專利名稱：故障檢測半導體測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于測試半導體器件的半導體測試系統(tǒng)，尤其是涉及一種具有故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，用于在被測的半導體器件的輸出信號中檢驗故障，以準確地評估被測器件的性能。
通過半導體測試系統(tǒng)，例如半導體IC測試儀，檢測半導體器件，如IC和LSI時，被測的半導體IC器件提供測試信號或測試模式，該測試信號或測試模式在預定的測試定時下，由IC測試儀在它適當?shù)囊€(pin)處產(chǎn)生。IC測試儀接收來自被測IC器件相應于測試信號的輸出信號。輸出信號通過具有預定定時的選通信號被選通或取樣，并與期望數(shù)據(jù)進行比較，從而評估IC器件性能是否正常。
通常，測試信號和選通信號的定時是相對于測試儀速率或半導體測試系統(tǒng)的測試儀周期確定。這樣的測試系統(tǒng)有時被稱作基于周期的測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)的另一種類型被稱作基于事件的測試系統(tǒng)，其中期望測試信號和選通信號通過從直接位于每個引線座上的事件存儲器處產(chǎn)生。本發(fā)明適用于基于周期的測試系統(tǒng)和基于事件的測試系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的基于周期的測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子由

圖1A的框圖示出。在這個例子中，測試信息處理機11是設置在半導體測試系統(tǒng)內(nèi)部的專用處理機，通過測試儀總線控制測試系統(tǒng)的操作。在來自測試信息處理機11的模式數(shù)據(jù)基礎上，模式發(fā)生器12分別提供定時數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)到定時信號發(fā)生器13以及波形格式化器14。波形格式化器14利用來自模式發(fā)生器12的波形數(shù)據(jù)和來自定時信號發(fā)生器13的定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生測試模式。測試模式通過驅(qū)動器15提供給被測器件(DUT)19，該驅(qū)動器15位于引線電子設備20中。
位于引線電子設備20之中的模擬比較器16參考預定閾值電壓電平，將來自DUT19的由測試模式產(chǎn)生的響應信號轉(zhuǎn)換為邏輯信號。邏輯信號由邏輯比較器17與來自模式發(fā)生器12的期望值數(shù)據(jù)進行比較。邏輯比較的結(jié)果被保存在故障存儲器18中相應于DUT 19的地址。如上所述，用于轉(zhuǎn)換被測器件的引線的驅(qū)動器15，模擬比較器16以及開關(guān)(未示出)被設置在引線電子設備20中。
基于事件的測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的例子示出在圖1B的框圖中。基于事件的測試系統(tǒng)中，利用事件的概念，其中，事件指的是用于測試被測半導體器件的信號中的邏輯狀態(tài)的任何變化。例如，這種變化是測試信號的上升邊緣和下降邊緣或選通信號的定時邊緣。事件的定時相對于基準時間點的時間差異來確定。一般地，這種基準時間點就是前一個事件的定時。換句話說，這種基準時間點是對所有的事件通用的固定的起始時間。
基于事件的測試系統(tǒng)之中，因為定時數(shù)據(jù)位于定時存儲器(事件存儲器)之中，不需要包括復雜的信息，如波形、矢量、延遲等等，所以在每個以及全部的測試周期中，定時數(shù)據(jù)的描繪可以顯著地簡單化?；谑录臏y試系統(tǒng)中，如上所述，一般地，用于每個事件的定時(事件)數(shù)據(jù)存儲在事件存儲器中，并通過當前事件和上一事件之間的時間差異表示。因為這種在相鄰的事件(時間增量)之間的時間差異小，而與固定起始點(絕對時間)的時間差異不同，在存儲器中的數(shù)據(jù)大小同樣可以小，結(jié)果就導致存儲量的減少。
在圖1B的例子中，基于事件的測試系統(tǒng)包括主機42和總線接口43，兩者連接到系統(tǒng)總線44，內(nèi)部總線45，地址控制邏輯電路48，故障存儲器47，事件存儲器由事件計數(shù)存儲器50和事件微調(diào)存儲器51，事件合成和比例邏輯電路52，事件發(fā)生器24，和引線電子設備26組成?；谑录臏y試系統(tǒng)評估被測半導體器件(DUT)28，該器件連接到引線電子設備26。
主機42的一個實例是在其中具有UNIX，Window NT或Linux操作系統(tǒng)的工作站。主機42起用戶接口的作用，以使用戶指示測試的起停操作，加載測試程序和其它測試條件，或在主機中執(zhí)行試驗結(jié)果分析。主機42通過系統(tǒng)總線44和總線接口43與硬件測試系統(tǒng)接口。盡管未示出，主機42更適宜連接到通信網(wǎng)絡，以發(fā)送或接收來自其它測試系統(tǒng)或計算機網(wǎng)絡的試驗數(shù)據(jù)。
內(nèi)部總線45是在硬件檢測系統(tǒng)中的總線，并通常連接到功能塊的大部分，例如地址控制邏輯電路48，故障存儲器47，事件合成和比例邏輯電路52，和事件發(fā)生器24。地址控制邏輯電路48的一個實例是測試儀信息處理機，該信息處理機是硬件檢測系統(tǒng)專用的，不允許用戶使用。地址控制邏輯電路48根據(jù)來自主機42的測試程序和條件向測試系統(tǒng)中的其它功能塊提供指令。故障存儲器47存貯測試結(jié)果，例如DUT 28的故障信息，并由地址控制邏輯電路48定義其地址。存儲在故障存儲器47中的信息用于被測器件的失效分析步驟。
地址控制邏輯電路48提供地址數(shù)據(jù)到事件記數(shù)存儲器50和事件微調(diào)存儲器51，如圖1B所示。在實際測試系統(tǒng)中，提供多個事件計數(shù)存儲器和事件微調(diào)存儲器，其中每個部件可以對應于測試系統(tǒng)的一個測試引線。事件記數(shù)和微調(diào)存儲器存儲用于測試信號和選通信號的每個事件的定時數(shù)據(jù)。事件記數(shù)存儲器50存貯定時數(shù)據(jù)，該定時數(shù)據(jù)是基準鐘(整數(shù)部分)的整數(shù)倍數(shù)，并且事件微調(diào)存儲器51存貯定時數(shù)據(jù)，該定時數(shù)據(jù)是基準鐘(分數(shù)部分)的分數(shù)。本發(fā)明的上下文中，用于每個事件的定時數(shù)據(jù)由與當前事件的時間差異(延遲時間或時間增量)表示。
事件合成和比例邏輯電路52將根據(jù)來自事件記數(shù)存儲器50和事件微調(diào)存儲器51的誤差定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示多個事件總定時的數(shù)據(jù)?；旧希@種總定時數(shù)據(jù)是通過合成整數(shù)倍數(shù)數(shù)據(jù)和分數(shù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生。在合成定時數(shù)據(jù)的處理期間，消除分數(shù)的數(shù)據(jù)(偏移量到整數(shù)倍數(shù))的操作同樣在事件合成和比例邏輯電路52中執(zhí)行。更進一步講，在產(chǎn)生總定時的處理過程期間，定時數(shù)據(jù)可以通過比例系數(shù)改變，因而據(jù)此修改總定時。
事件發(fā)生器24實際上根據(jù)來自事件合成和比例邏輯電路52的總定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生事件。由此產(chǎn)生的事件(測試信號和選通信號)是通過引線電子設備26提供到DUT 28?；旧?，引線電子設備26由很多元件形成，其中每一個包括驅(qū)動器和比較器以及開關(guān)，以建立相對DUT 28的輸入輸出關(guān)系。
圖2示出在具有驅(qū)動器35和模擬比較器36的引線電子設備26中的更加詳細結(jié)構(gòu)框圖。圖1A的基于周期的測試系統(tǒng)中的引線電子設備20的電路排列與操作與此引線電子設備相同。事件發(fā)生器24產(chǎn)生驅(qū)動事件，該驅(qū)動事件通過驅(qū)動器35作為測試信號(測試模式)被提供到DUT 28的一個輸入引腳。事件發(fā)生器24進一步產(chǎn)生取樣事件，該取樣事件作為用于被測器件28的輸出信號的選通信號被提供到模擬比較器36。模擬比較器36的輸出信號由模式比較器38與來自事件發(fā)生器24的期望數(shù)據(jù)進行比較。假如在兩個(信號)之間存在失配，故障信號被發(fā)送到圖1B中的故障存儲器47。
圖3A示出被測半導體器件的電路圖的一個實例，以及圖3B-3D示出圖3A的電路圖的信號波形。當圖3B的信號被提供到輸入I1以及圖3C的時鐘被提供到輸入I2時，圖3A的器件產(chǎn)生圖3D的輸出信號。如上參照圖2所述，圖3D的輸出信號在選通脈沖點取樣以確定其是否與期望輸出信號匹配。
這個情況在圖4A-4D中示出。被測器件的輸入，時鐘與輸出信號分別在圖4A-4C中示出。圖4C的輸出信號由圖4D的選通信號在箭頭所示的定時處被取樣。假如輸出信號與在所有選通脈沖點的期望(摸擬)輸出信號匹配，被測器件被認為合格的，并提供當前測試模式。在一個實際的器件測試中，作為圖4D的實例，在模擬的輸出信號的轉(zhuǎn)換之后，選通脈沖定時通常迅速達到到選通點。
圖5A-5C示出當在上述實例中接收相同的測試模式時有故障的器件產(chǎn)生不同的輸出信號的情況。圖5B示出來自被測器件的實際輸出信號，圖5A示出模擬(期望)的輸出信號。圖5B的輸出信號是有故障的因為它包括在信號波形中的陰影部分的故障。然而，通過圖5C的選通脈沖定時，因為全部的選通點是正確的，測試產(chǎn)生合格的結(jié)果。故障未被發(fā)現(xiàn)，除非廠商修改測試程序以在輸出信號中測出故障或直到它被用戶采用。這個過程對器件制造商和用戶兩者的成本都很高。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有一種故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，該半導體測試系統(tǒng)用于檢驗被測半導體器件的輸出信號中的故障，以準確地評估被測半導體器件的輸出信號。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有故障檢測單元的半導體測試系統(tǒng)，該半導體測試系統(tǒng)包括邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計被測半導體器件的輸出信號的邊緣數(shù)目，以與正確的邊緣數(shù)目進行比較，由此測定在輸出信號中的故障。
本發(fā)明的進一步的目的是提供一種具有故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，該半導體測試系統(tǒng)用于通過利用輸出信號的一個周期內(nèi)的大量的選通脈沖測定被測半導體器件的輸出信號的故障。
本發(fā)明的進一步的目的是提供一種具有故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，該半導體測試系統(tǒng)利用輸出信號的一個周期內(nèi)連續(xù)改變相位(定時)的連續(xù)的選通信號測定被測半導體器件的輸出信號的故障。
本發(fā)明是一種具有故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，用于測定被測器件的輸出信號之中的故障，以準確地評估被測器件的功能和信號品質(zhì)。故障檢測裝置包括邊緣計數(shù)器，該計數(shù)器統(tǒng)計輸出信號的邊緣數(shù)目并與期望輸出信號中的邊緣數(shù)目進行比較。假如邊緣數(shù)目大于期望輸出信號的數(shù)目，就確定被測器件的輸出信號中包含故障。另一個方面，故障檢測裝置包括一個裝置，用于產(chǎn)生在被測器件的輸出信號的一個周期內(nèi)有大量選通脈沖，或產(chǎn)生在輸出信號的一個周期內(nèi)其定時(相位)連續(xù)轉(zhuǎn)換的連續(xù)的選通脈沖。
在本發(fā)明中，用于半導體器件的半導體測試系統(tǒng)包括用于存貯事件的定時數(shù)據(jù)的事件存儲器，該事件是用于測試被測半導體器件(DUT)要產(chǎn)生的期望信號的所有變化；用于產(chǎn)生期望信號的事件發(fā)生器，該期望信號是基于來自事件存儲器的的事件數(shù)據(jù)的測試模式，選通信號和期望模式；在事件發(fā)生器和DUT之間的事件引線電子設備，用于從事件發(fā)生器發(fā)送測試模式到DUT，并接收DUT的輸出信號，以及由來自事件發(fā)生器的選通信號的定時對輸出信號取樣；模式比較器，用于比較來自引線電子設備的取樣的輸出數(shù)據(jù)與期望模式，當其中有失配時，產(chǎn)生故障信號；及故障檢測單元，用于接收來自DUT的輸出信號，和通過統(tǒng)計輸出信號中的邊緣數(shù)并與邊緣的期望值進行比較，測定輸出信號中的故障。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，被測器件的輸出信號中的故障是通過利用輸出信號的一個周期內(nèi)的大量選通信號測定。根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，被測器件的輸出信號中的故障是通過利用連續(xù)的選通脈沖測定，其定時(相位)在輸出信號的一個周期內(nèi)連續(xù)地轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明，半導體測試系統(tǒng)具有故障檢測單元，該故障檢測單元有效地用于測定位于來自被測器件的輸出信號之中的故障，以準確地評估被測器件(的功能和信號品質(zhì))。在第一實施例中，故障檢測單元僅增加少量額外的硬件給測試系統(tǒng)，就允許測試系統(tǒng)測定被測器件中的意外的輸出信號變化。故障檢測單元同樣在沒有要求產(chǎn)生大量測試模式或增加器件測試時間下提高了故障檢測準確性。在第二實施例中，故障可以通過本發(fā)明的多選通信號或者連續(xù)的選通信號之一準確地被測定。本發(fā)明的第二實施例在沒有增加任何硬件給測試系統(tǒng)有效地測定被測器件的輸出信號中的故障。
圖1A是基于事件的測試系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的示意框圖，以及圖1B是基于周期的測試系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的示意框圖，其中，本發(fā)明可以適用于測試系統(tǒng)的這兩種類型。
圖2示出更加詳細的結(jié)構(gòu)框圖，該結(jié)構(gòu)涉及圖1A和1B的引線電子設備，及用于測試半導體器件的相關(guān)驅(qū)動事件(測試模式)關(guān)聯(lián)和取樣事件(選通信號)。
圖3A示出被測半導體電路的一個實例的電路圖，以及圖3B-3D示出圖3A的被測器件的輸入輸出信號的信號波形的時序圖。
圖4A-4C示出圖3A的被測器件的輸入輸出信號的信號波形的時序圖，圖4D示出用于對圖4C中的被測器件的輸出信號取樣的選通信號的定時的一個實例的時序圖。
圖5A-5C示出期望輸出信號之間相互關(guān)系的時序圖，其中具有故障的被測器件的實際輸出信號，以及選通信號的定時的一個實例。
圖6A示出被測半導體電路的一個實例的電路圖，以及圖6B和6C示出圖6A的被測器件的輸入輸出信號的信號波形的時序圖，以及圖6D示出選通信號的定時的時序圖。
圖7是一個框圖，示出本發(fā)明的用于半導體測試系統(tǒng)的故障檢測單元結(jié)構(gòu)的一個實例。
圖8是一個框圖，示出本發(fā)明的故障檢測單元中更詳細的電路結(jié)構(gòu)的一個實例。
圖9是按照本發(fā)明的電路圖示出圖8的故障檢測單元中的邊緣計數(shù)器的結(jié)構(gòu)的一個實例。
圖10A-10C是本發(fā)明的時序圖，示出期望輸出信號，具有故障的被測器件的實際輸出信號，以及多選通信號的定時之間的相互關(guān)系。
圖11A-11C是本發(fā)明的時序圖表，示出期望輸出信號，具有故障的被測器件的實際輸出信號，以及連續(xù)的選通信號的定時之間的相互關(guān)系。
本發(fā)明是一種具有故障檢測裝置的半導體測試系統(tǒng)，用于測定被測器件的輸出信號之中的故障，以準確地評估被測器件的功能和信號品質(zhì)。在第一方面，故障檢測裝置是具有用于統(tǒng)計輸出信號的邊緣數(shù)目的邊緣計數(shù)器的故障檢測單元(電路)，該邊緣數(shù)目與期望輸出信號中的邊緣數(shù)目進行比較。假如邊緣數(shù)目大于期望輸出信號，然后它就確定來自被測器件的輸出信號中包含故障。在另一個方面，故障檢測裝置包括一個裝置，用于產(chǎn)生在被測器件的輸出信號的一個周期內(nèi)有大量選通脈沖，或產(chǎn)生在輸出信號的一個周期內(nèi)其定時(相位)連續(xù)轉(zhuǎn)換的連續(xù)的選通脈沖。
假定通過應用圖6B的輸入測試信號的半導體測試系統(tǒng)來測試例如圖6A中示出的電路圖的情況。圖6B中同樣示出，在這種情況下期望(模擬)的輸出信號是“0”。在這個實例中，如圖6c的左邊所示，被測器件的實際輸出信號示出的“0”表示被測器件是合格的。然而，在輸入信號沒有變化的情況下，當被測電路圖的輸出信號轉(zhuǎn)換為高電平″1″時，如圖6C的右邊所示，表示這個器件是不合格品。圖6D中的選通脈沖點T1不能測定這個輸出信號中的不正常的變化，即故障，而選通脈沖點T2能夠測定這個輸出信號中的錯誤。
在本發(fā)明的第一方面，故障檢測單元(電路)合并在半導體測試系統(tǒng)中。圖7示出用于半導體測試系統(tǒng)中的故障檢測單元的結(jié)構(gòu)的一個實例。這個實例中，故障檢測單元53連接在引線電子設備26和事件發(fā)生器24之間，以分別接收被測器件的輸出信號和期望(模擬)輸出信號。當被測器件的輸出信號測出故障時，故障檢測單元53產(chǎn)生檢測信號。
故障檢測單元53包括邏輯比較器55，邊緣記數(shù)單元56和邊緣記數(shù)單元58。邊緣記數(shù)單元58統(tǒng)計來自被測器件的輸出信號中的邊緣數(shù)目。邊緣記數(shù)單元56統(tǒng)計來自事件發(fā)生器(模式發(fā)生器)24的期望(模擬)輸出信號中的邊緣數(shù)目。邊緣記數(shù)單元58和56統(tǒng)計的邊緣數(shù)目由邏輯比較器55進行比較。假如通過邊緣記數(shù)單元58統(tǒng)計的邊緣數(shù)目大于邊緣記數(shù)單元56的數(shù)目，它表明被測器件的輸出信號中存在有故障。因此，邏輯比較器55產(chǎn)生故障檢測信號，并提供給如測試系統(tǒng)的主機。在圖7的布局中，如果測試系統(tǒng)可以直接產(chǎn)生與期望輸出信號相關(guān)的邊緣數(shù)目，可以不要邊緣記數(shù)單元56。
故障檢測單元53中的更詳細電路結(jié)構(gòu)的一個實例如圖8所示，主要把圖7和邏輯比較器55和邊緣記數(shù)單元58結(jié)合。邊緣記數(shù)單元58包括模擬比較器62和64，緩存器63和65，邊緣計數(shù)器67和68，多路復接器71，以及輸入信號解碼器72。邊緣記數(shù)單元58統(tǒng)計輸入信號(被測器件的輸出信號)的邊緣數(shù)目。雖然這里未示出，依據(jù)如上所述的測試系統(tǒng)的布局，這里可以包括圖7中的用于統(tǒng)計期望信號的邊緣數(shù)目的邊緣記數(shù)單元56。邊緣計數(shù)單元56具有邊緣計數(shù)單元58的相同的結(jié)構(gòu)。
模擬比較器62被配置成，例如施密特觸發(fā)器電路，并供以閾值電壓VOH，由此確定輸入信號(被測器件的輸出信號)中的邏輯“1”。模擬比較器62的輸出信號提供給邊緣計數(shù)器67。同樣地，模擬比較器64被配置成例如施密特觸發(fā)器電路，并供以閾電壓VOL，由此確定輸入信號中的邏輯″0″。模擬比較器的輸出信號64提供給邊緣計數(shù)器68。
因此，邊緣計數(shù)器67統(tǒng)計輸入信號中的上升邊緣數(shù)目以及邊緣計數(shù)器68統(tǒng)計輸入信號中的下降沿數(shù)目。多路復接器71選擇邊緣計數(shù)器67或68之一中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并提供選定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)給邏輯比較器55，以與邊緣的期望值進行比較。輸入信號解碼器72確定輸入信號的值是″0″，″1″或″Z″。當邏輯比較器55指示DUT的輸出信號包含故障的數(shù)目時，這個信息被發(fā)送到如圖1和2示出的故障存儲器。在故障存儲器中的數(shù)據(jù)在測試之后用于故障分析步驟。
圖9示出圖8中的邊緣計數(shù)器67或68的結(jié)構(gòu)的一個實例。這個實例中，邊緣計數(shù)器利用脈沖計數(shù)器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。這個結(jié)構(gòu)允許計數(shù)器用最少的邏輯電路實現(xiàn)區(qū)域檢測高頻故障。利用脈沖計數(shù)器的其它益處是輸入信號(器件輸出信號)上的低負載。圖9的實例是32位脈沖計數(shù)器，其中32邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器或觸發(fā)的觸發(fā)器串聯(lián)連接。觸發(fā)器的所有的輸出彼此相互電連接。
參照圖5的實例，本發(fā)明的故障檢測單元53如同下述實現(xiàn)它的目的。對于已知的合格器件，在器件輸出信號上的上升邊緣數(shù)目為2。在執(zhí)行測試模式以后，測試系統(tǒng)讀出邊緣計數(shù)器67中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并且將結(jié)果與期望數(shù)據(jù)進行比較。在這個實例中，邊緣計數(shù)器67中的統(tǒng)計數(shù)將呈現(xiàn)四個邊緣，即存在故障，使用戶進行進一步的調(diào)查。
如前面所述，本發(fā)明的故障檢測單元允許測試系統(tǒng)檢測被測器件中意外的輸出信號變化，僅將額外少量的硬件增加到測試系統(tǒng)中。故障檢測單元同樣在沒有要求產(chǎn)生多種測試模式或增加器件測試時間下提高故障檢測準確性。
本發(fā)明的第二實施例表示在圖10A-10C和圖11A-11C中的測定故障的定時圖。第一個途徑是利用器件輸出信號的一個周期內(nèi)的多個選通脈沖，如圖10A-10C所示。在這個實例中，圖10A表明期望(模擬)的輸出信號，圖10B示出在其中具有故障的被測器件的實際輸出信號，以及圖10C示出在根據(jù)本發(fā)明的多個選通信號中的定時實例。當設置檢測條件時，用戶可以指定選通脈沖的定時和分辯率(兩個相鄰的選通脈沖之間的時間差異)。
第二途徑是利用器件輸出信號的一個周期內(nèi)的連續(xù)的選通脈沖，如圖11A-11C所示。這個實例中，圖11A示出期望(模擬)的輸出信號，圖11B示出在其中具有故障的被測器件的實際輸出信號，以及圖10C示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)的選通脈沖的一個實例。通過編程事件存儲器中的事件定時數(shù)據(jù)或運行事件發(fā)生器，連續(xù)的選通脈沖通過從前一個選通脈沖連續(xù)地增加的時間差產(chǎn)生。用戶可在器件輸出信號的一個周期內(nèi)指定一個區(qū)域連續(xù)產(chǎn)生選通輸出信號。連續(xù)的選通脈沖可為給定時間長度，例如在圖11C的E1和E2之間或在E1和E4之間，被觸發(fā)。
在第二實施例中，故障可以通過本發(fā)明的多個選通信號或者連續(xù)的選通信號準確地被測定。本發(fā)明的第二實施例在沒有增加任何硬件給測試系統(tǒng)的情況下，有效測定被測器件的輸出信號中的故障。
根據(jù)本發(fā)明，在第一實施例中，僅增加少量額外的硬件給測試系統(tǒng)，故障檢測單元允許測試系統(tǒng)測定在被測器件中的意外的輸出信號變化。故障檢測單元同樣在沒有要求產(chǎn)生多種測試模式或增加器件測試時間的情況下，提高故障檢測準確性。在第二實施例中，故障可以通過本發(fā)明多個選通信號或者連續(xù)的選通信號準確地被測定。本發(fā)明的第二實施例在沒有增加任何硬件給測試系統(tǒng)情況下，有效檢測被測器件的輸出信號中的故障。
盡管在此僅在最佳實施例中明確地說明并描述，按照上述教導并且在附加的權(quán)利要求的權(quán)限里面進行本發(fā)明的多個修改和變化是可能的，而沒有脫離本發(fā)明的精神和預定范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測試半導體器件的半導體測試系統(tǒng)，包括事件存儲器，用于存貯事件數(shù)據(jù)，該事件數(shù)據(jù)與要產(chǎn)生的預期信號中的事件有關(guān)，該預期信號用于測試被測半導體器件(DUT)；事件發(fā)生器，用于產(chǎn)生預期信號，該預期信號是基于來自事件存儲器的事件數(shù)據(jù)的測試模式，選通信號和期望模式；引線電子設備，設置在事件發(fā)生器和DUT之間，用于從事件發(fā)生器向DUT發(fā)送測試模式，并且接收DUT的輸出信號，以及由來自事件發(fā)生器的選通信號的定時對輸出信號取樣；模式比較器，用于比較引線電子設備的取樣輸出數(shù)據(jù)與期望模式，并且當其中存在有失配時，產(chǎn)生故障信號；以及故障檢測單元，用于接收來自DUT的輸出信號，并且通過統(tǒng)計在輸出信號中的邊緣數(shù)以及與邊緣的期望值進行比較來測定在輸出信號中的故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于故障檢測單元包含邊緣計數(shù)單元，當DUT被提供以測試模式時，該邊緣計數(shù)單元用于統(tǒng)計來自DUT的輸出信號中的邊緣數(shù)目；以及邏輯比較器，用于比較邊緣數(shù)的期望值與邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計的邊緣數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于故障檢測單元包含第一邊緣計數(shù)單元，當DUT被提供以測試模式時，該第一邊緣計數(shù)單元用于統(tǒng)計來自DUT的輸出信號中的邊緣數(shù)目；第二邊緣計數(shù)單元，用于統(tǒng)計來自事件發(fā)生器的期望模式中的邊緣數(shù)目；以及邏輯比較器，該邏輯比較器用于對由第一個邊緣計數(shù)單元和由第二邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計的邊緣數(shù)目進行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于，邊緣計數(shù)單元包括第一模擬比較器，通過與提供的高閾值電壓進行比較，檢測來自DUT的輸出信號中的變化；第二模擬比較器，通過與提供的低閾值電壓進行比較，檢測來自DUT的輸出信號中的變化；第一邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第一模擬比較器的上升邊緣數(shù)目；第二邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第二模擬比較器的下降邊緣數(shù)目；以及多路復接器，該多路復接器用于選定來自第一個邊緣計數(shù)器或第二邊緣計數(shù)器的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以提供給邏輯比較器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于，每一個第一和第二邊緣計數(shù)單元包括第一模擬比較器，通過與提供的高閾值電壓進行比較，該第一模擬比較器用于測定來自DUT的輸出信號中的變化；第二模擬比較器，通過與提供的低閾值電壓進行比較，該第二模擬比較器用于測定來自DUT的輸出信號中的變化；第一邊緣計數(shù)器，該第一邊緣計數(shù)器用于統(tǒng)計來自第一模擬比較器的上升邊緣數(shù)目；第二邊緣計數(shù)器，該第二邊緣計數(shù)器用于統(tǒng)計來自第二模擬比較器的上升邊緣數(shù)目；以及多路復接器，該多路復接器用于選定來自第一邊緣計數(shù)器或第二邊緣計數(shù)器的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以提供給邏輯比較器。
6.一種用于測試半導體器件的半導體測試系統(tǒng)，包括事件存儲器，該事件存儲器用于存貯與要產(chǎn)生的預期信號中的事件有關(guān)的事件數(shù)據(jù)，所述預期信號用于檢測被測半導體器件(DUT)；事件發(fā)生器，該事件發(fā)生器用于產(chǎn)生預期信號，該預期信號是基于來自事件存儲器的事件數(shù)據(jù)的測試模式，選通信號和期望模式；引線電子設備單元，設置在事件發(fā)生器和DUT之間，分別用于從事件發(fā)生器發(fā)送測試模式到DUT和接收DUT的輸出信號，并通過來自事件發(fā)生器的選通信號的定時對輸出信號取樣；以及模式比較器，用于對來自引線電子設備單元的取樣輸出數(shù)據(jù)與期望模式進行比較，并當其中存在有失配時，產(chǎn)生故障信號；其中，當測試模式被提供給DUT時，多個選通信號被提供給引線電子設備單元，該選通信號具有足夠小到能測定輸出信號中的故障的給定的時間間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于選通信號是在DUT的輸出信號中的給定時間段內(nèi)連續(xù)地變化的選通脈沖點的選通信號。
8.用于測試半導體器件的半導體測試系統(tǒng)，包括模式發(fā)生器，該模式發(fā)生器用于產(chǎn)生測試模式和期望模式，用于測試被測半導體器件(DUT)；定時發(fā)生器，該定時發(fā)生器用于確定測試模式，期望模式和選通信號的定時；波形格式化器，該波形格式化器用于產(chǎn)生測試模式的信號波形，以提供給DUT；引線電子設備單元，該引線電子設備單元設置在波形格式化器和DUT之間，以從波形格式化器發(fā)送測試模式到DUT，和接收DUT的輸出信號，用于利用來自事件發(fā)生器的選通信號的定時對輸出信號取樣；模式比較器，用于比較對來自引線電子設備單元的取樣輸出數(shù)據(jù)與期望模式，并且當其中存在有失配時，產(chǎn)生故障信號；以及故障檢測單元，用于接收來自DUT的輸出信號，且通過統(tǒng)計在輸出信號中的的邊緣數(shù)量及與邊緣的期望值進行比較來測定在輸出信號中的故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于故障檢測單元包含邊緣計數(shù)單元，當DUT被提供以測試模式時，該邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計來自DUT的輸出信號中的邊緣數(shù)目；和，邏輯比較器，比較邊緣的期望值與邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計的邊緣數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于故障檢測單元包含第一邊緣計數(shù)單元，當DUT被提供以測試模式時，該第一邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計來自DUT的輸出信號中的邊緣數(shù)；以及第二邊緣計數(shù)單元，用于統(tǒng)計來自事件發(fā)生器的期望模式中的邊緣數(shù)；和，邏輯比較器，用于對通過第一個邊緣計數(shù)單元和第二邊緣計數(shù)單元統(tǒng)計的邊緣數(shù)目進行比較。
11.根據(jù)權(quán)利要求9中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于，邊緣計數(shù)單元包括第一模擬比較器，通過與提供的高閾值電壓進行比較，該第一模擬比較器測定來自DUT的輸出信號中的變化；第二模擬比較器，通過與提供的低閾值電壓進行比較，該第二模擬比較器測定來自DUT的輸出信號中的變化；第一邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第一模擬比較器的上升邊緣數(shù)目；第二邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第二模擬比較器的下降邊緣數(shù)目；以及多路復接器，用于選定來自第一個邊緣計數(shù)器或第二邊緣計數(shù)器的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以提供給邏輯比較器。12根據(jù)權(quán)利要求10中限定的半導體測試系統(tǒng)，其特征在于，每一個第一和第二邊緣計數(shù)單元包括第一模擬比較器，通過與提供的高閾值電壓進行比較，該第一模擬比較器測定來自DUT的輸出信號中的變化；第二模擬比較器，通過與提供的低閾值電壓進行比較，該第二模擬比較器測定來自DUT的輸出信號中的變化；第一邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第一模擬比較器的上升邊緣數(shù)目；第二邊緣計數(shù)器，用于統(tǒng)計來自第二模擬比較器的下降邊緣數(shù)目；以及多路復接器，用于選定來自第一個邊緣計數(shù)器或第二邊緣計數(shù)器的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以提供給邏輯比較器。
全文摘要
半導體測試系統(tǒng),檢測并評估被測器件,包括:事件存儲器,存貯事件的定時數(shù)據(jù);事件發(fā)生器,產(chǎn)生測試模式、選通信號和期望模式;引線電子設備,設置在發(fā)生器和DUT之間,從事件發(fā)生器發(fā)送測試模式到DUT,并接收DUT的輸出信號,及對輸出信號取樣;模式比較器,比較引線電子設備的取樣輸出數(shù)據(jù)與期望模式,失配時產(chǎn)生故障信號;故障檢測單元,接收DUT的輸出信號,統(tǒng)計輸出信號中的邊緣數(shù)并與邊緣的期望值比較測定在輸出信號中的故障。
文檔編號G01R31/28GK1321891SQ01109570
公開日2001年11月14日 申請日期2001年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者安東尼·勒, 羅基特·拉尤斯曼, 詹姆斯·艾倫·特恩奎斯特, 菅森茂 申請人:株式會社鼎新