JPH1082833A - 半導体装置及びその試験方法 - Google Patents

半導体装置及びその試験方法

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JPH1082833A
JPH1082833A JP8234867A JP23486796A JPH1082833A JP H1082833 A JPH1082833 A JP H1082833A JP 8234867 A JP8234867 A JP 8234867A JP 23486796 A JP23486796 A JP 23486796A JP H1082833 A JPH1082833 A JP H1082833A
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Yoshitaka Umeki
義孝 梅木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体、特にCMOS LSIの試験時にお
いて、最適なIDDQテスト規格を算出することによ
り、ファンクションテストにて除去できない潜在的な製
造不具合品を検出、除去することができる半導体装置の
試験方法の提供。 【解決手段】 ソース5及びドレイン4がパッドに接続
され、ゲート3は開放状態にしたトランジスタ素子6を
LSIの中に少なくとも1個挿入、配置する。また上記
トランジスタ素子6のソース5とドレイン4間に電圧を
印加してその電流値を測定する。更に、既に設定されて
いるIDDQテスト規格と上記ソース・ドレイン間の電
流実測値を比較して、ソース・ドレイン間の電流実測値
が上記IDDQテスト規格より小さい場合にはテスト規
格をソース・ドレイン間の実測値よりわずかに小さい値
に置き換える処理を行う。この試験法により、最適なI
DDQテスト規格を算出してIDDQテストを実行す
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、半導体装置及びそ
の試験方法に関し、特にCMOS LSIの全電流を測
定するIDDQテストに関する。
【0002】
【従来の技術】LSIを検証するためには、通常テスタ
と呼ばれる試験装置を用いて電気的特性試験を行う。こ
こで最も重要な試験は動作確認のための試験であり、フ
ァンクションテストパターンを用いたテストが行われ
る。ところが、近年のLSIの大規模化に伴い、LSI
の全動作をカバーしたテストパターンを生成することが
困難となってきた。テストパターンのカバー率、即ち動
作検証率の低下は製品の品質低下に直結するため、上記
試験を補完するテストとして、最近IDDQテストが導
入されてきた。
【0003】IDDQテストは、CMOS LSIがス
タティックな状態においては、電源電流値がほぼゼロと
なる特質を利用しており、制止時の電源電流(IDD
Q)を測定することで不良を検出、除去する手法であ
る。
【0004】従来のIDDQテストについて、図4を用
いて説明する。
【0005】図4において、VDDは正の電源、GND
は接地電位である。また、VDDとGND間に電流測定
ユニット1が接続されており、これにより電源電流値を
測定する。この構成はいわゆる電源電流試験:IDDと
同じであるが、IDDQテストの特徴は、LSI内部に
おけるより多くのノード変化をカバーした試験を行うこ
とにある。よって、LSI内部のトグル率を高くするた
め、通常多ポイントのIDDQテストを実施することに
なる。多ポイントをサーチするパターンは、いわゆるフ
ァンクションテストパターンでもよく、IDDQテスト
用に特別に生成されたパターンを使用してもよい。
【0006】IDDQテスト規格は、一般的に製造プロ
セスの種類とLSI内に搭載される素子数により決定さ
れ、通常数μA〜数十μA程度の値に設定される。ファ
ンクションテストにてPASSした場合においてもこの
IDDQテストを実施することによりファンクションテ
ストでは検出できない不具合を有する製品を除去できる
ことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この従来のIDDQテ
ストの問題点は、最適なIDDQテスト規格を設定する
ことが難かしいことにある。
【0008】その理由について以下に説明する。
【0009】IDDQのテスト規格は、プロセスが正常
に製造された状態においても生じる微少のトランジスタ
リーク値よりも大きく、且つプロセス異常時に生じる電
流値よりも小さな値に設定しなければならない(例え
ば、ここでは50μAに設定する)。ところが、上記微
少のトランジスタリーク値はプロセスの許容範囲内のバ
ラツキにおいても大きく変動するので、規格値設定を困
難にしている。ここで、上記プロセスの異常時における
信号線のショート等の場合ではかなりの大電流が流れる
が、信号線のオープンによるゲートフローティングのよ
うなモードでは、それほど大きなIDD値は示さない。
またこのプロセス異常の主たる要因の一つであるトラン
ジスタのゲート・オープンから生じるIDDの値はプロ
セスが正常に製造された範囲内においても大きく変動す
る(たとえば、30μA〜数百μA)。したがって、I
DDQのテスト規格を緩和すれば上記異常を除去できな
くなる場合が発生し、またIDDQのテスト規格を厳し
くすれば本来良品であるところの製品をも不良としてし
まうことになる。
【0010】この関係を図2を用いて説明する。
【0011】図2においてaは50μAに設定したID
DQ規格値であり、図中の点はウェハ内でのIDD値の
バラツキをプロットしたものである。ここでたとえばI
DDQ規格を10μA:a′に設定すれば、本来正常品
であるものまでも不良と判定してしまう。IDDはプロ
セスバラツキ許容範囲内においてもかなり変動するの
で、最適規格値設定は容易ではない。図2において、b
とcの範囲(ここでは30μA〜数百μA)はゲート・
オープンから生じる出力トランジスタリーク電流であ
る。この例でいえば、上記リーク電流がIDDQ規格値
a(50μA)より小さければ、このリーク不良をID
DQテストで除去できないことを意味する。
【0012】本発明の目的は、半導体、特にCMOS
LSIの試験時において、最適なIDDQテスト規格を
算出することにより、ファンクションテストにて除去で
きない潜在的な製造不具合品を検出、除去することがで
きる半導体装置の試験方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
れば、CMOS LSIにおいて、LSIの中に少なく
とも1個のトランジスタを挿入し、該トランジスタのソ
ース及びドレインはパッドに接続され、ゲートは開放さ
れていることを特徴とする半導体装置が得られる。
【0014】請求項2記載の発明によれば、CMOS
LSIにおいて、LSIの中に少なくとも1個のトラン
ジスタを挿入し、該トランジスタのソース及びドレイン
はパッドに接続され、ゲートは開放した状態において、
前記ソースとドレイン間に電圧を印加して電流値を測定
した後、該電流値をもとにLSIの電源電流測定時のテ
スト規格を算出してなることを特徴とする半導体装置の
試験方法が得られる。
【0015】請求項3記載の発明によれば、前記電源電
流測定時のテスト規格は、CMOSLSIにおいて既に
設定されている電源電流テスト規格と前記ソース・ドレ
イン間の電流実測値を比較して、該ソース・ドレイン間
の電流実測値が前記電源電流テスト規格より小さい場合
にはテスト規格を前記ソース・ドレイン間の電流実測値
未満の値に置き換える処理を持って算出されることを特
徴とする請求項2記載の半導体装置の試験方法が得られ
る。
【0016】
【作用】最適なIDDQテスト規格を算出、適用するこ
とで、従来のIDDQテスト規格が大きすぎる値を適用
した場合に比べ、規格をプロセスの許容範囲ぎりぎりま
で厳しくしていることにより、プロセス異常品は市場へ
出荷されない。このため、市場での動作不具合発生率を
低減することができる。
【0017】また、従来のIDDQテスト規格が過度に
小さすぎる値を適用した場合に比べ、プロセス正常品ま
で不良と判定しなくなり、LSIの歩留まりが向上す
る。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0019】図1(a)は、本発明の半導体装置及びそ
の試験方法に関する一実施形態を示すチップ全体図であ
る。図中VDDは正の電源であり、GNDは接地電位を
意味する。また、VDDとGND間には電流測定ユニッ
ト1が接続されており、これにより電源電流値(IDD
Q)を測定する。ここで、図1(a)に示す半導体装置
には図1(b)に示すトランジスタ素子6が図のごとく
挿入されている。図1(b)のトランジスタ素子6にお
いて、4,5はMOSトランジスタのドレイン、及びソ
ースであり、3はゲートである。また、上記ドレイン4
とソース5は図1(a)に示すようにそれぞれ端子(パ
ッド)7,8に接続されている。端子7,8はIDDQ
規格算出用モニター端子を意味し、これによりドレイン
4とソース5間に外部より電圧を印加してその電流値を
測定する(図1(b)参照)。なお、図1(b)の電流
測定装置2は電圧印加と電流測定の機能さえ有ればよ
く、電流測定ユニット1と同じ構成の装置である必要は
ない。
【0020】図1(b)において、MOSトランジスタ
のゲート端子3は開放状態(オープン)にしておく。ま
た、図中端子7をドレイン、端子8をソースにしている
が、その逆の構成でもよく、更には、上記素子を複数個
用意しても良い。
【0021】図3に、IDDQテストのフローを示す。
工程1にてIDDQテスト規格値を設定した後、工程
2では上記モニター端子4,5に電圧を印加し電流値を
測定する(測定値=)。工程3では、工程2での測定
値をLSI試験装置(テスタ)内のレジスタに格納す
る。なお工程2,3の後工程1を実施しても支障はな
い。工程4にて上記との値を比較し、もしの値が
の値より小さければ工程5にてIDDQ規格値をよ
りわずかに小さい値に設定し直す。そして、最後に工程
6にてIDDQテストを実施し、製品の良否を判定す
る。
【0022】次に、本実施形態におけるIDDQ規格算
出例について、図3及び図2を参照して説明する。
【0023】図3の工程1でのIDDQ規格が=50
μA(即ち図2のa)であったとする。続いて工程2に
て=30μAの値が実測されると、IDDQテスト時
の規格は30μAよりわずかに小さな値、例えば29μ
Aに設定される。これによりIDDQ規格は図2におけ
るbの値より小さく、且つa′の値より大きな値に設定
される。
【0024】なお、上記説明からわかるように、本発明
のIDDQ規格値はチップ毎、製品毎に最適な値に設定
される。
【0025】
【発明の効果】本発明の第1の効果は、従来のIDDQ
テストに比べて、最適なIDDQテスト規格を設定でき
るということである。これにより、ファンクションテス
トでは除去できない潜在的な製造不具合品が市場へ出荷
されなくなり、市場での動作不具合発生率を低減できる
ようになる。また、従来に比べてプロセス正常品を不良
と判定しなくなり、LSIの歩留まりが改善されるよう
になる。
【0026】その理由は、LSIのチップ内にゲート端
子を開放状態にしたトランジスタ素子を挿入し、このト
ランジスタの電流実測値を基準にしてIDDQテスト規
格を設定しているからである。
【0027】本発明の第2の効果は、上記IDDQテス
ト規格をチップ毎、製品毎に自動的に設定できるという
ことである。これにより、プロセス変動に対しても最適
なIDDQテスト規格を容易に設定できるようになる。
【0028】その理由は、既に設定しているIDDQテ
スト規格と上記トランジスタの電流実測値を比較して、
IDDQテスト規格を再設定するアルゴリズムを採用し
ているからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置及びその試験方法の一実施
形態を示し、(a)はチップ全体図、(b)はチップに
挿入するトランジスタ素子を示す図である。
【図2】図1に示す半導体装置及びその試験方法におけ
るトランジスタ素子の電流値、及びIDD値を示す図で
ある。
【図3】図1に示す半導体装置及びその試験方法におけ
るIDDQテストフローを示す図である。
【図4】従来の半導体装置及びその試験方法の一例を示
すチップ全体図である。
【符号の説明】
1 電流測定ユニット 2 電流測定装置 3 MOSトランジスタのゲート 4 MOSトランジスタのドレイン 5 MOSトランジスタのソース 6 MOSトランジスタ素子 a IDDQ規格値:その1 a′ IDDQ規格値:その2 b MOSトランジスタ素子6のゲート3がオープン
時の電流最小値 c MOSトランジスタ素子6のゲート3がオープン
時の電流最大値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOS LSIにおいて、LSIの中
    に少なくとも1個のトランジスタを挿入し、該トランジ
    スタのソース及びドレインはパッドに接続され、ゲート
    は開放されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 CMOS LSIにおいて、LSIの中
    に少なくとも1個のトランジスタを挿入し、該トランジ
    スタのソース及びドレインはパッドに接続され、ゲート
    は開放した状態において、前記ソースとドレイン間に電
    圧を印加して電流値を測定した後、該電流値をもとにL
    SIの電源電流測定時のテスト規格を算出してなること
    を特徴とする半導体装置の試験方法。
  3. 【請求項3】 前記電源電流測定時のテスト規格は、C
    MOS LSIにおいて既に設定されている電源電流テ
    スト規格と前記ソース・ドレイン間の電流実測値を比較
    して、該ソース・ドレイン間の電流実測値が前記電源電
    流テスト規格より小さい場合にはテスト規格を前記ソー
    ス・ドレイン間の電流実測値未満の値に置き換える処理
    を持って算出されることを特徴とする請求項2記載の半
    導体装置の試験方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1042893C (zh) * 1992-08-15 1999-04-14 船井电机株式会社 面包烤箱揉面容器手柄结构
KR100569543B1 (ko) * 1998-12-31 2006-08-21 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 테스트 장치
US7557598B2 (en) 2006-03-09 2009-07-07 Panasonic Corporation Method of inspecting quiescent power supply current in semiconductor integrated circuit and device for executing the method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1042893C (zh) * 1992-08-15 1999-04-14 船井电机株式会社 面包烤箱揉面容器手柄结构
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Effective date: 19990303