JPH1010200A - 半導体装置の試験方法及び半導体試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力と出力を同時に行うインターフェースを持
つＩＣと、その他のＣＣＴやＧＴＬ等のインターフェー
スを持つＩＣの試験を同一の試験装置を用いて試験する
ことのできる半導体試験装置および試験方法を提供す
る。 【解決手段】３種以上の設定電圧を切替えることが可能
なドライバ５と、ドライバの出力電圧によってコンパレ
ータの比較電圧を切替えることが可能なコンパレータ１
２により、入力と出力を同時に行うインターフェースを
持つＩＣの試験時はドライバの出力電圧に合わせてコン
パレータの比較電圧を切替え、入力／出力を切替えて行
う素子の試験を行う場合には、被試験素子の出力時にド
ライバの出力電圧をＨｉ電圧、Ｌｏｗ電圧以外の被試験
素子の終端電圧に合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体試験装置に係
わり、特にＣＴＴ、ＧＴＬ、全２重等のインターフェー
スを持つデバイスの試験に好適な半導体試験装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置のインターフェースは、入力
信号と出力信号とを区別するため、入力、出力の種類に
よって信号ピンを分ける方法、または同一ピンで入力と
出力を時分割で行う方法をとっている。前者は信号ピン
数が増えるという問題があり、後者は信号のやりとりに
時間がかかるという問題がある。

【０００３】これらの問題を解決するためＩＳＣＣ９５
／ＳＥＳＳＩＯＮ２／ＤＡＴＡ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮＳ／ＰＡＰＥＲ ＷＰ２．４に示されているよう
な同一ピンで入力と出力を同時に行うインターフェース
を備えた半導体装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては、次のような課題がある。

【０００５】すなわち、ＩＳＣＣ９５／ＳＥＳＳＩＯＮ
２／ＤＡＴＡ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ／ＰＡＰ
ＥＲ ＷＰ２．４に示されているような同一ピンで入力
と出力を同時に行うインターフェースを持つ半導体装置
を試験する場合、従来のＣＣＴやＧＴＬ等のインターフ
ェースを持つＩＣを試験する試験装置は適用できない。

【０００６】つまり、従来の試験装置は、同一ピンで入
力信号と出力信号とが同時に取り扱われた場合、試験波
形とその応答波形との区別ができず期待する試験は行え
ない。

【０００７】本発明の第一の目的は、同一ピンで入力信
号と出力信号とが同時に取り扱われる半導体装置の試験
方法及びその半導体試験装置を提供することにある。

【０００８】さらに、現実には同一ピンで入力と出力を
同時に行うインターフェースを持つ半導体装置を試験す
るだけでなく、いままでのＣＣＴやＧＴＬ等のインター
フェースを持つＩＣを試験することもある。

【０００９】このような場合に、試験装置のドライバ、
コンパレータ部分をそれぞれ必要に応じて取り替えるこ
ともできるが、試験コスト、試験時間ともに上昇してし
まう。

【００１０】本発明の第二の目的は、入力と出力を同時
に行うインターフェースを持つＩＣとその他のＣＣＴや
ＧＴＬ等のインターフェースを持つＩＣの試験を同一の
試験装置を用いて試験することのできる半導体装置の試
験方法及びその半導体試験装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、入力
/出力を同一ピンで同時に行う半導体装置に試験波形を
与えて、その応答波形を試験する半導体試験装置であっ
て、該試験波形と該応答波形との合成波形を所定の比較
電圧と比較する手段と、該所定の比較電圧を該試験波形
に応じて設定する手段と、その比較結果を所定の期待値
と比較する手段とを備えることで前記第一の目的を達成
する。

【００１２】もしくは、入力/出力を同一ピンで同時に
行う半導体装置に試験波形を与えて、その応答波形を試
験する半導体装置の試験方法であって、該試験波形と該
応答波形との合成波形を、該試験波形に応じて設定され
る比較電圧と比較し、その比較結果を所定の期待値と比
較することで前記第一の目的を達成する。

【００１３】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
装置に試験波形を与えた場合、同一線路上に試験波形と
半導体装置からの応答波形が存在してしまう。

【００１４】一般に、半導体装置からの応答波形は半導
体試験装置のコンパレータに入力され、所定の比較電圧
値と比較して正常動作しているかを判断するが、コンパ
レータに試験波形と応答波形の合成波形が入力された場
合、比較すべき応答波形には試験波形が合成されている
ので、一定の比較電圧により比較するだけでは半導体装
置が正常動作しているかどうかを正しく判断できない。

【００１５】本発明では、コンパレータの比較電圧を試
験波形とほぼ同一のタイミングで、試験波形の有する所
定のパターンに対応した電圧値に設定するので、その合
成波形から応答波形を抽出した状態で比較・判断でき、
入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体装置を試験す
ることができる。

【００１６】さらに本発明を具体的に説明すると、本発
明は、入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体装置に
試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導体試験
装置であって、所定のタイミング信号を作成するタイミ
ング発生器と、所定のテストパターンを作成するパター
ン発生器と、該タイミング信号及び該テストパターンか
ら所定の制御信号を出力するドライバ波形制御器と、該
制御信号に応じて第一、第二の設定電圧を切替えて該試
験波形を出力するドライバと、該試験波形と半導体装置
からの応答波形との合成波形を、該制御信号に応じて切
り替わる第一、第二の比較電圧と比較するアナログコン
パレータと、該アナログコンパレータの出力と、該パタ
ーン発生器および該タイミング発生器で作成した期待値
とを比較するデジタルコンパレータとを備えたものであ
る。

【００１７】もしくは、入力/出力を同一ピンで同時に
行う半導体装置に試験波形を与えて、その応答波形を試
験する半導体装置の試験方法であって、所定のタイミン
グ信号及び所定のテストパターンから所定の制御信号を
生成し、該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切
替えにより該試験波形を出力し、該試験波形と半導体装
置からの応答波形との合成波形を、該制御信号に応じて
切り替わる第一、第二の比較電圧と比較し、その出力と
所定の期待値とを比較するものである。

【００１８】このように比較電圧の設定は、既に決めら
れた第一、第二の比較電圧を切り替えることで実現で
き、同様にドライバの設定電圧（試験波形の生成）も、
既に決められた第一、第二の設定電圧を切り替えること
で実現できる。タイミング発生器の生成するタイミング
信号とパターン発生器の生成するテストパターンから生
成される制御信号により、これらの切り替えを実現すれ
ば、応答波形の抽出精度を高め、検出誤差を低減でき
る。

【００１９】ここで、所定の期待値とは、半導体装置に
試験波形を入力した場合のその正常な出力のことであ
り、タイミング発生器とパターン発生器により生成され
る。

【００２０】さらに、本発明の別の態様によれば、入力
/出力を同一ピンで同時に行う半導体装置に試験波形を
与えて、その応答波形を試験する半導体試験装置であっ
て、所定のタイミング信号を作成するタイミング発生器
と、所定のテストパターンを作成するパターン発生器
と、該タイミング信号及び該テストパターンから所定の
制御信号を出力するドライバ波形制御器と、該制御信号
に応じて第一、第二の設定電圧を切替えて試験波形を出
力するドライバと、該試験波形と半導体装置からの応答
波形との合成波形を第一の比較電圧と比較する第一のア
ナログコンパレータと、該試験波形と半導体装置からの
応答波形との合成波形を第二の比較電圧と比較する第二
のアナログコンパレータとを備え、該制御信号に応じて
該第一のアナログコンパレータもしくは該第二のアナロ
グコンパレータの出力を選択して、その選択された出力
値を所定の期待値と比較するものである。

【００２１】もしくは、入力/出力を同一ピンで同時に
行う半導体装置に試験波形を与えて、その応答波形を試
験する半導体装置の試験方法であって、所定のタイミン
グ信号及び所定のテストパターンから所定の制御信号を
生成し、該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切
替えにより該試験波形を出力し、該試験波形と半導体装
置からの応答波形との合成波形を第一の比較電圧と第二
の比較電圧のそれぞれと比較し、該制御信号に応じて該
第一の比較電圧との比較結果もしくは該第二の比較電圧
との比較結果のいずれかを選択し、その選択された出力
値を所定の期待値と比較するものである。

【００２２】これらの特徴は、合成波形を第一の比較電
圧と第二の比較電圧のそれぞれと比較し、前述の制御信
号に応じて該第一の比較電圧との比較結果もしくは該第
二の比較電圧との比較結果のいずれかを選択させたこと
にある。

【００２３】このような態様であっても、合成波形から
応答波形を抽出できるので、入力/出力を同一ピンで同
時に行う半導体装置を試験することができる。

【００２４】さらに本発明の別の態様は、入力/出力を
同一ピンで同時に行う半導体装置に試験波形を与えて、
その応答波形を試験する半導体試験装置であって、所定
のタイミング信号を作成するタイミング発生器と、所定
のテストパターンを作成するパターン発生器と、該タイ
ミング信号及び該テストパターンから所定の制御信号を
出力するドライバ波形制御器と、該制御信号に応じて第
一、第二の設定電圧を切替えて試験波形を出力するドラ
イバと、該試験波形と半導体装置からの応答波形との合
成波形を第一の比較電圧と比較する第一のアナログコン
パレータと、該試験波形と半導体装置からの応答波形と
の合成波形を第二の比較電圧と比較する第二のアナログ
コンパレータと、該第一のアナログコンパレータの出力
値と所定の期待値とを比較する第一のデジタルコンパレ
ータと、該第二のアナログコンパレータの出力値と所定
の期待値とを比較する第二のデジタルコンパレータとを
備えたものである。

【００２５】もしくは、入力/出力を同一ピンで同時に
行う半導体装置に試験波形を与えて、その応答波形を試
験する半導体装置の試験方法であって、所定のタイミン
グ信号及び所定のテストパターンから所定の制御信号を
生成し、該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切
替えにより該試験波形を出力し、該試験波形と半導体装
置からの応答波形との合成波形を第一の比較電圧と第二
の比較電圧のそれぞれと比較し、該第一の比較電圧との
比較結果および第二の比較電圧との比較結果をそれぞれ
所定の期待値と比較するものである。

【００２６】これらの特徴は、該試験波形と該応答波形
との合成波形を第一の比較電圧と第二の比較電圧のそれ
ぞれと比較し、該第一の比較電圧との比較結果および第
二の比較電圧との比較結果をそれぞれ予め作成された期
待値と比較したことにある。

【００２７】このような態様であっても、合成波形から
応答波形を抽出できるので、入力/出力を同一ピンで同
時に行う半導体装置を試験することができる。

【００２８】次に、本発明は、半導体装置に試験波形を
与えて、その応答波形を試験する半導体試験装置であっ
て、第一、第二、第三の設定電圧を切り替えて該試験波
形もしくは所定の終端電圧を出力するドライバと、該半
導体装置がその入力/出力を同一ピンで同時に行う場合
に該試験波形と該応答波形との合成波形を該試験波形に
応じて切り替わる第一、第二の比較電圧と比較する手段
と、該半導体装置がその入力/出力を同一ピンで同時に
行わない場合に該応答波形を第三の比較電圧と比較する
手段とを有するコンパレータとを備え、該コンパレータ
の出力値を所定の期待値と比較して半導体装置を試験す
ることで前記第二の目的を達成する。

【００２９】このようにドライバの設定電圧を少なくと
も３種類、コンパレータの比較電圧を少なくとも２種類
用意すれば、入力/出力を同一ピンで同時に行なう半導
体装置であっても、その入力/出力を同一ピンで同時に
行わない半導体装置であっても、同一の半導体試験装置
で試験が行える。

【００３０】同一の半導体試験装置で試験を行うには、
半導体装置の種類に応じて設定電圧、比較電圧の切り換
えのできる制御手段が必要となる。具体的には、後述す
る図２等に示すドライバ波形制御器内での制御が好まし
い。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳述
する。

【００３２】図１は本発明による半導体試験装置の一実
施例を示すブロック図である。

【００３３】図１において半導体試験装置1は、試験波
形等の所定のタイミング信号を生成するタイミング発生
器２と、試験波形等の所定のパターンを生成するパター
ン発生器３と、前記タイミング発生器２及びパターン発
生器３により生成された所定のタイミング及びテストパ
ターンに基づいて、後述するドライバ５の出力を制御す
るドライバ波形制御器４と、ドライバ波形制御器４の制
御信号に基づいて試験波形を出力するドライバ５と、伝
送線路８上の試験波形とその半導体装置（以下、被試験
素子と呼ぶ場合もある）からの応答波形の合成波形（同
一ピンで同時に入力/出力を行わない半導体装置の場合
は、その応答波形）を入力として、所定の比較電圧と比
較してその比較結果を出力するアナログコンパレータ１
０と、試験波形に対して被試験素子が正常に動作した場
合の期待値と、アナログコンパレータ１０の出力とを比
較するデジタルコンパレータ１３とから構成される。

【００３４】前述の期待値は、タイミング発生器及びパ
ターン発生器により生成され、デジタルコンパレータ１
３に適宜入力される。

【００３５】ドライバ５は、さらにドライバ波形制御器
４からの制御信号に基づいて３種類の設定電圧５a〜５c
を切り替えて試験波形を生成するドライバ出力電圧セレ
クタ６と、その生成した試験波形を増幅する増幅器７と
から構成される。

【００３６】入力/出力を同一ピンで時分割で行う半導
体装置を試験するには、半導体装置の入力モード時に電
圧Vhi1、Vlow1が、半導体装置の出力モード時にVt（終
端電圧）の３種類（５a〜５c）の設定電圧が必要である
が、入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体装置を試
験するには、終端電圧に設定する必要がないので、２種
類の設定電圧Vhi1、Vlow1でよい。

【００３７】アナログコンパレータ１０は、さらにドラ
イバ波形制御器４からの制御信号に基づいて比較電圧１
０b、１０cを切り替える比較電圧セレクタ１１と、その
比較電圧と前述の合成波形（同一ピンで同時に入力/出
力を行わない半導体装置の場合は、その応答波形）とを
比較するコンパレータ１２とから構成される。

【００３８】基準電圧１０b、１０cには、 前述の設定
電圧Vhi1、Vlow1に対して一定の関係を持つ、Vhi2、Vlo
w2を設定する。

【００３９】なお、同一ピンで同時に入力/出力を行わ
ない半導体装置の場合は、応答波形がアナログコンパレ
ータの入力となるので、この一定の関係は不要であり、
任意の設定電圧を設定すればよい。

【００４０】このように本実施例では、タイミング発生
器、パターン発生器からのタイミング信号、パターンに
基づいて作成された制御信号により、ドライバの設定電
圧とアナログコンパレータの比較電圧を切り替える。

【００４１】ドライバ波形制御器４からの制御信号は、
OR回路１４を介してアナログコンパレータに送られる
が、ドライバ５のドライバ出力電圧セレクタ６の切り替
え動作に同期してアナログコンパレータ１０の基準電圧
セレクタが切り替わる回路構成であればよい。

【００４２】ドライバ波形制御器４の制御信号（制御内
容）は図２に示すとおりであり、ドライバ波形制御器の
出力４a、４bの組み合わせにより、ドライバ出力電圧６
aとコンパレータ比較電圧１１aの出力を設定する。

【００４３】例えば、ドライバ波形制御器の出力４a：H
igh、４b：Lowの場合、ドライバ出力電圧６aは５aを、
コンパレータ比較電圧１１aは１０cを選択するように制
御される。

【００４４】図２において、ドライバ波形制御器の出力
４a、４bが（High、Low）、（Low、Low）の場合は、ドラ
イバから試験波形を出力する場合のモードであり、例え
ば、ドライバ出力電圧６aが５aのときには必ずコンパレ
ータ比較電圧１１aが１０ｃとなるような一定の関係を
持たせている。

【００４５】また、ドライバ波形制御器の出力４a、４b
が（High、 High）、（Low 、High）の場合は、半導体
装置から応答波形が出力される場合のモードであり、ド
ライバ出力電圧６aである５cが終端電圧となるように設
定される。このモードは、同一ピンで同時に入力/出力
を行わない半導体装置の場合に利用される。なお、（Hi
gh、 High）、（Low 、High）の場合はどちらも同じ動
作を行う。

【００４６】図２に示す制御内容をパターン発生器３か
らのパターンに基づき、タイミング発生器２からのタイ
ミングで切り替えることにより、ドライバ５は半導体試
験装置の試験に必要な試験波形が作成でき、アナログコ
ンパレータの比較電圧もそのタイミングに同期して切り
替えることもできる。

【００４７】但し、ドライバの設定電圧５aと、設定電
圧を５ａにしたときのドライバの出力電圧５ｄは必ずし
も同一電圧値である必要はない。ドライバ設定電圧５
ｂ、５ｃも同様である。さらにアナログコンパレータの
比較電圧１０bと、比較電圧１０ｂを選択したときのア
ナログコンパレータの比較電圧セレクタの出力電圧１１
ａは、必ずしも同一電圧値である必要はない。比較電圧
１０ｃも同様である。以下、ドライバ出力電圧５ｄ、ア
ナログコンパレータの比較電圧セレクタの出力電圧１１
ａとも設定電圧、比較電圧と同一電圧値となるとして説
明する。

【００４８】同一ピンで同時に入力/出力を行う半導体
装置だけを試験するには、本半導体試験装置の備えるド
ライバ出力電圧６aは少なくとも２種類でよく、ドライ
バ波形制御器４（４a、４b）の制御内容も図２における
（High、Low）、（Low、Low）と同等のものがあれば問
題はない。

【００４９】図３に示すタイミングチャートを用いて、
半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９が非同期
で信号の出力を行う場合（同一ピンで同時に入力/出力
する場合）の本半導体試験装置各部の動作を詳述する。

【００５０】図３には、ドライバ５の出力（試験波形）
５d、被試験素子の出力（応答波形）９a、アナログコン
パレータの入力（試験波形と応答波形との合成波形）１
０a、比較電圧セレクタの選択した比較電圧１１a、アナ
ログコンパレータ１０の出力１０dを示している。

【００５１】時刻ｔ１以前では、ドライバ波形制御器
は、制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力してい
る。アナログコンパレータの入力電圧１０ａは、ドライ
バの出力電圧５ｄの電圧値５ａと、ドライバの出力抵抗
２０と、被試験素子の出力電圧９ａの電圧値ＶＬと、被
試験素子の出力抵抗２１により決まるＶ１となる。

【００５２】アナログコンパレータの入力電圧１０aの
電圧値は、その比較電圧セレクタの出力電圧１１ａの電
圧値１０ｃより低いので、アナログコンパレータの出力
１０dはＶｃＬとなる。

【００５３】時刻ｔ１にドライバ波形制御器は、制御信
号４ａ：Ｈｉ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示せず）。

【００５４】図２の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧５dは設定電圧５ｂから設定電圧５ａへ切替
わり、同様にアナログコンパレータの比較電圧セレクタ
の出力電圧１１ａは電圧値１０cに切り替わる。

【００５５】この場合、被試験素子の出力電圧９ａの電
圧値はＶＬなので、アナログコンパレータの入力電圧１
０ａの電圧値は、ドライバの出力電圧５ｄの電圧値５ａ
と、ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子の出力電圧
９ａの電圧値ＶＬと、被試験素子の出力抵抗２１により
決まるＶ３となる。

【００５６】アナログコンパレータの入力電圧１０aの
電圧値は、その比較電圧セレクタの出力電圧１１ａの電
圧値１０ｃより低いので、アナログコンパレータの出力
１０dは変化しない（ＶｃＬを示す）。

【００５７】次に、時刻ｔ２では、被試験素子９の出力
電圧９ａがＶＬからＶＨに変化する。ドライバ波形制御
器４から制御信号は変化しないので（図示せず）、ドラ
イバ５の出力電圧５dと、アナログコンパレータの比較
電圧セレクタの出力電圧１１ａとは、時刻ｔ1での状態
を保持したままである。

【００５８】従って、アナログコンパレータの入力１０
ａの電圧値はドライバの出力電圧５ｄの電圧値５ａと、
ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子の出力電圧９ａ
の電圧値ＶＨと、被試験素子の出力抵抗２１により決ま
るＶ４となる。

【００５９】このとき、アナログコンパレータの入力電
圧１０ａの電圧値は、アナログコンパレータの比較電圧
セレクタの出力電圧１１ａの電圧値１０ｃより高くなる
ので、アナログコンパレータの出力１０ｄはＶｃＬから
ＶｃＨに変化する。

【００６０】次に、時刻ｔ３でドライバ波形制御器から
制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示
せず）。

【００６１】図２の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧5ａから５ｂへ切替わり、アナロ
グコンパレータの比較電圧セレクタの出力電圧１１ａは
電圧値１０ｂから電圧値１０ｃへ切り替わる。

【００６２】このとき、被試験素子９の出力電圧９ａは
電圧値ＶＨから電圧値ＶＬに変化するので、アナログコ
ンパレータの入力１０ａは電圧値Ｖ４から電圧値Ｖ１と
なる。

【００６３】アナログコンパレータの入力電圧１０ａ
は、その比較電圧セレクタの出力電圧１１ａより小さく
なるので、出力１０ｄはＶｃＨからＶｃＬに変化する。

【００６４】時刻ｔ４以降についても、同様である。

【００６５】このように、試験波形に応じてアナログコ
ンパレータの比較電圧を設定すれば、半導体試験装置１
のドライバ５と被試験素子９が非同期で信号の出力を行
う場合（同一ピンで同時に入出力する場合）であって
も、合成波形から応答波形が抽出できるので、その試験
を行える。

【００６６】また、図３からもドライバ出力電圧、コン
パレータ比較電圧とも２種類の設定電圧を備えれば同一
ピンで同時に入力/出力を行う半導体装置の試験ができ
ることが理解できる。

【００６７】次に、図４に示すタイミングチャートを用
いて、半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９が
交互に信号の出力を行う場合（同一ピンで時分割に入出
力する場合）の本半導体試験装置各部の動作を詳述す
る。

【００６８】本実施例ではドライバ５の出力電圧を５a
〜５cの３種類を用意し、その中の５cを被試験素子の終
端電圧にほぼ等しい値を設定している。これは本実施例
が、被試験素子に対する入力と出力とを時分割により行
うためであり、被試験素子からの応答波形が出力される
場合には、被試験素子により決まる終端電圧にドライバ
の出力を設定する。

【００６９】図４には、ドライバ５からの出力（試験波
形）５d、被試験素子からの出力（応答波形）９a、比較
電圧セレクタの選択した比較電圧１１a、アナログコン
パレータ１０の出力１０dを示している。

【００７０】時刻ｔ１以前ではドライバ波形制御器４
は、制御信号４ａ：Ｈｉ、４ｂ：Ｈｉを出力している
（図示せず）。

【００７１】図２の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧５c、同様にナログコンパレータ
の比較電圧セレクタの出力１１ａは電圧値１０cであ
る。

【００７２】つまり、ドライバ５の出力電圧は終端電圧
である５cに設定され、被試験素子からの出力モードと
なった状態である。

【００７３】被試験素子９の出力電圧９ａは電圧値ＶＬ
なので、アナログコンパレータの入力電圧１０ａは、ド
ライバの出力電圧５ｄの電圧値５ｃと、ドライバの出力
抵抗２０と、被試験素子の出力電圧９ａの電圧値ＶＬ、
被試験素子の出力抵抗２１により決まるＶ６となる。

【００７４】時刻ｔ１ではドライバ波形制御器４から制
御信号は変化しないので（図示せず）、ドライバ５の出
力電圧５dと、アナログコンパレータの比較電圧セレク
タの出力電圧１１ａとは、時刻ｔ1以前の状態を保持し
たままであり、被試験素子からの出力モードのままであ
る。

【００７５】このとき、被試験素子からの出力電圧９ａ
は電圧値ＶＬから電圧値ＶHに変化し、アナログコンパ
レータの入力電圧１０ａは、ドライバの出力電圧５ｄの
電圧値５ｃと、ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子
の出力電圧９ａの電圧値ＶＨと、被試験素子の出力抵抗
２１により決まるＶ６となる。

【００７６】このとき、アナログコンパレータの入力電
圧１０ａが、その基準電圧１１ａの電圧値１０ｃより高
くなるので、その出力１０ｄはＶｃＬからＶｃＨに変化
する。

【００７７】次に、時刻ｔ２では、ドライバ波形制御器
から制御信号は変化しないので（図示せず）、ドライバ
５の出力電圧５dと、アナログコンパレータの比較電圧
１１ａとは、時刻ｔ1以前の状態を保持したままであ
り、被試験素子からの出力モードのままである。

【００７８】このとき、被試験素子からの出力電圧９ａ
は電圧値ＶＨから電圧値ＶＬに変化し、アナログコンパ
レータの入力電圧１０ａはＶ５となる。

【００７９】このとき、アナログコンパレータの入力電
圧１０ａが、その比較電圧セレクタの出力電圧１１ａの
電圧値１０ｃより低くなるので、その出力１０ｄは電圧
値ＶｃHから電圧値ＶｃLに変化する。

【００８０】時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に、被試験素子
は出力モードから入力モードに切り替わる。被試験素子
９の出力抵抗２１が高抵抗となるか、または被試験素子
９の出力電圧９ａが終端電圧となる。

【００８１】次に、時刻ｔ４でドライバ波形制御器から
制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示
せず）。

【００８２】図２の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧5cから５ｂへ切替わり、アナログ
コンパレータの基準電圧１１ａは電圧値１０ｂに切り替
わる。

【００８３】つまり、被試験素子への入力モードとなっ
た状態である。

【００８４】このとき、アナログコンパレータ等は図４
のような動作を行うが、入力モードの際にはアナログコ
ンパレータ等の動作は不要なので、これらの値を無視す
るように取り扱う。

【００８５】このように、本半導体試験装置では、図２
に示すような制御内容を用いれば、入力／出力を同時に
行う半導体装置だけでなく、入力／出力を切替えて行う
半導体装置の試験をも行うことができる。

【００８６】次に、本半導体試験装置の別の実施例を図
５に示す。

【００８７】図１に示す半導体装置との相違は、比較電
圧を独立に設定できる２つのアナログコンパレータ１
５、１６と、ドライバ波形制御器４の信号により２つの
アナログコンパレータの出力を切替えるセレクタ１７と
を備えた点である。

【００８８】本半導体試験装置では、ドライバ５からの
試験波形に応じて、比較電圧を独立に設定したアナログ
コンパレータを選択するので、アナログコンパレータに
入力される、ドライバ５の出力電圧と、被試験素子９の
出力電圧の合成波形から、被試験素子の出力波形のみを
抽出して試験することができる。

【００８９】このドライバ波形制御器４の制御パターン
を図６に示す。この制御信号によりドライバ出力電圧
と、選択されるコンパレータ出力の切り換えを行う。

【００９０】図７に示すタイミングチャートを用いて、
半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９が非同期
で信号の出力を行う場合（同一ピンで同時に入出力する
場合）の本半導体試験装置各部の動作を詳述する。

【００９１】図７には、ドライバ５からの出力（試験波
形）５d、被試験素子からの出力（応答波形）９a、アナ
ログコンパレータへの入力（試験波形と応答波形との合
成波形）１５ａ、１６ａ、設定されたコンパレータ、選
択されたアナログコンパレータの出力１７ａを示してい
る。

【００９２】なお、本実施例では、アナログコンパレー
タに設定される比較電圧は、１５b(V1<15b＜Ｖ２，Ｖ
３）と、１６b（Ｖ２，Ｖ３＜１６b＜Ｖ４）とが設定さ
れている。

【００９３】時刻ｔ１以前では、ドライバ波形制御器
は、制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力してい
る。アナログコンパレータの入力電圧１５ａ、１６ａ
は、ドライバの出力電圧５ｄの電圧値５ａと、ドライバ
の出力抵抗２０と、被試験素子の出力電圧９ａの電圧値
ＶＬと、被試験素子の出力抵抗２１により決まるＶ１と
なる。

【００９４】アナログコンパレータの出力は、アナログ
コンパレータ１５の出力１５ｃが選択されている。アナ
ログコンパレータの入力電圧１５aの電圧値は、アナロ
グコンパレータ１５の比較電圧値１５ｂより低いので、
アナログコンパレータ１５の出力１５ｃはＶｃＬとな
り、セレクタ１７の出力１７ａもＶｃＬとなる。

【００９５】時刻ｔ１にドライバ波形制御器は、制御信
号４ａ：Ｈｉ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示せず）。

【００９６】図６の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧５dは設定電圧５ｂから設定電圧５ａへ切替
わり、同様にアナログコンパレータの出力はアナログコ
ンパレータ１６の出力１６ｃが選択される。

【００９７】この場合、被試験素子の出力電圧９ａの電
圧値はＶＬなので、アナログコンパレータの入力電圧１
５ａ、１６ａの電圧値は、ドライバの出力電圧５ｄの電
圧値５ａと、ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子の
出力電圧９ａの電圧値ＶＬと、被試験素子の出力抵抗２
１により決まるＶ３となる。

【００９８】アナログコンパレータの入力電圧１５aの
電圧値は、その比較電圧値１５ｂより低いので、アナロ
グコンパレータの出力１５ｃはＶｃＬとなり、セレクタ
１７の出力１７ａの電圧値は変化しない（ＶｃＬを示
す）。

【００９９】次に、時刻ｔ２では、被試験素子９の出力
電圧９ａがＶＬからＶＨに変化する。ドライバ波形制御
器４から制御信号は変化しないので（図示せず）、ドラ
イバ５の出力電圧５dと、選択されるアナログコンパレ
ータ出力は、時刻ｔ1での状態を保持したままである。

【０１００】従って、アナログコンパレータの入力１５
ａ、１６ａの電圧値はドライバの出力電圧５ｄの電圧値
５ａと、ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子の出力
電圧９ａの電圧値ＶＨと、被試験素子の出力抵抗２１に
より決まるＶ４となる。

【０１０１】このとき、選択されたアナログコンパレー
タ１５の入力電圧１５ａは、アナログコンパレータ１５
の比較電圧１５ｂより高くなるので、アナログコンパレ
ータの出力１５ｃはＶｃＬからＶｃＨに変化し、セレク
タ１７の出力１７ａの電圧値もＶｃＨに変化する。

【０１０２】次に、時刻ｔ３でドライバ波形制御器から
制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示
せず）。

【０１０３】図６の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧5ａから５ｂへ切替わり、選択さ
れるアナログコンパレータの出力は１６ｃから１５ｃに
切り替わる。

【０１０４】このとき、被試験素子９の出力電圧９ａは
電圧値ＶＨから電圧値ＶＬに変化するので、アナログコ
ンパレータの入力１５ａ、１６ａは電圧値Ｖ４から電圧
値Ｖ１となる。

【０１０５】アナログコンパレータ１５の入力電圧１５
ａは、アナログコンパレータ１５の比較電圧１５ｂより
小さくなるので、アナログコンパレータの出力１５ｃは
ＶｃＨからＶｃＬに変化し、セレクタ１７の出力１７ａ
の電圧値もＶｃＬに変化する。

【０１０６】時刻ｔ４以降についても、同様である。

【０１０７】このように、試験波形に応じてアナログコ
ンパレータの出力を選択すれば、半導体試験装置１のド
ライバ５と被試験素子９が非同期で信号の出力を行う場
合（同一ピンで同時に入出力する場合）であっても、合
成波形から応答波形が抽出できるので、その試験を行え
る。

【０１０８】また、図３からもドライバ出力電圧、コン
パレータ比較電圧とも２種類の設定電圧を備えれば同一
ピンで同時に入力/出力を行う半導体装置の試験ができ
ることが理解できる。

【０１０９】次に、図８に示すタイミングチャートを用
いて、図５に示す半導体試験装置１のドライバ５と被試
験素子９が交互に信号の出力を行う場合（同一ピンで時
分割に入出力する場合）の本半導体試験装置各部の動作
を詳述する。本実施例ではドライバ５の出力電圧を５a
〜５cの３種類を用意し、５c を被試験素子の終端電圧
にほぼ等しい値を設定している。

【０１１０】図８には、ドライバ５からの出力（試験波
形）５d、被試験素子からの出力（応答波形）９a、アナ
ログコンパレータ１６の入力電圧１６ａ、セレクタ１７
の出力１７ａを示している。

【０１１１】時刻ｔ１以前ではドライバ波形制御器４
は、制御信号４ａ：Ｈｉ、４ｂ：Ｈｉを出力している
（図示せず）。

【０１１２】図６の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧５c、アナログコンパレータの出
力はアナログコンパレータ１６の出力１６ｃが選択され
る。

【０１１３】つまり、ドライバ５の出力電圧は終端電圧
である５cに設定され、被試験素子からの出力モードと
なった状態である。

【０１１４】被試験素子９の出力電圧９ａは電圧値ＶＬ
なので、アナログコンパレータの入力電圧１６ａは、ド
ライバの出力電圧５ｄの電圧値５ｃと、ドライバの出力
抵抗２０と、被試験素子の出力電圧９ａの電圧値ＶＬ、
被試験素子の出力抵抗２１により決まるＶ６となる。

【０１１５】時刻ｔ１ではドライバ波形制御器４から制
御信号は変化しないので（図示せず）、ドライバ５の出
力電圧５dと、選択されたアナログコンパレータ出力
は、時刻ｔ1以前の状態を保持したままであり、被試験
素子からの出力モードのままである。

【０１１６】このとき、被試験素子からの出力電圧９ａ
は電圧値ＶＬから電圧値ＶHに変化し、アナログコンパ
レータの入力電圧１０ａは、ドライバの出力電圧５ｄの
電圧値５ｃと、ドライバの出力抵抗２０と、被試験素子
の出力電圧９ａの電圧値ＶＨと、被試験素子の出力抵抗
２１により決まるＶ６となる。

【０１１７】このとき、アナログコンパレータの入力電
圧１６ａが、その比較電圧１６ｂより高くなるので、そ
の出力１６ｃはＶｃＬからＶｃＨに変化し、セレクタ１
７の出力１７ａもＶｃＨに変化する。

【０１１８】次に、時刻ｔ２では、ドライバ波形制御器
の制御信号は変化しないので（図示せず）、ドライバ５
の出力電圧５dと、選択されたアナログコンパレータの
出力は、時刻ｔ1以前の状態を保持したままであり、被
試験素子からの出力モードのままである。

【０１１９】このとき、被試験素子からの出力電圧９ａ
は電圧値ＶＨから電圧値ＶＬに変化し、アナログコンパ
レータの入力電圧１６ａはＶ５となる。

【０１２０】このとき、アナログコンパレータの入力電
圧１６ａが、その比較電圧１６ｂより低くなるので、そ
の出力１０ｄは電圧値ＶｃHから電圧値ＶｃLに変化し、
セレクタ１７の出力１７ａもＶｃＬに変化する。

【０１２１】時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に、被試験素子
は出力モードから入力モードに切り替わる。被試験素子
９の出力抵抗２１が高抵抗となるか、または被試験素子
９の出力電圧９ａが終端電圧となる。

【０１２２】次に、時刻ｔ４でドライバ波形制御器から
制御信号４ａ：Ｌｏｗ、４ｂ：Ｌｏｗを出力する（図示
せず）。

【０１２３】図６の制御パターンに従って、ドライバ５
の出力電圧は設定電圧5cから５ｂへ切替わり、選択され
るアナログコンパレータの出力は１６ｃから１５ｃに切
り替わる。

【０１２４】つまり、被試験素子への入力モードとなっ
た状態である。

【０１２５】このとき、アナログコンパレータ等は図４
のような動作を行うが、入力モードの際にはアナログコ
ンパレータ等の動作は不要なので、これらの値を無視す
るように取り扱う。

【０１２６】このように、本半導体試験装置では、図２
に示すような制御内容を用いれば、入力／出力を同時に
行う半導体装置だけでなく、入力／出力を切替えて行う
半導体装置の試験をも行うことができる。

【０１２７】このように、本半導体試験装置では、ドラ
イバ出力電圧、コンパレータ比較電圧を適宜設定するこ
とで、入力／出力を同時に行う半導体装置だけでなく、
入力／出力を切替えて行う半導体装置の試験を行うこと
ができる。

【０１２８】さらに半導体試験装置の別の実施例として
は、図９に示すような、それぞれに比較電圧が設定され
た２つのアナログコンパレータと、そのアナログコンパ
レータのそれぞれに対応するように設けられたディジタ
ルコンパレータとを備えた構成とし、入力／出力を同時
に行う素子の試験を行う場合には、ドライバのＨｉ電
圧、Ｌｏｗ電圧に合わせて、期待値と比較するコンパレ
ータの組を切替えてもよい。

【０１２９】つまり、試験波形もしくは制御信号に応じ
て、２つのデジタルコンパレータのいずれかに所定の期
待値を与えればよい。

【０１３０】このような半導体試験装置であっても、入
力／出力を同時に行う半導体装置だけでなく、入力／出
力を切替えて行う半導体装置の試験を行うことができ
る。

【０１３１】これまでに説明してきた半導体試験装置に
おいて、ドライバ５は２種類もしくは３種類の設定電圧
を切替えて使用するが、切替える設定電圧の数はそれ以
上であってもかまわない。

【０１３２】ドライバ５の設定電圧を増やすことによ
り、被試験素子９に入力する試験波形の電圧値を、試験
の内容に合わせて設定電圧の数だけリアルタイムに変え
ることが可能となる。

【０１３３】同様にアナログコンパレータ１０は２種類
の比較電圧を切替えて使用するが、切替える比較電圧は
それ以上であってもかまわない。

【０１３４】アナログコンパレータの比較電圧を増やす
ことにより、試験の内容に合わせて比較電圧の数だけリ
アルタイムに変えることが可能となる。

【０１３５】またドライバ制御回路４の出力に論理和回
路１４を通して、アナログコンパレータ１０の比較電圧
を切替える場合、論理和回路１４は半導体試験装置１に
必須ではない。アナログコンパレータ１０の比較電圧を
３種類とし、そのうちの２つに同じ電圧を設定すること
で同様の動作を行うことができる。また論理和以外の組
み合わせ回路を用いてもかまわない。

【０１３６】さらにドライバ波形制御器４の出力４ａ、
４ｂと、ドライバの出力電圧６ａ、コンパレータの比較
電圧１１ａの関係は、図２の組み合わせに限らず自由な
組み合わせをとることができる。同様にドライバ波形制
御器４の出力４ａ、４ｂと、ドライバの出力電圧６ａ、
選択されるコンパレータの出力の関係は、図６の組み合
わせに限らず自由な組み合わせをとることができる。

【０１３７】半導体装置としては、メモリ系、ロジック
系のいずれのタイプでも試験することができる。

【０１３８】

【発明の効果】本発明によれば、これまでできなかった
入力／出力を同時に行う半導体装置の試験を行うことが
できる。

【０１３９】さらに、本発明によれば、入力／出力を同
時に行う素子と、入力／出力を切替えて行う素子の試験
を、同一の半導体試験装置を用いて、または半導体試験
装置のドライバとコンパレータを含む一部分を取り替え
ることなく行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体試験装置の１実施例を示すブロ
ック図

【図２】ドライバ波形制御器４の出力４ａ、４ｂと、ド
ライバの出力電圧６ａ、コンパレータの比較電圧１１ａ
の関係表

【図３】半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９
が非同期で信号の出力を行う場合の半導体試験装置１の
各部の波形

【図４】半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９
が交互に信号の出力を行う場合の半導体試験装置１の各
部の波形

【図５】本発明による半導体試験装置の別の実施例を示
すブロック図

【図６】ドライバ波形制御器４の出力４ａ、４ｂと、ド
ライバの出力電圧６ａ、選択されるコンパレータの出力
の関係表

【図７】半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９
が非同期で信号の出力を行う場合の半導体試験装置１の
各部の波形

【図８】半導体試験装置１のドライバ５と被試験素子９
が交互に信号の出力を行う場合の半導体試験装置１の各
部の波形

【図９】本発明による半導体試験装置の別の実施例を示
すブロック図

【符号の説明】

１……半導体試験装置、２……タイミング発生器、３…
…パターン発生器、４……ドライバ波形制御器、５……
ドライバ、６……ドライバ出力電圧セレクタ、７……増
幅器、８……伝送線路、９……非試験素子、１０……ア
ナログコンパレータ、１１……比較電圧セレクタ、１２
……コンパレータ、１３……デジタルコンパレータ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体試験装置であって、 該試験波形と該応答波形との合成波形を所定の比較電圧
   と比較する手段と、 該所定の比較電圧を該試験波形に応じて設定する手段
   と、 その比較結果を所定の期待値と比較する手段とを備える
   ことを特徴とする半導体試験装置。
2. 【請求項２】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体試験装置であって、 所定のタイミング信号を作成するタイミング発生器と、 所定のテストパターンを作成するパターン発生器と、 該タイミング信号及び該テストパターンから所定の制御
   信号を出力するドライバ波形制御器と、 該制御信号に応じて第一、第二の設定電圧を切替えて該
   試験波形を出力するドライバと、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形
   を、該制御信号に応じて切り替わる第一、第二の比較電
   圧と比較するアナログコンパレータと、 該アナログコンパレータの出力と、該パターン発生器お
   よび該タイミング発生器で作成した期待値とを比較する
   デジタルコンパレータとを備えたことを特徴とする半導
   体試験装置。
3. 【請求項３】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体試験装置であって、 所定のタイミング信号を作成するタイミング発生器と、 所定のテストパターンを作成するパターン発生器と、 該タイミング信号及び該テストパターンから所定の制御
   信号を出力するドライバ波形制御器と、 該制御信号に応じて第一、第二の設定電圧を切替えて試
   験波形を出力するドライバと、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形を
   第一の比較電圧と比較する第一のアナログコンパレータ
   と、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形を
   第二の比較電圧と比較する第二のアナログコンパレータ
   とを備え、 該制御信号に応じて該第一のアナログコンパレータもし
   くは該第二のアナログコンパレータの出力を選択して、
   その選択された出力値を所定の期待値と比較することを
   特徴とする半導体試験装置。
4. 【請求項４】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体試験装置であって、 所定のタイミング信号を作成するタイミング発生器と、 所定のテストパターンを作成するパターン発生器と、 該タイミング信号及び該テストパターンから所定の制御
   信号を出力するドライバ波形制御器と、 該制御信号に応じて第一、第二の設定電圧を切替えて試
   験波形を出力するドライバと、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形を
   第一の比較電圧と比較する第一のアナログコンパレータ
   と、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形を
   第二の比較電圧と比較する第二のアナログコンパレータ
   と、 該第一のアナログコンパレータの出力値と所定の期待値
   とを比較する第一のデジタルコンパレータと、 該第二のアナログコンパレータの出力値と所定の期待値
   とを比較する第二のデジタルコンパレータと、 を備えたことを特徴とする半導体試験装置。
5. 【請求項５】半導体装置に試験波形を与えて、その応答
   波形を試験する半導体試験装置であって、 第一、第二、第三の設定電圧を切り替えて該試験波形も
   しくは所定の終端電圧を出力するドライバと、 該半導体装置がその入力/出力を同一ピンで同時に行う
   場合に該試験波形と該応答波形との合成波形を該試験波
   形に応じて切り替わる第一、第二の比較電圧と比較する
   手段と、該半導体装置がその入力/出力を同一ピンで同
   時に行わない場合に該応答波形を第三の比較電圧と比較
   する手段とを有するコンパレータとを備え、 該コンパレータの出力値を所定の期待値と比較して半導
   体装置を試験することを特徴とする半導体試験装置。
6. 【請求項６】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体装置の試験方法であって、 該試験波形と該応答波形との合成波形を、該試験波形に
   応じて設定される比較電圧と比較し、その比較結果を所
   定の期待値と比較することを特徴とする半導体装置の試
   験方法。
7. 【請求項７】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体装置の試験方法であって、 所定のタイミング信号及び所定のテストパターンから所
   定の制御信号を生成し、 該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切替えによ
   り該試験波形を出力し、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形
   を、該制御信号に応じて切り替わる第一、第二の比較電
   圧と比較し、 その出力と所定の期待値とを比較することを特徴とする
   半導体装置の試験方法。
8. 【請求項８】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体装置の試験方法であって、 所定のタイミング信号及び所定のテストパターンから所
   定の制御信号を生成し、 該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切替えによ
   り該試験波形を出力し、 該試験波形と半導体装置からの応答波形との合成波形を
   第一の比較電圧と第二の比較電圧のそれぞれと比較し、 該制御信号に応じて該第一の比較電圧との比較結果もし
   くは該第二の比較電圧との比較結果のいずれかを選択
   し、 その選択された出力値を所定の期待値と比較することを
   特徴とする半導体装置の試験方法。
9. 【請求項９】入力/出力を同一ピンで同時に行う半導体
   装置に試験波形を与えて、その応答波形を試験する半導
   体装置の試験方法であって、 所定のタイミング信号及び所定のテストパターンから所
   定の制御信号を生成し、 該制御信号に応じた第一、第二の設定電圧の切替えによ
   り該試験波形を出力し、 該試験波形と半導体装置からの合成波形を第一の比較電
   圧と第二の比較電圧のそれぞれと比較し、 該第一の比較電圧との比較結果および第二の比較電圧と
   の比較結果をそれぞれ所定の期待値と比較することを特
   徴とする半導体装置の試験方法。