JPH0147751B2 - - Google Patents

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JPH0147751B2
JPH0147751B2 JP56049544A JP4954481A JPH0147751B2 JP H0147751 B2 JPH0147751 B2 JP H0147751B2 JP 56049544 A JP56049544 A JP 56049544A JP 4954481 A JP4954481 A JP 4954481A JP H0147751 B2 JPH0147751 B2 JP H0147751B2
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JP
Japan
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latch
voltage
capacitor
resistance
measurement
Prior art date
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JP56049544A
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English (en)
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JPS57163876A (en
Inventor
Tsutomu Hata
Taiji Nishiuchi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体集積回路装置のラツチアツプ
耐量の測定方法に関し、特に相補形集積回路装置
(以下C−MOSICという。)のラツチアツプ耐量
の測定の改良に関するものである。
従来、C−MOSICの良否を選別判定するには、
観測者がオシロスコープ等を用いて、基準C−
MOSICの電圧−電流特性を比較されるべき個々
のC−MOSICのそれとの間で比較して、あるい
は実際の機能試験を行なうなどして行われてい
た。しかしこの選別判定はあくまで製品としての
大まかな良否判定であつて良と判断されたものの
劣化のし易さや、寿命を予測することを目的とす
るものでないことは明らかである。また従来より
行われていたC−MOSICの良否判別は、通常行
われているものであり、これよりも一歩進んで更
に良と判断されたものの中から劣化し易いもの
や、寿命の短いものを選別判断することは行われ
ていないのが実状である。
またC−MOSICはその入出力回路端において
C−MOSICの回路の構成上、寄生トランジスタ
ができ、その組み合わせによつてあたかもサイリ
スタ回路が構成されたような状態になるため、入
出力回路端子に電源電圧より高い電圧あるいは外
来雑音が加わるとサイリスタ回路がターンオン
し、電源から接地端子に異常電流が電源を切るま
で流れ続ける。それがラツチアツプ耐量の劣化と
なつてC−MOSICを破壊し、あるいは劣化させ
る。このラツチアツプ耐量については、C−
MOSICの入出力保護ダイオードの耐圧・寄生ト
ランジスタの耐圧および直流増幅率に依存するこ
とが明らかになつている。
このようなラツチアツプはC−MOSICの固有
の現象でありながら、ラツチアツプ耐量を測定す
ることは従来行われておらず、この点からすれば
従来より行われている良否選別判断は不十分であ
つて本質的な技術課題とは言えず、真に社会的要
求の合致したものとは言えない。これはC−
MOSICの信頼性を向上させるには通常の選別判
断で良と選別判断されたものであつても、後に特
性劣化を生じ易いものを予め除去することによつ
て初めてその要求を満たすことができるからであ
る。
そこで、従来から特開昭56−44866号公報に示
されるように、C−MOSICの信頼性の目安とな
るラツチアツプ耐量を迅速かつ容易に、しかも非
破壊的に求めることができるようにしたC−
MOSICのラツチアツプ耐量自動測定装置があつ
た。
第1図はこの装置のブロツク構成を示し、図に
おいて、21はパルス発生部、22はその出力パ
ルスを計数するパルス計数部、23はコンデン
サ、24,25はダイオードであり、上記パルス
発生部21よりの出力パルスはこれらの回路装置
を介して正パルスとしてパルス変化手段なる段階
パルス発生部29に入力される。この段階パルス
発生部29はコンデンサ26,27、トランジス
タ28,30並びに抵抗20,41,42よりな
り、トランジスタ28のコレクタ、エミツタを電
源+V、−Vに接続してある。容量C26を有するコ
ンデンサ26と容量C27を有するコンデンサ27
との関係はC26≪C27である。
また31は段階状パルスを被測定物なるC−
MOSIC32へ順次切り換え入力するための切換
選択部、33はC−MOSIC32の出力端子と接
地との間に接続された抵抗、35は比較器でC−
MOSIC32の出力電圧と基準電源34の基準電
源とを比較し、C−MOSIC32の出力電圧が大
の時、出力電圧を得るものである。36はフリツ
プフロルプ構成の電圧保持部、37は電源電圧切
換部、38,39はこの回路のリセツト用スイツ
チである。
次に動作について説明する。
このような構成の回路では、先ずパルス発生部
21より出力されたパルスは、コンデンサ23、
ダイオード24,25を介して段階パルス発生部
29に入り、ここで段階状パルスに変換され、正
の段階状パルスとして切換選択部31に印加され
る。このときの発生電圧は、コンデンサ26の両
端にコンデンサ容量(C2)、パルス電流(Ip)、パ
ルス幅(tw)に対応した電圧V0(V0=1p・tw/
C2)である。この電圧はコンデンサ26、と2
7の容量がC26≪C27としてあるので、次のパルス
が与えられるまではほぼ一定に保たれ、次のパル
スが印加するとV0だけ増加し、それをエミツタ
ホロワの入力インピーダンス(トランジスタ2
8)を通して取り出すことによつて階段状の電圧
を得ている。
被測定物のC−MOSIC32の入力端子にある
レベルを越す階段状パルス電圧が印加されたと
き、C−MOSIC32の電源VDDと接地間に異常
電流が流れる。この異常電流は抵抗33によつて
電圧に変換され、比較器35で、予め定めておい
たラツチアツプ耐量およびラツチアツプ範囲を示
す基準電源34の電圧と比較される。その異常電
圧が基準電源より大きいと比較器35より電圧出
力し、それがフリツプフロツプ構成の電圧保持部
36に印加され、一定状態に保持される。その電
圧保持部36の出力は、電源電圧切換部37およ
び放電用トランジスタ30、パルス発生部21に
印加され、C−MOSIC32の電源電圧、コンデ
ンサ27の両端電圧を零にし、同時にパルス発生
部21を停止させる。
このようにして、比較器35に出力電圧が出力
されるまでのパルス印加回数(n)を計数部22
で計数すればそのときのラツチアツプ耐量はn×
v0として求められる。そして次のC−MOSICの
測定開始は、リセツトスイツチ38,39で電圧
保持部36をリセツトすることにより行われる。
上述のように計数部22によつて読み取つたラ
ツチアツプを、既知のラツチアツプ耐量と、雑音
耐量、ラツチアツプ耐量と、信頼性との関係に対
応付ければ、直ちに複数のC−MOSICから劣化
し易いものと劣化しにくいものとを識別すること
ができ、一歩進んだ良否選別が可能となる。
ところが、上記従来の測定装置では上記ラツチ
アツプのトリガーとなる電気エネルギーを発生す
る回路はエミツタホロワ、切換変換回路等から構
成されており、内部抵抗を有するものであり、こ
のため被測定素子の回路構成、例えば被測定素子
の持つインピーダンスの違いにより、被測定素子
が受ける電気エネルギーの量が違つてくることと
なり、異なる種類の素子についてはその測定耐量
を比較することができないという問題点があつ
た。
また、この装置では被測定素子の異常電流を検
出した時、被測定素子の駆動電源をオフするよう
になつており、本来のラツチアツプ耐量の測定が
できない、つまり外来サージがなくなつた後も異
常電流が流れ続ける場合のサージ電圧をラツチア
ツプ耐量として測定することはできないという問
題点があつた。
本願発明は上記のような問題点に鑑みてなされ
たもので、ラツチアツプのトリガーとなる電気エ
ネルギーを予めコンデンサに充電し、この充電エ
ネルギーを被測定装置に印加するようにするとと
もに、該電気エネルギーの印加を停止した状態に
おいても上記動作電流が変化したままとなつた時
の充電エネルギーをラツチアツプ耐量として測定
するようにすることにより、被測定装置にはその
特性によつては影響されることなく一定のエネル
ギー(Q=CVに相当)が与えられることとなつ
て、測定耐量の比較を異なる種類の素子について
も行なうことができ、しかも本来のラツチアツプ
耐量を測定することができる半導体集積回路装置
のラツチアツプ耐量の測定方法を得ることを目的
とする。
以下、本願発明の一実施例を図について説明す
る。
第2図は本発明の一実施例によるC−MOSIC
のラツチアツプ耐量の測定方法を説明するための
回路構成図であり、図において、1は被測定素
子、2,3はそれぞれ被測定素子1の電源端子、
及び接地端子、4は該被測定素子1の入力または
出力端子、5は被測定素子1の動作電源、7は該
動作電源5からの電流を測定する電流計、9はラ
ツチアツプのトリガーとなる電気エネルギーを蓄
積するためのコンデンサ、10は該コンデンサ9
の充放電切換用のスイツチ、11は充電用正電
源、12は充電用負電源、13はコンデンサ9の
充電極性を切り換えるための極性切換用のスイツ
チである。
次に動作について説明する。
スイツチ10及び13を図示の状態に保持する
と、コンデンサ9は充電用正電源11によつて正
極性に充電される。被測定素子1には動作電源5
から動作電圧を供給し、更に必要ならば図示しな
いクロツク回路からクロツクを与えるなどして、
被測定素子1を動作状態に保持しておく。この状
態でスイツチ10を切り換えてコンデンサ9の充
電正電荷を被測定素子1の入力または出力端子4
に印加する。その後電源電流計7によつて電源電
流が増加していないかどうかを調べる。電源電流
に増加がなければ、コンデンサ9の充電電圧を上
昇して、上記操作を繰り返す。そして電源電流に
増加が認められ、コンデンサによる電圧印加が停
止した後も電源電流が増加したままとなつた時の
コンデンサ充電電圧をラツチアツプ開始電圧とす
る。
以上上記コンデンサ9を正電荷を充電する、つ
まり被測定素子の入力または出力端子に電流を流
入する場合について説明したが、上記入力または
出力端子から電流を流出させる状態で測定すると
きには、スイツチ13を切り換えてコンデンサ9
を負極性に充電するようにすればよい。
このように本実施例では、動作状態のC−
MOSIC1の動作電流値に変化が生ずるまで、コ
ンデンサ9の充電電圧の上昇と、C−MOSIC1
への該充電電圧の印加とを繰り返し行い、その後
測定用の電圧印加を停止した状態においても上記
動作電流が変化したままとなつた時のコンデンサ
9の充電電圧をラツチアツプ耐量として測定する
ようにしたので、本来のラツチアツプ耐量を測定
することができるだけでなく、被測定素子の持つ
特性に影響されることなくラツチアツプ耐量の測
定が可能となり、異なる種類の素子について測定
耐量の比較をすることができる。
なお上記実施例では、ラツチアツプのトリガー
を被測定素子1の入力あるいは出力端子4に印加
する場合について説明したが、トリガーの印加端
子は電源端子であつてもよい。
第3図はこのような場合のラツチアツプ測定回
路の構成を示し、コンデンサ9の充電電圧が被測
定素子の電源端子2へ印加されるようになつてい
る点以外は上記第2図に示すものと同様であり、
その測定操作も全く同様である。
以上のように本願発明に係る半導体集積回路装
置の測定方法によれば、ラツチアツプのトリガー
となる電気エネルギーを予めコンデンサに充電
し、この充電エネルギーを被測定装置に印加する
ようにするとともに、該電気エネルギーの印加を
停止した状態においても上記動作電流が変化した
ままとなつた時の充電エネルギーをラツチアツプ
耐量として測定するようにしたので、被測定装置
にはその特性によつては影響されることなく一定
のエネルギー(Q=CVに相当)が与えられるこ
とになつて、測定耐量の比較を異なる種類の素子
についても行なうことができ、しかも本来のラツ
チアツプ耐量を測定することができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のC−MOSICのラツチアツプ耐
量の測定方法を示す回路構成図、第2図は本発明
の一実施例によるC−MOSICのラツチアツプ耐
量の測定方法を説明するための回路構成図、第3
図は本発明の他の実施例によるC−MOSICのラ
ツチアツプ耐量の測定方法を説明するための回路
構成図である。 1……被測定素子、2……電源端子、3……接
地端子、4……入力または出力端子、5……動作
電源、7……電源電流計、9……コンデンサ、1
0……充放電切換用スイツチ、11,12……充
電用正、負電源。なお、図中同一符号は同一又は
相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体集積回路装置を動作状態に保持し、該
    装置の電源、入力あるいは出力端子にラツチアツ
    プのトリガーとなる測定用の電源を印加してラツ
    チアツプ耐量を測定する方法において、 上記測定用の電源は、予め充電されたコンデン
    サであり、 上記ラツチアツプ耐量の測定は、 上記被測定装置の動作電流値に変化を生ずるま
    で、コンデンサの充電電圧の上昇とその充電電圧
    の上記端子への印加とを繰り返し行い、 その後測定用の電圧印加を停止した状態におい
    ても該動作電流値が変化したままとなつた時、上
    記動作電流値変化時のコンデンサの充電電圧をラ
    ツチアツプ耐量の測定値とするものであることを
    特徴とする半導体集積回路装置のラツチアツプ耐
    量の測定方法。
JP56049544A 1981-03-31 1981-03-31 Measuring method for latch-up dielectric strength of complementary mos integrated-circuit device Granted JPS57163876A (en)

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JPH0721528B2 (ja) * 1985-05-09 1995-03-08 ロ−ム株式会社 Cmos素子のラツチアツプ現象測定方法

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