TWI645205B - 半導體裝置燒入溫度感應的電路、配接器及方法 - Google Patents

半導體裝置燒入溫度感應的電路、配接器及方法 Download PDF

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Abstract

本文揭示遠端二極體溫度感應電路(112)，該電路用於燒入系統(100)中以感應受測半導體裝置(102)之溫度，該電路包括溫度感應電路(130)及配接電路(142)。溫度感應電路經配置以在溫度感應例行程序期間輸出溫度感應電流(Is)。配接電路經配置以驅動鏡像對映溫度感應電流之鏡像對映感應電流(Ims)經過半導體裝置之二極體(140)，該二極體連接至輸入/輸出封裝引腳；及配接電路回應於該等鏡像對映感應電流而向溫度感應電路提供整個二極體之電壓差。溫度感應電路經配置以基於電壓差放出溫度輸出信號(111)，該輸出信號可指示二極體溫度。

Description

半導體裝置燒入溫度感應的電路、配接器及方法
本發明係關於半導體裝置燒入溫度感應。
諸如矽積體電路晶片或其他半導體裝置之半導體裝置在其生命週期期間會有過早失效的問題。需要在發送至市場之前偵測及排除最易於過早失效之裝置。此外，需要辨識導致過早失效之半導體裝置組件，以便可改良該等組件。由此，該等裝置之生產者已發現，在對半導體裝置供電之同時利用燒入系統向該等裝置嚴格施加溫度應力以便測試該等裝置之可靠性是成本效益的。
燒入測試系統通常利用燒入板以支撐數個待測試之半導體裝置。燒入測試系統為受測裝置供電及將該等裝置長時間曝露於熱應力。對裝置可靠性之判定可基於測試期間之實際半導體晶粒溫度而進行。
半導體製造商用以偵測受測裝置溫度之一個選擇方法是將二極體併入半導體裝置內，該二極體專用於感應溫度。可經由兩個封裝引腳存取專用溫度感應二極體，如美國 專利案第5,359,285號中所述。習用技術用以使用專用二極體獲得受測裝置的溫度。一般而言，多個電流經由裝置之對應引腳被輸送至專用溫度感應二極體。由此，可基於所應用之電流及在應用電流期間整個二極體之電壓而獲得裝置之精確溫度讀數。在美國專利案第5,195,827號中描述一個該種習用技術。
專用於在燒入測試期間感應溫度之封裝引腳在燒入測試完成之後一般無用途，因為該等引腳並非輸入/輸出(input/output；I/O)引腳或連接至裝置之核心邏輯的引腳。由於包含專用溫度感應封裝引腳及溫度感應二極體而增大之半導體裝置之成本、尺寸及複雜性所產生之益處在燒入測試之後消失。當專用溫度感應封裝引腳在可用引腳總數中構成相對較大百分數時，由於包含專用溫度感應封裝引腳而增添之成本可能十分顯著。因此，一些製造商不願在一些半導體裝置中包含專用溫度感應封裝引腳。
當半導體裝置不包含專用溫度感應封裝引腳時，則基於封裝頂部之溫度估計半導體裝置之溫度，該頂部溫度由位於半導體裝置外部之溫度感測器偵測。然而，如若封裝至晶粒之熱阻較高及半導體散逸大量功率，則估計之封裝溫度可能不準確。令人遺憾的是，在燒入測試進展階段，功率利用率及熱阻值一般是未知的。
本發明之實施例係針對用於在燒入測試期間提供半導體裝置之直接溫度測量之電路及方法。一些實施例係針對 遠端二極體溫度感應電路，該電路在燒入系統中用以感應受測半導體裝置之溫度，該電路包含連接至輸入/輸出(I/O)封裝引腳之二極體。在一些實施例中，遠端二極體溫度感應電路包含溫度感應電路及配接電路。溫度感應電路經配置以在溫度感應例行程序期間輸出溫度感應電流(Is)。配接電路經配置以驅動鏡像對映溫度感應電流之該等鏡像對映感應電流(Ims)經過二極體，及回應於該等鏡像對映感應電流而向溫度感應電路提供整個二極體之電壓差。溫度感應電路經配置以基於電壓差而放出可指示二極體溫度之溫度輸出信號。
一些實施例係針對用於燒入系統中之配接電路，該配接電路用於轉譯溫度感應電路之溫度感應例行程序，以應用於受測半導體裝置之二極體，該二極體連接至輸入/輸出(I/O)封裝引腳。在一些實施例中，配接電路包含電流測量區塊、強制電流區塊、電壓測量區塊，及強制電壓區塊。電流測量區塊經配置以測量自溫度感應電路中輸出之溫度感應電流(Is)。強制電流區塊經配置以驅動鏡像對映溫度感應電流之鏡像對映感應電流(Ims)經過二極體。電壓測量區塊經配置以測量在驅動鏡像對映感應電流經過二極體期間整個二極體之電壓差。強制電壓區塊經配置以向溫度感應電路提供測得之電壓差。溫度感應電流基於該電壓差產生溫度輸出信號。
一些實施例係針對在燒入測試期間感應、測量，或估計半導體裝置之二極體之溫度的方法。在該方法中，將功率應用於半導體裝置，及經由I/O引腳執行對半導體裝置之核心邏輯之功能測試。溫度感應電路產生溫度感應電流。鏡像 對映感應電流之鏡像對映感應電流經驅動經過二極體。測量回應於驅動鏡像對映感應電流Ims經過二極體而在整個二極體產生之電壓差。向溫度感應電路提供測得之電壓。溫度感應電路基於該電壓差產生指示二極體溫度之輸出信號。
本文提供此【發明內容】以簡化形式介紹一組精選概念，該等概念在下文之【實施方式】中進一步描述。此【發明內容】並非意欲辨識本文所請求標的之關鍵特徵或基本特徵，亦非意欲用作協助決定本文所請求標的之範疇。本文所請求標的並非限定於解決【先前技術】中註明之任一或全部缺點之實施方式。
100‧‧‧燒入測試系統
102‧‧‧半導體裝置
104‧‧‧腔室
106‧‧‧熱交換系統
108‧‧‧冷卻裝置
109‧‧‧加熱裝置
110‧‧‧溫度控制器
111‧‧‧溫度輸出信號
112‧‧‧遠端二極體溫度感應電路
114‧‧‧功率調節器
116‧‧‧功率
118‧‧‧測試向量控制器
120‧‧‧引腳驅動器接收電路系統
122‧‧‧I/O引腳
124‧‧‧核心邏輯
126‧‧‧半導體裝置
128‧‧‧專用溫度感應二極體
130‧‧‧電路
131A‧‧‧I/O引腳
131B‧‧‧I/O引腳
132A‧‧‧專用溫度感應引腳
132B‧‧‧專用溫度感應引腳
133‧‧‧核心邏輯
136‧‧‧I/O引腳
140‧‧‧二極體
142‧‧‧配接電路
144A‧‧‧引腳
144B‧‧‧引腳
146‧‧‧電流測量區塊
148‧‧‧強制電流區塊
150‧‧‧電壓測量區塊
152‧‧‧陰極
154‧‧‧陽極
156‧‧‧強制電壓區塊/強制電壓區塊
158‧‧‧二極體
160‧‧‧電流返回區塊
162‧‧‧射極
164‧‧‧基極
166‧‧‧集極
170‧‧‧電流源
172‧‧‧電流源
174‧‧‧PNP電晶體
176‧‧‧電阻器
178‧‧‧電壓差放大器
180‧‧‧運算放大器
182‧‧‧電阻器
185‧‧‧電壓差放大器
186‧‧‧電壓差放大器
188‧‧‧電壓差放大器
190‧‧‧運算放大器
192‧‧‧電壓差放大器
194‧‧‧電阻器
196‧‧‧運算放大器
200‧‧‧步驟
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
208‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
第1圖是依據本發明之實施例的示例性燒入測試系統之簡化方塊圖。
第2圖是一簡圖，該圖圖示依據先前技術之半導體裝置專用溫度感應二極體及遠端二極體溫度感應電路，該電路經配置以在燒入測試期間測量或估計溫度感應二極體之溫度。
第3圖是依據本發明之實施例的遠端二極體溫度感應電路之簡圖，該電路電耦接至半導體裝置。
第4圖是依據本發明之實施例的遠端二極體溫度感應電路之簡圖，該電路電耦接至半導體裝置。
第5圖是運算放大器方塊圖，該圖圖示依據本發明之實施例的示例性遠端二極體溫度感應電路，該電路電耦接至半導體裝置。
第6圖是一流程圖，該圖圖示依據本發明之實施例在燒入測試期間感應、測量，或估計半導體裝置之二極體之溫度的方法。
本發明之實施例在下文中藉由參考附圖而進行更充分之描述。藉由使用相同或類似元件符號辨識之元件係指示相同或類似之元件。然而，本發明之多個實施例可以眾多不同形式體現，及將不會被視作限定於本文中闡述之實施例。相反，提供該等實施例以便使本揭示案充分及完備，及本揭示案將向熟習該項技術者全面表達本發明之範疇。
以下描述中提出特定細節以提供對實施例之充分理解。然而，熟習該項技術者將顯而易見，該等實施例可在沒有該等特定細節之情況下得以實施。例如，電路、系統、網路、製程、框架、支撐件、連接器、馬達、處理器，及其他組件可能並未圖示，或以方塊圖形式圖示以便避免因不必要的細節使實施例含義模糊。
本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的，而非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」，及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文中另作明確指示。將進一步理解，當術語「包括(cormprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時，該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件，及/或組件之存在，但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件，及/或上述各者之群組。
將理解，當元件被稱作「連接(connected)」或「耦接(coupled)」至另一元件時，該元件可直接連接或耦接至該另一元件，或可能存在介入元件。相較而言，如若一元件被稱作「直接連接」或「直接耦接」至另一元件，則不存在介入元件。
將理解，儘管第一、第二等術語可在本文中用以描述多個元件，但該等元件將不會受該等術語限制。該等術語僅用以區別一個元件與另一個元件。由此，第一元件可被稱作第二元件而不背離本發明之教義。
除非另行定義，否則本文中使用之全部術語(包含技術及科學術語)具有相同含義，如本發明所屬於之該項技術一般技術者通常之理解。將進一步理解，諸如在常用辭典中定義之彼等術語之術語應解釋為所具有之含義與該等術語在相關技術上下文中之含義相符，及將不會以理想化或過度正式之意義解釋，除非本文中明確定義如此。
如熟習該項技術者將進一步瞭解，本發明可體現為方法、系統，及/或電腦程式產品。由此，本發明可採用以下形式：全部為硬體之實施例、全部為軟體之實施例，或結合軟體及硬體態樣之實施例。此外，本發明可採用以下形式：電腦可用儲存媒體上之電腦程式產品，該媒體中包括電腦可用程式碼。可使用任何適合之電腦可讀取媒體，該媒體包含硬碟、CD-ROM、光儲存裝置，或磁性儲存裝置。用於電腦程式及軟體之該種電腦可讀取媒體及記憶體不包含瞬時性波或信號。
電腦可用或電腦可讀取媒體例如可為但不限定於電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統、設備、裝置，或傳播媒體。電腦可讀取媒體之更多具體實例(非排他性清單)將包含以下各者：具有一或更多個金屬線之電連接裝置、便攜式電腦磁碟磁盤、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、唯讀記憶體(read-only memory；ROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(erasable programmable read-only memory；EPROM)、光學纖維，及便攜式緊密光碟唯讀記憶體(Compact Disk-Read Only Memory；CD-ROM)。應注意，電腦可用或電腦可讀取媒體甚至可為將程式列印在其上之紙張或另一適合之媒體，因為程式可經由例如對紙張或其他媒體進行光學掃描而經電子擷取，然後經編譯、解譯，或以適合方式另行處理(如有必要)，然後儲存在電腦記憶體中。
本發明之實施例亦可藉由使用流程圖圖示及方塊圖進行描述。儘管流程圖可將操作描述為順序流程，但操作中眾多操作可並行或同時執行。此外，操作順序可經重新排列。當操作完成時，流程終止，但該流程可能具有未包括在圖式中或文本未描述之額外步驟。
將理解，(流程圖及方塊圖之)方塊中之一或更多者可藉由電腦程式指令而實施。可將該等程式指令提供至處理器電路，如微處理器、微控制器或其他處理器，該處理器電路執行指令以經由一系列操作步驟實施在一或更多個步驟方塊中規定之功能，該等操作步驟將由處理器及對應硬體組件執行。
第1圖是依據本發明之實施例的示例性燒入測試系統100之簡化方塊圖。繪示之元件中眾多者是習用元件，由此，對每一元件之詳細說明並非必要。一般而言，系統100可利用一或更多個燒入板(未圖示)，該等燒入板具有插口以用於支撐數個半導體裝置102，以例如在燒入烘箱之腔室104中進行測試。由此，儘管第1圖中僅繪示單個裝置102，但應理解，本發明之實施例適用於經配置以測試多個裝置102之系統。
燒入系統100經配置以向受測裝置102供電，及曝露該等裝置102以長時間向該等裝置施加熱應力。在一些實施例中，系統100包含熱交換系統106，該熱交換系統用以將裝置102維持在所需溫度範圍內以防止過度加熱裝置102，該過度加熱可能損害功能正常之半導體裝置102。在一些實施例中，熱交換系統106包含冷卻裝置108及/或加熱裝置109。溫度控制器110可用以控制熱交換系統106，以回應於來自遠端二極體溫度感應電路112之溫度輸出信號111而將裝置102維持在所需溫度範圍內，該溫度輸出信號111依據下文所述之一或多個實施例而形成。
燒入系統100亦可包含一或更多個功率級，該等功率級包含一或更多個功率調節器114，該等功率調節器用以將所需功率116供應至燒入板或系統100之測試級。該測試級處理從功率調節器114供應至半導體裝置102之功率116之應用。由此，功率調節器114可經由習用功率引腳(亦即並非I/O引腳)向受測裝置102供應所需電壓，例如正電源電壓 Vcc、負電源電壓Vee(例如接地)、邏輯正電源電壓Vdd，或其他電壓。
該系統100包含諸如測試向量控制器118及引腳驅動器接收電路系統120之電子裝置，該等電子裝置用以經由一組功能測試I/O引腳122對裝置102執行多個功能測試。功能測試判定諸如核心邏輯124或其他組件之半導體裝置102組件在測試時段期間是否功能正常。
如上文所提及，先前技術之一些半導體裝置126包含專用溫度感應二極體128(如使用p-n接面電晶體形成之二極體)，該二極體僅用以在燒入測試期間測量裝置126之晶粒溫度，如第2圖之簡圖中所圖示。先前技術之燒入系統利用習用遠端二極體溫度感應電路130以感應二極體128之溫度，該溫度指示半導體裝置126之晶粒溫度。
電路130包含非I/O引腳131A及131B，該等引腳耦接至半導體裝置126之專用溫度感應引腳132A及132B，及不耦接至裝置126之核心邏輯133。未圖示耦接至核心邏輯133之半導體裝置126之封裝引腳以便簡化該圖式。依據習用之遠端二極體溫度感應技術，電路130輸送溫度感應電流Is以流經二極體128，及在感應電流Is之輸送期間測量引腳131A與131B之間或引腳132A與132B之間的電壓差。測得之電壓差用以判定二極體128之溫度，及提供裝置126之晶粒溫度之估計值。可將感應到之二極體128溫度作為溫度信號111從電路130輸出，該信號可由溫度控制器用以控制熱交換系統以將裝置126維持在所需溫度範圍內。引腳132A及132B 及二極體128在燒入測試完成之後一般無用途。因此，在燒入測試之後，引腳132A及132B被浪費。
本發明之實施例係針對提供直接的半導體裝置直接溫度測量，同時避免發生先前技術之顯著問題，如佔用兩個引腳僅用於在燒入測試期間進行溫度感應之一個目的。在一些實施例中，溫度感應電路112使用裝置102之單個I/O引腳136感應、測量或估計半導體裝置102之晶粒溫度，如第1圖中所圖示。在一些實施例中，用於溫度感應技術中之I/O引腳136亦可用於裝置102之其他I/O操作。由此，本發明之溫度感應技術之實施例避免先前技術中半導體裝置126(第2圖)之封裝引腳浪費，從而容許更小及更廉價之半導體裝置102，具有經由溫度輸出信號進行直接溫度測量之能力。
在一些實施例中，溫度感應電路112經配置以對半導體裝置或積體電路102之二極體140執行遠端二極體溫度感應操作，該二極體140並非專用溫度感應二極體，如半導體裝置126(第2圖)之二極體128。相反，二極體140耦接至I/O引腳136，該I/O引腳136亦耦接至核心邏輯124，如第1圖中所指示。在一些實施例中，二極體140是靜電放電(electrostatic discharge；ESD)保護二極體，該二極體存在於大多數習用半導體裝置102中。
第3圖是依據本發明之實施例的形成之溫度感應電路112之簡圖，該電路112電耦接至半導體裝置102及經配置以在燒入測試期間對二極體140執行溫度感應操作。未圖示封裝引腳122，以便簡化該圖式。電路112產生溫度信號 111，該信號111可由溫度控制器110用以將裝置102維持在所需溫度範圍內，如上文藉由參考第1圖所論述。
在一些實施例中，電路112包含工業標準之遠端溫度感應積體電路130及配接電路142。在一些實施例中，習用遠端二極體溫度感應電路130之操作如上文針對第2圖所論述：在引腳131A及131B處產生溫度感應電流Is，及測量引腳131A與131B之間之電壓差。基於電壓測量，電路130產生溫度信號111，該信號如上所述可由燒入系統100之溫度控制器110用以控制裝置102之溫度。
遠端二極體溫度感應電路112之實施例包含單個積體電路，該積體電路中結合遠端二極體溫度感應電路130之電路系統及依據本文所述之一或更多個實施例形成之配接電路142。在一些實施例中，遠端二極體溫度感應電路130是積體電路，及配接電路142是獨立積體電路，其引腳144A及144B電耦接或可電耦接至電路130之引腳131A及131B。
在一些實施例中，配接電路142一般轉譯由電路130執行之溫度感應例行程序，以使得該例行程序可應用於半導體裝置102之ESD二極體140，如第3圖中所圖示。換言之，配接電路142產生鏡像對映感應電流Ims，該等電流鏡像對映由電路130產生之感應電流Is，及該配接電路142輸送鏡像對映感應電流Ims經過二極體140。感應電流Is並非僅路由經過二極體140，而亦由配接電路142產生。在一些實施例中，鏡像對映感應電流Ims具有與感應電流Is大體上相同之振幅，但I1ms為相反極性，如第3圖中所指示。在一些實施例中，在 引腳131A與131B之間產生之電壓差由配接電路142轉譯為整個二極體140上之不同電壓。
配接電路142亦在輸送鏡像對映感應電流Ims經過二極體140的期間測量整個二極體140上之電壓差，及將測得之電壓差推至電路130之引腳131A與131B。在一些實施例中，配接電路142亦經由引腳131B將感應電流Is推回電路130。電路130藉由以下習用方式操作：基於測得電壓產生輸出信號111，該輸出信號指示二極體140之溫度。
總而言之，配接電路142以一方式轉譯由電路130產生之感應電流Is，該方式容許經由二極體140將該等電流作為鏡像對映感應電流Ims輸送經過I/O引腳136，然後回應於鏡像對映感應電流Ims之應用而將整個二極體140之測得電壓推至習用電路130之引腳131A及131B。然後，電路130產生溫度信號111，該信號指示可由如上所述燒入系統100使用之半導體裝置102之二極體140及晶粒之溫度。由此，配接電路142容許習用遠端二極體溫度感應電路130用以經由I/O引腳136感應或判定非專用溫度感應二極體140之溫度。
第4圖是依據本發明之示例性實施例的溫度感應電路112之簡圖，該電路112電耦接至半導體裝置102。在一些實施例中，配接電路142包含輸入或引腳144A及144B，該等引腳分別耦接至溫度感應電路130之引腳131A及131B。在引腳144A處接收由電路130產生之溫度感應電流Is。在一些實施例中，配接電路142包含電流測量區塊146，該區塊經 配置以測量每一電流Is。如本文中所使用，術語「區塊」意謂著一電路部分，該部分大體經配置以執行給定功能，但亦可包含軟體組件。
在一些實施例中，電路142包含強制電流區塊148，該區塊經配置以基於由電流測量區塊146進行之電流測量來驅動鏡像對映感應電流Ims。在一些實施例中，鏡像對映感應電流Ims等於感應電流Is，或大體上等於感應電流Is(例如在對應感應電流Is的10%內)。
在一些實施例中，電路142包含電壓測量區塊150，該區塊經配置以測量二極體140之陰極152與陽極154之間之電壓差。在第4圖之示例性實施例中，電壓測量區塊150測量引腳136與電源電壓Vee之間的電壓差。
在一些實施例中，配接電路142包含強制電壓區塊156，該區塊經配置以推動由電壓測量區塊150測得橫跨引腳131A與131B之電壓。電路130使用由區塊156應用於引腳131A與131B之強制電壓，以依據由電路130執行之習用溫度感應例行程序產生溫度信號111，該溫度信號111指示半導體裝置102之二極體140溫度及晶粒溫度。
如上文所提及，在一些實施例中，二極體140經配置以用於半導體裝置102之I/O引腳136之靜電放電。在一些實施例中，二極體140之陰極152電耦接至I/O引腳136，及陽極154耦接至負電源電壓Vee，如第4圖之示例性半導體裝置102中所示。因此，在一些實施例中，強制電流區塊148向前偏壓二極體140以驅動鏡像對映感應電流Ims經過二極體 140。應理解，第4圖之ESD二極體140是半導體裝置102之一個示例性二極體，該二極體可用以測量或估計半導體裝置102之晶粒溫度。配接電路142亦可經配置以驅動鏡像對映感應電流Ims經過半導體裝置102之另一二極體(如二極體158)，在該二極體中，陽極電耦接至I/O引腳136及陰極電耦接至正電源電壓Vcc，如第4圖中所圖示。
在一些實施例中，配接電路142包含電流返回區塊160，該區塊經配置以經由引腳131B輸送電流至電路130，如第4圖中所指示，該等電流與由電流測量區塊146測得之感應電流Is匹配。返回之感應電流Is可用以滿足習用遠端二極體溫度感應積體電路130，該積體電路執行「貝他校正」以補償不理想的漏電二極體。一般而言，用於感應半導體裝置126溫度之專用積體二極體128之現實含意實際上是PNP電晶體，如第2圖中所圖示。該等電晶體128之射極162及基極164經由專用引腳132A及132B連接至溫度感應電路130。集極166一般耦接至負電源電壓(Vee)之基板，如第2圖中所圖示。在執行貝他校正時，溫度感應電路130測量射極及基極電流以便計算集極電流。此技術在美國專利案第7,461,974號中進行描述。由電流返回區塊160產生之返回電流滿足此需要以接收電流，該電流錶示來自專用溫度感應二極體128之基極164之電流。如若該種貝他校正並非溫度感應電路130所必需，則可省略電流返回區塊160，及並非必須將任何電流返回至溫度感應電路130之引腳131B。
第5圖是運算放大器方塊圖，該圖圖示依據本發明 之實施例之示例性配接電路142。如第5圖中所示，遠端二極體溫度感應電路130包含電流源170及172，該等電流源分別耦接至引腳131A及131B。電流源172可耦接至Vee及PNP電晶體174。應理解，此為習用遠端二極體溫度感應電路130之簡化表示，且電路130可採用其他習用形式同時提供本文所述之所需功能。
溫度感應電流Is經由引腳131A被輸送至配接電路142之線路或引腳144A。此電流行進經過電阻器176。將整個電阻器176之壓降輸入電流測量區塊146之電壓差放大器178。將來自放大器178之輸出提供至強制電流區塊148之運算放大器180，該放大器180驅動鏡像對映感應電流Ims經過電阻器182及受測半導體裝置102之二極體140(由NPN電晶體表示)。將整個電阻器182之壓降饋送至電壓差放大器185，將該放大器之輸出饋送至運算放大器180。二極體140之陰極152與陽極154之間的電壓差自電壓測量區塊150中之電壓差放大器186輸出至強制電壓區塊156中之電壓差放大器188。
在一些實施例中，來自電壓差放大器178之輸出被提供至返回電流區塊160中之運算放大器190，該區塊使用來自電壓差放大器192之輸出驅動返回感應電流Is經過電阻器194及進入引腳131B，在溫度感應電路130執行如上文所論述之貝他校正時可需要該引腳。
131B處之引腳電壓及電壓差放大器186之輸出被輸送至電壓差放大器188，該放大器188輸出在引腳131A處所 需之強制電壓位準。強制電壓區塊156之運算放大器196接收來自電壓差放大器188之輸出及引腳131A處之電壓以作為輸入。來自運算放大器196之輸出耦接至電流測量區塊146以有效推動橫跨引腳131A與131B之相同電壓差，由二極體140上之電壓差放大器186測量該相同電壓差。
第6圖是一流程圖，該圖圖示依據本發明之實施例在燒入測試期間感應、測量，或估計半導體裝置102之二極體140溫度與晶粒溫度的方法。在步驟200中，將功率應用於半導體裝置102，及經由I/O引腳122(第1圖)執行核心邏輯124之功能測試。在步驟202，溫度感應電路130產生溫度感應電流Is，如第3圖及第4圖中圖示。在一些實施例中，將溫度感應電流Is輸送至配接電路142之輸入144A。
在一些實施例中，配接電路142使用電流測量區塊146測量感應電流Is。在步驟204中，使用強制電流區塊148將鏡像對映感應電流Is或測得之感應電流Is之鏡像對映感應電流Ims驅動經過I/O引腳136及二極體140，如第4圖中所圖示。
在步驟206中，使用電壓測量區塊150，測量回應於在步驟204中驅動鏡像對映感應電流Ims經過二極體140而在二極體140上產生之電壓差。在步驟208中，使用強制電壓區塊156向溫度感應電路130提供測得電壓。在一些實施例中，由強制電壓區塊156經由電路142之引腳144A與144B將測得電壓推至電路130之引腳或輸入131A與131B上。
在步驟210中，由溫度感應電路130基於在步驟208 中向電路提供之電壓差而產生輸出信號111，該輸出信號指示半導體裝置102之二極體140溫度及晶粒溫度。由溫度感應電路130依據習用溫度感應例行程序而產生輸出信號111。在一些實施例中，系統100回應於輸出信號，使用例如熱頭106(第1圖)而調整半導體裝置102之溫度。
總而言之，三個或更多個不同的溫度感應電流Is被輸送至二極體140以作為鏡像對映感應電流Ims，及由於應用鏡像對映感應電流Ims而引起之整個二極體140之電壓差(該等電壓差被推至電路130之線路131A與131B)由電路130用以感應、測量，或估計二極體140之溫度。電路130輸出溫度信號111，該信號指示二極體140之溫度。
儘管已藉由參考較佳實施例描述本發明，但熟習該項技術之工作者將認識到，可在不背離本發明之精神與範疇之前提下對形式及細節進行變更。

Claims (15)

  1. 一種遠端二極體溫度感應電路(112)，用以一燒入系統(100)中以感應一受測半導體裝置(102)之一溫度，該半導體裝置包含一二極體(140)，該二極體連接至一輸入/輸出(I/O)封裝引腳(136)，該電路包括：一溫度感應電路(130)，經配置以在一溫度感應例行程序期間輸出溫度感應電流(Is)；一配接電路(142)，經配置以驅動鏡像對映該等溫度感應電流之鏡像對映感應電流(Ims)經過該二極體，及回應於該等鏡像對映感應電流而向該溫度感應電路提供整個該二極體之電壓差；及其中該溫度感應電路經配置以基於該等電壓差放出一溫度輸出信號(111)，該輸出信號指示該二極體之該溫度。
  2. 如請求項1所述之遠端二極體溫度感應電路，其中該配接電路包括：一電流測量區塊(142)，經配置以測量從該溫度感應電路(130)輸出之該等溫度感應電流(Is)；一強制電流區塊(148)，經配置以驅動該等鏡像對映感應電流(Ims)經過該二極體；一電壓測量區塊(150)，經配置以回應於驅動該等鏡像對映感應電流經過該二極體之該操作測量整個該二極體上之該等電壓差；及 該強制電壓區塊(156)經配置以向該溫度感應電路提供測得之該等電壓差。
  3. 如請求項2所述之遠端二極體溫度感應電路，其中該配接電路包括一電流返回區塊(160)，該電流返回區塊經配置以驅動該感應電流(Is)返回該溫度感應電路。
  4. 如請求項1所述之遠端二極體溫度感應電路，其中該I/O封裝引腳連接至該半導體裝置之一核心邏輯(124)。
  5. 如請求項1所述之遠端二極體溫度感應電路，其中該二極體是一靜電放電(ESD)二極體。
  6. 一種燒入系統(100)，包括如請求項1所述之遠端二極體溫度感應電路。
  7. 一種配接電路(142)，用於一燒入系統(100)中以用於轉譯一溫度感應電路(130)之一溫度感應例行程序，以應用於一受測半導體裝置(102)之一二極體(140)，該二極體連接至一輸入/輸出(I/O)封裝引腳(136)，該配接電路包括：一電流測量區塊(142)，經配置以測量從該溫度感應電路輸出之溫度感應電流(Is)；一強制電流區塊(148)，經配置以驅動鏡像對映該等溫度感應電流之鏡像對映感應電流(Ims)經過該二極體； 一電壓測量區塊(150)，經配置以在驅動該等鏡像對映感應電流經過該二極體之該操作期間測量整個該二極體上之電壓差；及一強制電壓區塊(156)，經配置以向該溫度感應電路提供測得之該等電壓差。
  8. 如請求項7所述之配接電路，進一步包括一電流返回區塊(160)，該電流返回區塊經配置以輸送電流返回該溫度感應電路，該等電流與感應電流(Is)匹配。
  9. 如請求項7所述之配接電路，其中該I/O封裝引腳連接至該半導體裝置之核心邏輯(124)。
  10. 如請求項9所述之配接電路，其中該二極體是一靜電放電(ESD)二極體。
  11. 一種在燒入測試期間感應一半導體裝置(102)之一二極體(140)之一溫度的方法，該方法包括以下步驟：(200)為該半導體裝置供電，及經由I/O引腳(122)執行該半導體裝置之核心邏輯(124)之功能測試；(202)使用一溫度感應電路(130)產生溫度感應電流(Is)；(204)驅動鏡像對映該等溫度感應電流(Is)之鏡像對映感應電流(Ims)經過該二極體； (206)在驅動該等鏡像對映感應電流經過該二極體期間，測量整個該二極體上之電壓差；(208)向該溫度感應電路提供該等電壓差；及(210)使用該等溫度感應電路，基於所提供之該等電壓差產生一輸出信號(111)，該輸出信號指示該二極體之一溫度。
  12. 如請求項11所述之方法，其中驅動鏡像對映感應電流(Ims)經過該二極體之步驟包括以下步驟：驅動該等鏡像對映感應電流(Ims)經過該半導體裝置之一I/O引腳(136)。
  13. 如請求項11所述之方法，其中該二極體是一靜電放電(ESD)二極體。
  14. 如請求項11所述之方法，該方法進一步包括以下步驟：使該感應電流返回至該溫度感應電路。
  15. 如請求項11所述之方法，該方法進一步包括以下步驟：回應於該輸出信號而調整該半導體裝置之一溫度。
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