CMOS를 구성하는 소자 중 nMOS가 pMOS에 비해 수명이 짧다. 그것은 MOS 채널로 흐르는 전자가 정공에 비해 전계에 쉽게 휩쓸리기 때문에 MOS의 옥사이드 층에 상대적으로 쉽게 침투할 수 있기 때문이다.

따라서, 디지털 제품의 수명을 결정하는 디지털 소자들의 수명을 측정하기 위해서는 그 수명이 상대적으로 짧은 소자, 즉 nMOS의 수명을 측정하는 것이 필요한데, 종래에는 이를 실현할 수 있는 방법이 없었으며, 이로 인해 A/S 요원들이 경험적으로 수명을 예측할 수밖에 없었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디지털 제품의 제조시에 소정 영역에 상대적으로 수명이 짧은 nMOS와 커패시턴스 검출 회로를 별도로 형성해 두고 기판과 nMOS 게이트 사이의 커패시턴스 변화량을 측정하는 방식으로 디지털 제품의 수명을 정밀하게 측정할 수 있는 수명 측정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, BJT, nMOS, pMOS 등의 단일 소자들이 집적된 디지털 소자들을 갖는 디지털 제품의 수명을 측정하는 장치로서, 상기 단일 소자들이 탑재되는 기판 상의 소정 영역에 형성되며, 상기 디지털 소자들로의 전압이 인가되는 nMOS 소자와, 상기 기판과 상기 nMOS 소자의 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하는 수단과, 상기 커패시턴스의 검출을 지령하고, 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하여 상기 디지털 소자들의 수명 상태를 체크하고, 그에 상응하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하는 제어 수단과, 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 응답하여 상기 디지털 소자들의 수명 상태를 디스플레이하는 수단을 포함하는 디지털 제품의 수명 측정 장치를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, BJT, nMOS, pMOS 등의 단일 소자들이 집적된 디지털 소자들을 갖는 디지털 제품의 수명을 측정하는 방법으로서, 상기 디지털 제품은 기판 상의 소정 영역에 수명 측정용 nMOS 소자를 더 구비하며, 상기 방법은, 기 설정된 일정 주기가 될 때마다 상기 기판과 nMOS 소자의 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하는 과정과, 상기 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 의거하여, 상기 검출된 커패시턴스가 상기 디지털 소자들의 교체 임박을 의미하는 기 설정된 임계치 또는 상기 디지털 소자들의 교체를 의미하는 한계치를 초과하는지의 여부를 체크하는 과정과, 상기 검출된 커패시턴스가 상기 임계치 또는 한계치를 초과할 때 표시 수단을 통해 그에 상응하는 표시 및 경보를 발생하는 과정을 포함하는 디지털 제품의 수명 측정 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 핵심 기술요지는, 디지털 소자가 장착되는 기판 상의 소정 영역에 상대적으로 수명이 짧은 단일 소자(nMOS)의 게이트와 기판 사이의 커패시턴스를 검출하는 수단을 별도로 형성해 두고, 기판과 단일 소자 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하여 그 증가량 변화를 통해 디지털 제품의 수명을 측정(또는 경보)한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 제품의 수명 측정 장치의 블록구성도로서, DRAM(102), ROM(104), M/P(106), nMOS(108), 커패시턴스 검출 블록(110), 제어 블록(112) 및 표시기(114)를 포함한다.

도 1을 참조하면, DRAM(102), ROM(104) 및 M/P(106)는 일반적인 디지털 제품에 널리 채용되어 기판(도시 생략) 상에 탑재되는 디지털 소자들인 것으로, 비록 본 실시 예에서는 3개의 소자를 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 디지털 소자들을 채용하는 디지털 제품에 적용될 수 있음은 물론이다.

먼저, nMOS(108)는, 앞에서 이미 언급한 바와 같이, 전류 구동형 소자인 BJT와 CMOS를 구성하는 소자 중 하나인 pMOS에 비해 수명이 짧은 단일 소자인 것으로, 이러한 nMOS(108)는 DRAM(102), ROM(104) 및 M/P(106) 등의 입력 주변의 기판 여유 공간에 형성된다. 이러한 nMOS(108)의 게이트(G)와 드레인(D)에는 전압 Vcc, Vin 이 각각 인가된다.

다음에, 커패시턴스 검출 블록(110)은, 제어 블록(112)으로부터의 제어에 따라, 기판과 nMOS(108) 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하는 것으로, 여기에서 검출된 커패시턴스는 제어 블록(112)으로 전달된다.

이어서, 제어 블록(112)은, 예를 들면 해당 디지털 제품의 전반적인 동작 제어를 수행하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것으로, 사용자(예를 들면, A/S 서비스 요원 등)가 조작에 응답하여 커패시턴스 검출 블록(110)에 커패시턴스 검출 요청을 지령하여 검출 정보를 제공받거나 혹은 기 설정된 주기(예를 들면, 3개월, 6개월, 12개월, 2년 등)마다 커패시턴스 검출 블록(110)에 커패시턴스 검출 요청을 자동 지령하여 검출 정보를 제공받으며, 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스 용량(즉, 스펙에서 규정하고 있는 용량)을 비교하여 검출 커패시턴스가 기 설정된 임계치(예를 들어, 스펙에서 규정한 마진의 ±5％) 혹은 디지털 소자의 수명 한계를 의미하는 한계치(예를 들어, 마진의 ±5％의 대략 두배 등)에 도달했는지의 여부를 판단하고, 임계치 또는 한계치를 넘어선 것으로 판단될 때 그에 상응하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하여 표시기(114)로 전달한다. 여기에서, 기 설정된 주기로 기판과 nMOS(108) 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하여 디지털 소자의 수명 상태를 체크한다는 것은 주기적인 체크 및 상태 표시를 통해 디지털 제품의 이용자가 디지털 제품에 채용된 디지털 소자의 수명 상태를 주기적으로 확인할 수 있도록 하기 위해서이며, 이를 통해 적절한 시기에 A/S 등을 받을 수 있도록 하기 위함이다.

즉, nMOS(108)의 게이트와 드레인에 전압을 인가하면 핫 캐리어 효과(Hot Carrier Effect)에 의해 nMOS(108)의 옥사이드 층이 서서히 열화되기 시작하며, 이러한 옥사이드 층의 열화가 정상동작 상태에서의 nMOS(108) 수명에 절대적인 영향을 주게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 옥사이드 층의 감시를 위해 nMOS(108)의 게이트와 기판 사이의 커패시턴스를 검출하여 그 증가량 변화를 통해 디지털 소자의 수명을 측정 및 예측한다.

한편, 표시기(114)는 제어 블록(112)으로부터 제공되는 표시 및 경보 제어신호에 응답하여 디지털 제품에 채용된 디지털 소자의 교체 임박 또는 교체 경보를 표시하는 것으로, 예를 들어 검출된 커패시턴스가 기 설정된 기준 커패시턴스 용량의 임계치를 넘어서는 경우 커패시턴스 용량 값을 표시함과 동시에 LED 등을 저속 점멸하는 방식으로 디지털 소자의 교체 임박을 경보하거나 혹은 검출된 커패시턴스가 기 설정된 한계치를 넘어서는 경우 커패시턴스 용량 값을 표시함과 동시에 LED 등을 고속 점멸하는 방식으로 디지털 소자의 교체를 경보한다.

따라서, 사용자 또는 이용자는 표시기를 통한 커패시턴스 검출 결과 디스플레이를 통해 디지털 제품에 채용된 디지털 소자의 수명 상태를 쉽고 간단하게 인식 및 예측할 수 있으며, 이를 통해 필요로 하는 후속 조치 등을 할 수가 있다.

다음에, 본 발명에 따른 디지털 제품의 수명 측정 장치를 이용하여 디지털 제품의 수명을 자동 측정 및 경보하는 과정에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 디지털 제품의 수명을 자동 측정하여 경보하는 과정을 보시한 플로우차트이다.

도 2를 참조하면, 제어 블록(112)에서는 디지털 제품이 대기 모드 또는 동작 모드를 수행하는 중에(단계 202), 현재일시(t)가 기 설정된 체크 주기(n)가 되는지의 여부를 지속적으로 체크하는데(단계 204), 여기에서의 체크 결과 현재일시(t)가 기 설정된 체크 주기(n)에 도달하면, 그에 상응하는 커패시턴스 검출 제어신호를 발생하여 커패시턴스 검출 블록(110)으로 전달한다. 여기에서, 기 설정된 체크 주기(n)는, 예를 들면 3개월, 6개월, 12개월, 2년 등인 것으로, 이러한 체크 주기는 사용자의 필요에 따라 변경 가능하도록 설정할 수도 있다.

그 결과, 커패시턴스 검출 블록(110)에서는 기판과 nMOS(108) 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하고, 그 검출 결과를 제어 블록(112)으로 전달한다(단계 206).

다음에, 제어 블록(112)에서는 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하여 검출 커패시턴스가 임계치를 초과하는 지의 여부를 체크하는데(단계 208), 여기에서 임계치라 함은, 예를 들어 스펙에서 규정한 커패시턴스 마진의 ±5％ 정도를 의미한다.

상기 단계(208)에서의 체크 결과, 검출 커패시턴스가 임계치를 초과한 것으로 판단되면, 그에 상응하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하여 관련 정보와 함께 표시기(114)로 전달한다.

그 결과, 표시기(114)에서는 임계치를 초과한 검출 커패시턴스 용량 값을 표시함과 동시에 LED 등을 저속 점멸하는 방식으로 디지털 소자의 교체 임박을 경보하며(단계 210), 이를 통해 이용자는 디지털 제품에 채용된 디지털 소자의 교체 시기가 임박했음을 인지할 수 있게 된다.

다음에, 단계(212)에서는 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하여 검출 커패시턴스가 한계치를 초과하는 지의 여부를 체크하는데, 여기에서 한계치라 함은, 예를 들면 스펙에서 규정한 커패시턴스 마진의 ±5％ 정도일 때 그 두 배가 됨을 의미한다.

상기 단계(212)에서의 체크 결과, 검출 커패시턴스가 한계치를 초과한 것으로 판단되면, 그에 상응하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하여 관련 정보와 함께 표시기(114)로 전달한다.

그 결과, 표시기(114)에서는 한계치를 초과한 검출 커패시턴스 용량 값을 표시함과 동시에 LED 등을 고속 점멸하는 방식으로 디지털 소자의 교체를 경보하며(단계 214), 이를 통해 이용자는 디지털 제품에 채용된 디지털 소자의 교체 시기가 되었음을 인지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 디지털 소자가 장착되는 기판 상의 소정 영역에 상대적으로 수명이 짧은 단일 소자(nMOS)의 게이트와 기판 사이의 커패시턴스를 검출하는 수단을 별도로 형성해 두고, 기판과 단일 소자 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하여 그 증가량 변화를 통해 디지털 제품의 수명을 측정(또는 경보)할 수 있도록 함으로써, 디지털 소자의 수명에 기인하는 디지털 제품의 수명 및 교체 주기를 간단하고 쉽게 파악할 수 있어 보다 효과적인 제품 수명 관련 A/S 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 제품의 수명 측정 장치의 블록구성도,

도 2는 본 발명에 따라 디지털 제품의 수명을 자동 측정하여 경보하는 과정을 도시한 플로우차트.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

102 : DRAM 104 : ROM

106 : M/P 108 : nMOS

110 : 커패시턴스 검출 블록 112 : 제어 블록

114 : 표시기

Claims (6)

1. BJT, nMOS, pMOS 등의 단일 소자들이 집적된 디지털 소자들을 갖는 디지털 제품의 수명을 측정하는 장치로서,

   상기 단일 소자들이 탑재되는 기판 상의 소정 영역에 형성되며, 상기 디지털 소자들로의 전압이 인가되는 nMOS 소자와,

   상기 기판과 상기 nMOS 소자의 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하는 수단과,

   상기 커패시턴스의 검출을 지령하고, 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하여 상기 디지털 소자들의 수명 상태를 체크하고, 그에 상응하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하는 제어 수단과,

   상기 제어수단으로부터의 제어신호에 응답하여 상기 디지털 소자들의 수명 상태를 디스플레이하는 수단

   을 포함하는 디지털 제품의 수명 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스간의 비교 결과에 의거하여, 상기 디지털 소자들의 교체 임박 상태를 의미하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하거나 혹은 상기 디지털 소자들의 수명 한계로 인한 교체 를 의미하는 표시 및 경보 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 제품의 수명 측정 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스간의 비교를 통해 상기 nMOS 소자의 옥사이드 층의 열화 상태를 체크하는 것을 특징으로 하는 디지털 제품의 수명 측정 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 기 설정된 일정 주기 간격으로 상기 디지털 소자들의 수명 상태 체크를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 제품의 수명 측정 장치.
5. BJT, nMOS, pMOS 등의 단일 소자들이 집적된 디지털 소자들을 갖는 디지털 제품의 수명을 측정하는 방법으로서,

   상기 디지털 제품은 기판 상의 소정 영역에 수명 측정용 nMOS 소자를 더 구비하며,

   상기 방법은,

   기 설정된 일정 주기가 될 때마다 상기 기판과 nMOS 소자의 게이트 사이의 커패시턴스를 검출하는 과정과,

   상기 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스를 비교하는 과정과,

   상기 비교 결과에 의거하여, 상기 검출된 커패시턴스가 상기 디지털 소자들의 교체 임박을 의미하는 기 설정된 임계치 또는 상기 디지털 소자들의 교체를 의미하는 한계치를 초과하는지의 여부를 체크하는 과정과,

   상기 검출된 커패시턴스가 상기 임계치 또는 한계치를 초과할 때 표시 수단을 통해 그에 상응하는 표시 및 경보를 발생하는 과정

   을 포함하는 디지털 제품의 수명 측정 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 방법은, 상기 검출된 커패시턴스와 기 설정된 기준 커패시턴스간의 비교를 통해 상기 nMOS 소자의 옥사이드 층의 열화 상태를 체크하는 것을 특징으로 하는 디지털 제품의 수명 측정 방법.