專利名稱：半導(dǎo)體裝置、檢測(cè)方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、檢測(cè)方法及程序，特別涉及能夠檢測(cè)同一個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化或同種的多個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的差異(與特性有關(guān)的個(gè)別差異)的半導(dǎo)體裝置等。
背景技術(shù)：
確保伴隨著極限微細(xì)化的半導(dǎo)體集成電路的可靠度和安全性是極為重要的社會(huì)課題，各式各樣的測(cè)試方法被提出(參照非專利文獻(xiàn)I及2)。例如出貨后也能測(cè)試的方法，自我測(cè)試(Built-In Self-Test =BIST (內(nèi)建自我測(cè)試))的方法被提出(參照專利文獻(xiàn)1、2及非專利文獻(xiàn)3 5)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2003-68865號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特表2010-524101號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)I :佐藤，另外2人著，“關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)高可靠度的方法”，REAJ志，Vol. 31，No. 7，p. 514-519.非專利文獻(xiàn)2:Y. Sato,;另外3人著,“A Circuit Failure Prediction Mechanism(DART) for High Field Reliability，，，The 8th IEEE International Conference onASIC,p.581-584,2009.非專利文獻(xiàn)3 T. Vo,另外 9 人著，“Design for Board and System LevelStructure Test and Diagnosis，，，Proc. Intl. Test Conf. , Paper 14. 11-10, 2006.非專利文獻(xiàn)4:Y. Li,另外 2 人著,“CASP :ConcurrentAutonomous Chip Self-TestUsing Stored Test Patterns，，，Proc. Design Automation and Test in Europe,pp.885-890,2008.非專利文獻(xiàn)5 :0. Khan,另外 I 人著,“A Self-Adaptive System Architecture toAddress transistor Aging，，，Proc. Design Automation and Test in Europe, pp. 81-86,2009.

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題以往的測(cè)試僅重視在測(cè)試的時(shí)間點(diǎn)的半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能(op er at i onperformance)0因此，以往的測(cè)試基本上是在溫度等被控制的同一個(gè)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。如此，以往的測(cè)試基本上是想通過(guò)使半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作環(huán)境配合測(cè)試的內(nèi)容，以確保測(cè)試的精度。但是，半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)、使用是在各式各樣的環(huán)境下進(jìn)行，不一定能夠控制溫度等。特別是現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試為半導(dǎo)體集成電路被使用的狀態(tài)，溫度等的測(cè)試環(huán)境的控制很困難。記載于專利文獻(xiàn)2的技術(shù)是在出貨后測(cè)試半導(dǎo)體集成電路時(shí)控制電壓等的測(cè)試環(huán)境。但是，需要用以控制測(cè)試環(huán)境的特別的裝置，不得已會(huì)成為龐大的裝置。就需要測(cè)試的所有的半導(dǎo)體集成電路不一定能適用這種裝置。如此，當(dāng)無(wú)法控制溫度等的測(cè)試環(huán)境時(shí)，測(cè)試環(huán)境會(huì)影響半導(dǎo)體集成電路的測(cè)試結(jié)果。例如依照發(fā)明者們的模擬(simulation)，有因1°C的變動(dòng)而產(chǎn)生17ps/周期的延遲變動(dòng)的情形。若為IGHz的動(dòng)作環(huán)境，則由于應(yīng)I周期對(duì)應(yīng)于1ns，因此由該等環(huán)境變動(dòng)引起的延遲變動(dòng)不是能忽略的微差。如此，即使只是溫度的變化，也很難進(jìn)行精確的判斷。因此，在以往的測(cè)試中，在該狀態(tài)下即使是生產(chǎn)時(shí)的測(cè)試或使用時(shí)的測(cè)試，當(dāng)環(huán)境變化時(shí)也很難一邊維持精度一邊對(duì)應(yīng)。所以，本發(fā)明的目的為提供一種半導(dǎo)體裝置等，即使是在測(cè)試環(huán)境變動(dòng)的情形下，也能更高精度地判斷半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能。用于解決發(fā)明的技術(shù)方案本案發(fā)明的第一觀點(diǎn)為一種半導(dǎo)體裝置，能檢測(cè)具有執(zhí)行測(cè)試內(nèi)容的檢測(cè)對(duì)象電 路部的半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化，包含測(cè)定單元，測(cè)定所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓；決定單元，在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部判別所述測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序(test timing)內(nèi)被執(zhí)行，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率；算出單元，使用所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)該換算出的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量，所述半導(dǎo)體集成電路具有監(jiān)控區(qū)塊電路(monitor block circuit),該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的值，所述測(cè)定單元具有估計(jì)單元(estimating means),該估計(jì)單元在每次進(jìn)行測(cè)試時(shí)根據(jù)在所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓下動(dòng)作的所述監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控到的值來(lái)估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的值，所述算出單元將所述估計(jì)單元估計(jì)的溫度及電壓的值用作所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成所述基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。本案發(fā)明的第二觀點(diǎn)為第一觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體集成電路包含n個(gè)(n為2以上的整數(shù))所述監(jiān)控區(qū)塊電路，所述測(cè)定單元測(cè)定以在各監(jiān)控區(qū)塊電路中的預(yù)定的時(shí)間內(nèi)的振蕩次數(shù)得到的測(cè)定頻率Fi (i為n以下的自然數(shù))，所述估計(jì)單元通過(guò)計(jì)算式(eql)的系數(shù)a i、P、a ',及^，估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。
T = YaiFi+^7,1W
V = Yj^iFi+P'.
i=l本案發(fā)明的第三觀點(diǎn)為第二觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中所述估計(jì)單元通過(guò)將溫度范圍或電壓范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)a p 0、a ' t及P '，或者將溫度范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)^及P，并且將電壓范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)a ' 4及0'，從而估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。本案發(fā)明的第四觀點(diǎn)為第二觀點(diǎn)或第三觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中所述估計(jì)單元使用作為所述測(cè)定頻率Fi與初次的測(cè)定頻率Fitl的差的差頻率AFi,取代式(eql)的所述測(cè)定頻率Fi,估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。本案發(fā)明的第五觀點(diǎn)為第一觀點(diǎn)至第四觀點(diǎn)中任一觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中還包含存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)所述測(cè)定單元測(cè)定的測(cè)定值及所述決定單元決定的最大測(cè)試動(dòng)作頻率的組合，所述算出單元使用所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的測(cè)定值及最大測(cè)試動(dòng)作頻率。本案發(fā)明的第六觀點(diǎn)為第五觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率是通過(guò)進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的不同的測(cè)試時(shí)的多個(gè)最大測(cè)試動(dòng)作頻率除去隨機(jī)噪聲(random noise)的運(yùn)算而決定的。本案發(fā)明的第七觀點(diǎn)為第一觀點(diǎn)至第六觀點(diǎn)中任一觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中所述測(cè)定單元測(cè)定預(yù)定的測(cè)試動(dòng)作頻率下的測(cè)試時(shí)的初始溫度(initial temperature)及初始電壓(initial voltage)，所述決定單元一邊使用所述基準(zhǔn)溫度及所述基準(zhǔn)電壓與上次的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，一邊決定所述初始溫度及所述初始電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率候補(bǔ)，在增加頻率后使頻率減少，或僅使頻率增加或僅使頻率減少，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作 頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率。 本案發(fā)明的第八觀點(diǎn)為第一觀點(diǎn)至第七觀點(diǎn)中任一觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中準(zhǔn)備每一被測(cè)試的路徑(path )的長(zhǎng)度均不同的測(cè)試內(nèi)容。本案發(fā)明的第九觀點(diǎn)為第一觀點(diǎn)至第八觀點(diǎn)中任一觀點(diǎn)的半導(dǎo)體裝置，其中能夠依照容許測(cè)試時(shí)序及/或所述劣化量的值變更測(cè)試內(nèi)容及/或測(cè)試順序。本案發(fā)明的第十觀點(diǎn)為一種半導(dǎo)體裝置，能檢測(cè)具有執(zhí)行測(cè)試內(nèi)容的同種多個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的差異，包含測(cè)定單元，測(cè)定所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓 ’決定單元，在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部測(cè)定所述測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率；算出單元，使用所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)該換算的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示差異程度的差異量，所述半導(dǎo)體集成電路具有監(jiān)控區(qū)塊電路，該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的值，所述測(cè)定單元具有估計(jì)單元，該估計(jì)單元在每次進(jìn)行測(cè)試時(shí)根據(jù)在所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓下動(dòng)作的所述監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控的值估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的值，所述算出單元將所述估計(jì)單元所估計(jì)的溫度及電壓的值用作所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成所述基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。本案發(fā)明的第i^一觀點(diǎn)為一種檢測(cè)方法，能檢測(cè)同一個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化或同種多個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的差異，所述半導(dǎo)體集成電路的檢測(cè)對(duì)象電路部中的動(dòng)作頻率與溫度及電壓的關(guān)系的特性通過(guò)近似式(approximation)近似,包含測(cè)定步驟，測(cè)定單元測(cè)定溫度及電壓的值；決定步驟，決定單元將最大測(cè)試動(dòng)作頻率決定為在所述半導(dǎo)體集成電路的檢測(cè)對(duì)象電路部中測(cè)試內(nèi)容在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率；算出步驟，算出單元使用所述溫度及電壓的值以及所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率，依照所述近似式算出基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)該算出的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量或表示差異的程度的差異量。本案發(fā)明的第十二觀點(diǎn)為第H^一觀點(diǎn)的檢測(cè)方法，其中所述半導(dǎo)體集成電路包含n個(gè)(n為2以上的整數(shù))監(jiān)控區(qū)塊電路，該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的，所述測(cè)定步驟包含由所述測(cè)定單元進(jìn)行的如下的步驟頻率測(cè)定步驟，測(cè)定以在各監(jiān)控區(qū)塊電路中的預(yù)定的時(shí)間內(nèi)的振蕩次數(shù)得到的測(cè)定頻率Fi (i為n以下的自然數(shù))；估計(jì)步驟，通過(guò)計(jì)算式(eq2)的系數(shù)a y P，a ' i及P '，估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。n(eq2)
V = f^a[Fi + (3'.本案發(fā)明的第十三觀點(diǎn)為一種程序，是用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行第十一觀點(diǎn)或第十二觀點(diǎn)的檢測(cè)方法的程序。此外，以記錄程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體來(lái)實(shí)現(xiàn)本案發(fā)明也可以。而且，容許測(cè)試時(shí)序?yàn)闇y(cè)試動(dòng)作頻率的倒數(shù)。因此，使用容許測(cè)試時(shí)序與測(cè)試動(dòng)作 頻率的任一個(gè)都能進(jìn)行等效的(equivalent)處理。因此,在本案發(fā)明中決定單元判別測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行也包含有根據(jù)測(cè)試動(dòng)作頻率進(jìn)行判別。發(fā)明的效果依照本案發(fā)明的各觀點(diǎn)，在半導(dǎo)體裝置中，能夠根據(jù)最大測(cè)試動(dòng)作頻率以及所測(cè)定的溫度及電壓的測(cè)定值算出基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。據(jù)此，能夠統(tǒng)一地評(píng)價(jià)在各式各樣的環(huán)境下的半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能。亦即，可不控制測(cè)試環(huán)境而能更高精度且定量地判斷半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能。特別是通過(guò)半導(dǎo)體集成電路所具備的監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用以測(cè)定溫度及電壓的值，從而能夠不另行使用傳感器而能換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓。特別是以往的測(cè)試基本上是判斷清除預(yù)定的條件的半導(dǎo)體集成電路為正常，不滿足預(yù)定的條件而在第一次測(cè)試中被檢測(cè)出異常。因此，在以往的測(cè)試中，定量地判斷半導(dǎo)體集成電路正常的程度，例如在出貨后的現(xiàn)場(chǎng)中，很難以高精度進(jìn)行預(yù)知半導(dǎo)體集成電路的故障等的處理。結(jié)果，半導(dǎo)體集成電路例如并聯(lián)配設(shè)多個(gè)電路組件后進(jìn)行比較并判斷故障，或具備像備份電路(backup circuit)的防備故障的電路等，違背極限的微細(xì)化并成為電路尺寸(circuit size)增大的原因之一。依照本案發(fā)明的各觀點(diǎn)，特別是，因?yàn)槟芙y(tǒng)一且定量地檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)中的半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化的狀態(tài)，所以能事前預(yù)知劣化故障。通過(guò)事前預(yù)知劣化故障，能在正常動(dòng)作的狀態(tài)中使用半導(dǎo)體集成電路，或更換半導(dǎo)體集成電路等并且能給予故障對(duì)策，能令故障時(shí)的備份電路為必要最小限度，因此能縮小電路尺寸。而且，依照本案發(fā)明的第二觀點(diǎn)，使用由多個(gè)監(jiān)控區(qū)塊電路得到的多個(gè)測(cè)定頻率，根據(jù)式(eql)估計(jì)溫度及電壓。據(jù)此，與使用由一個(gè)監(jiān)控區(qū)塊電路得到的測(cè)定頻率來(lái)估計(jì)的情形比較，估計(jì)的精度提高。而且，由于能進(jìn)行利用一次式的估計(jì)，因此能進(jìn)行極為簡(jiǎn)易的處理的程序和/或電路的設(shè)計(jì)。因此，以同一個(gè)基準(zhǔn)比較置于不同的溫度及電壓環(huán)境的同一個(gè)半導(dǎo)體集成電路的性能變得更容易。而且，依照本案發(fā)明的第三觀點(diǎn)，將溫度范圍或電壓范圍分成多個(gè)分段，按每一分段算出式(eql)的系數(shù)。據(jù)此，能通過(guò)每一分段使用高精度的式估計(jì)溫度或電壓。而且，依照本案發(fā)明的第四觀點(diǎn)，以各次的測(cè)定頻率與初次的測(cè)定頻率的差當(dāng)作式(eql)中的測(cè)定頻率的參數(shù)使用。據(jù)此，能消除因制造上的差異造成的由監(jiān)控區(qū)塊電路得到的測(cè)定頻率的變動(dòng)量，能防止由于該變動(dòng)量包含于式(eql)中而使估計(jì)精度惡化，能更高精度地估計(jì)溫度及電壓。而且，依照本案發(fā)明的第五觀點(diǎn)，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)測(cè)試環(huán)境與最大測(cè)試動(dòng)作頻率的組合。因此，能通過(guò)使用這種歷史記錄(history)，自動(dòng)地比較在不同環(huán)境下進(jìn)行的多次測(cè)試結(jié)果。而且，依照本案發(fā)明的第六觀點(diǎn)，通過(guò)取例如多次測(cè)試結(jié)果的平均，能從最大測(cè)試動(dòng)作頻率除去隨機(jī)噪聲。因此，更高精度地檢測(cè)半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能變得容易。而且，依照本案發(fā)明的第七觀點(diǎn)，在測(cè)試當(dāng)初根據(jù)上次測(cè)試預(yù)測(cè)本次測(cè)試的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。而且，通過(guò)增減或減少所預(yù)測(cè)的最大測(cè)試動(dòng)作頻率并決定測(cè)試動(dòng)作頻率而進(jìn)行測(cè)試，決定本次測(cè)試中的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。據(jù)此，能以高精度決定測(cè)試動(dòng)作頻率的初始值，不僅能減少測(cè)試次數(shù)、能減少測(cè)試時(shí)間，也能通過(guò)執(zhí)行測(cè)試來(lái)減輕半導(dǎo)體集成電路所受的影響。此外，“測(cè)試時(shí)間”是指測(cè)試整體所需的時(shí)間。以下一樣。而且，依照本案發(fā)明的第八觀點(diǎn)，能實(shí)施每一被測(cè)試的路徑的長(zhǎng)度均不同的測(cè)試 內(nèi)容。在延遲測(cè)試等中，基本上最大的路徑長(zhǎng)度以外的短路徑的測(cè)試，其檢測(cè)很困難。另一方面，劣化往往如TDDB (Time Dependent Dielectric Breakdown :經(jīng)時(shí)電介質(zhì)擊穿)般的產(chǎn)生于氧化膜的劣化，一達(dá)到一定的劣化量，就引起晶體管動(dòng)作破壞。這種劣化不一定產(chǎn)生于長(zhǎng)的路徑。通過(guò)對(duì)每一路徑的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)試，使得短路徑的劣化量測(cè)定為可能。而且，能提高測(cè)試的效率。此點(diǎn)特別是在容許測(cè)試時(shí)序被空閑時(shí)間(idle time)限制的出貨后的半導(dǎo)體集成電路中，對(duì)以短時(shí)間的測(cè)試進(jìn)行有效的判斷的情形有效。而且，依照本案發(fā)明的第九觀點(diǎn)，能以高頻率執(zhí)行被判定為劣化進(jìn)行的測(cè)試內(nèi)容。據(jù)此，特別是在容許測(cè)試時(shí)序被空閑時(shí)間限制的出貨后的半導(dǎo)體集成電路中，有效地預(yù)知劣化變得更容易。而且，依照本案發(fā)明的第十觀點(diǎn)或第十一觀點(diǎn)，能不統(tǒng)一測(cè)試環(huán)境而以同一個(gè)基準(zhǔn)比較同種的多個(gè)半導(dǎo)體集成電路的性能。


圖I是表示與本案發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的半導(dǎo)體裝置I的概要的方塊圖。圖2是表示測(cè)試對(duì)象電路2的設(shè)計(jì)流程的概要的流程圖。圖3是表示圖2中的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的概要的流程圖。 圖4是表示日志信息的構(gòu)成的一例的圖。圖5是表示監(jiān)控區(qū)塊電路及212的電路圖的一例的圖。圖6是表示R059的頻率對(duì)溫度的特性的一例的圖。圖7是表示使用日志的歷史記錄的測(cè)試順序變更方式的一例的概略圖。圖8是表示變更圖3的流程的一部分得到的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的其他的一例的概要的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖針對(duì)本案發(fā)明的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明。此外，本案發(fā)明不是被限定于以下的實(shí)施例。
實(shí)施例圖I是表示與本案發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的半導(dǎo)體裝置I的概要的方塊圖。以下說(shuō)明圖I的半導(dǎo)體裝置I的概要。半導(dǎo)體裝置I為能檢測(cè)測(cè)試對(duì)象電路2 (本案專利要求中的“半導(dǎo)體集成電路”的一例)所產(chǎn)生的劣化的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置I具備控制對(duì)測(cè)試對(duì)象電路2進(jìn)行測(cè)試的控制電路3。如后述，雖然半導(dǎo)體裝置I為具備測(cè)試對(duì)象電路2的半導(dǎo)體裝置也可以，但在本實(shí)施例中，測(cè)試對(duì)象電路2與控制電路3為不同的構(gòu)成。一般,半導(dǎo)體邏輯電路主要為順序電路(sequential circuit)。順序電路由如下的構(gòu)件構(gòu)成由與門(mén)(AND gate),與非門(mén)(NAND gate),或門(mén)(OR gate),或非門(mén)(NOR gate)等的邏輯組件構(gòu)成的組合電路部17 ;存儲(chǔ)電路的內(nèi)部狀態(tài)的觸發(fā)器(FF) (flip-flop)。測(cè)試對(duì)象電路2包含成為測(cè)試單位的電路即測(cè)試單位電路15。測(cè)試單位電路15包含組合電路部17 ;多個(gè)觸發(fā)器1%及192 ;測(cè)定頻率的多個(gè)監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212 (本案權(quán)利要求中的“監(jiān)控區(qū)塊電路”的一例)。測(cè)試單位電路15例如為被稱為區(qū)塊(block)或模塊(module) 的以邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行處理的邏輯的單位(區(qū)塊或模塊)也可以，且為具有整合功能的邏輯的單位(核心)也可以。核心的例子可考慮算術(shù)運(yùn)算部、數(shù)據(jù)路徑部、10 (Input/Output :輸入/輸出)控制部等?？刂齐娐?包含控制半導(dǎo)體裝置I整體的整體控制部5 ;控制測(cè)試的測(cè)試控制部7;每次進(jìn)行測(cè)試時(shí)一邊使測(cè)試動(dòng)作頻率變化一邊控制溫度及電壓的測(cè)定的溫度電壓測(cè)定部9 (本案權(quán)利要求中的“測(cè)定單元”的一例);存儲(chǔ)各種信息的存儲(chǔ)部11 (本案權(quán)利要求中的“存儲(chǔ)單元”的一例)；產(chǎn)生時(shí)鐘(clock)的時(shí)鐘產(chǎn)生電路13。控制電路3以整體控制部
5、測(cè)試控制部7、溫度電壓測(cè)定部9等的控制區(qū)塊(control block)構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn),如以下說(shuō)明，各控制區(qū)塊以階層(hierarchy)的方式實(shí)現(xiàn)。整體控制部5包含控制整體的主控制部23 ;讀出日志(log)的日志讀出部25 ;寫(xiě)出到日志的日志寫(xiě)出部27 ;壓縮日志的日志壓縮部29 ;將預(yù)定的溫度及電壓條件下的測(cè)試動(dòng)作頻率換算成不同的溫度及電壓條件下的測(cè)試動(dòng)作頻率的測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31 ;計(jì)算劣化量的劣化量計(jì)算部33 ;進(jìn)行劣化的判定的劣化判定部35。(合并測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31與劣化量計(jì)算部33后的構(gòu)件為本案權(quán)利要求中的“算出單元”的一例)測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31依照例如后述的近似式(1)，也一邊使用溫度及電壓的測(cè)定值以及測(cè)試控制部7決定的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，一邊算出基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。劣化量計(jì)算部33，根據(jù)測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31算出的值作為基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率來(lái)算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量。測(cè)試控制部7包含決定對(duì)測(cè)試單位電路15的測(cè)試內(nèi)容的測(cè)試內(nèi)容決定部37 ;進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試部39 ;判別在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)測(cè)試單位電路15測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行的測(cè)試判別部41 ;將測(cè)試內(nèi)容在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率的最大測(cè)試動(dòng)作頻率決定部43。(合并測(cè)試判別部41與最大測(cè)試動(dòng)作頻率決定部43后的構(gòu)件為本案權(quán)利要求中的“決定單元”的一例)溫度電壓測(cè)定部9包含控制測(cè)試單位電路15的頻率的測(cè)定的監(jiān)控測(cè)定控制部45 ;根據(jù)所測(cè)定的頻率通過(guò)計(jì)算估計(jì)溫度及電壓的溫度電壓計(jì)算部47 (本案權(quán)利要求中的“估計(jì)單元”的一例)。此外，除非另有指明，否則溫度及電壓的“測(cè)定”是指根據(jù)所測(cè)定的測(cè)試動(dòng)作頻率，溫度電壓計(jì)算部47算出溫度及電壓。同樣地，溫度及電壓的“測(cè)定值”是指如此算出的值。存儲(chǔ)部11包含存儲(chǔ)日志的日志存儲(chǔ)部49 ;存儲(chǔ)邏輯路徑(logical path)特性的邏輯路徑特性存儲(chǔ)部51 ;存儲(chǔ)測(cè)試信息的測(cè)試信息存儲(chǔ)部53 ;存儲(chǔ)測(cè)試動(dòng)作頻率的修正值的測(cè)試動(dòng)作頻率修正值存儲(chǔ)部55。接著，針對(duì)半導(dǎo)體裝置I中的信息的傳輸來(lái)說(shuō)明。整體控制部5對(duì)測(cè)試控制部7傳輸例如測(cè)試開(kāi)始指示、上次測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試動(dòng)作頻率F。的初始值或本次最大測(cè)試動(dòng)作頻率修正值。另一方面，測(cè)試控制部7對(duì)整體控制部5傳輸例如測(cè)試單位名、在設(shè)計(jì)階段確定的機(jī)器周期(machine cycle)下的測(cè)試結(jié)果、本次最大測(cè)試動(dòng)作頻率Fmax、本次測(cè)試內(nèi)容、溫度或電壓的測(cè)定值。而且，整體控制部5在與存儲(chǔ)部11之間互相傳輸日志信息。 另外，測(cè)試控制部7對(duì)溫度電壓測(cè)定部9傳輸例如溫度或電壓測(cè)定開(kāi)始或結(jié)束的指示。另一方面，溫度電壓測(cè)定部9對(duì)測(cè)試控制部7傳輸溫度或電壓的測(cè)定值。而且，測(cè)試控制部7對(duì)存儲(chǔ)部11傳輸例如測(cè)試順序或最終Fmax修正值。另一方面，存儲(chǔ)部11對(duì)測(cè)試控制部7傳輸例如測(cè)試信息。而且，測(cè)試控制部7控制時(shí)鐘產(chǎn)生電路13并產(chǎn)生F。，時(shí)鐘產(chǎn)生電路13通過(guò)測(cè)試時(shí)鐘(test clock)進(jìn)行向FFW1及192的寫(xiě)入，然后通過(guò)以測(cè)試動(dòng)作頻率Fc (或Fc的倒數(shù)的測(cè)試時(shí)序(本案權(quán)利要求中的“容許測(cè)試時(shí)序”的一例))產(chǎn)生的時(shí)鐘,將傳輸?shù)浇M合電路部17的測(cè)試樣本(test pattern)取入FFW1或192。所取入的測(cè)試響應(yīng)從FFW1或192以測(cè)試時(shí)鐘讀出，并傳輸?shù)綔y(cè)試控制部7。進(jìn)而測(cè)試控制部7對(duì)測(cè)試對(duì)象電路2傳輸測(cè)試樣本。另一方面，測(cè)試對(duì)象電路2對(duì)測(cè)試控制部7傳輸測(cè)試響應(yīng)。而且，溫度電壓測(cè)定部9對(duì)監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212傳輸頻率測(cè)定的開(kāi)始或結(jié)束的指示。另一方面，監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212對(duì)溫度電壓測(cè)定部9傳輸所測(cè)定的頻率。以下，參照?qǐng)D2及圖3針對(duì)使用半導(dǎo)體裝置I的測(cè)試對(duì)象電路2的測(cè)試流程來(lái)說(shuō)明。圖2是表示使用半導(dǎo)體裝置I的測(cè)試對(duì)象電路2的設(shè)計(jì)流程的概要的流程圖。圖2的設(shè)計(jì)流程被分為到芯片的出貨為止的處理(步驟STOOf ST009);到系統(tǒng)的出貨為止的處理(步驟ST010及ST011);和系統(tǒng)出貨后的處理(步驟ST012)。在各處理中進(jìn)行制造測(cè)試(步驟ST008)、基板/系統(tǒng)測(cè)試(步驟STO10)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試(步驟STO12)。參照?qǐng)D2，首先針對(duì)到芯片的出貨為止的處理來(lái)說(shuō)明。進(jìn)行測(cè)試對(duì)象電路2的邏輯設(shè)計(jì)(步驟ST001),進(jìn)行測(cè)試容易化設(shè)計(jì)(Design For Testability :DFT),附加控制電路3以及監(jiān)控區(qū)塊電路2“及212(步驟ST002)。接著，進(jìn)行布局(layout)設(shè)計(jì)(步驟ST003)，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試生成處理(Automatic Test Pattern Generation :ATPG (自動(dòng)測(cè)試樣本產(chǎn)生))，生成BIST的種樣本(測(cè)試種(test seed))(步驟ST004)。接著，取得邏輯路徑特性(步驟ST005)。具體而言，進(jìn)行按每一測(cè)試單位測(cè)試的最長(zhǎng)邏輯路徑的溫度T、電壓V特性的模擬計(jì)算。此處，求出使測(cè)試動(dòng)作頻率與溫度及電壓的關(guān)系的特性近似的近似式的系數(shù)。例如發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在LSI的使用溫度范圍中頻率對(duì)溫度及電壓的線性較好。因此，求出以溫度T與電壓V為變量的式(I)表示的近似式的系數(shù)a、b、c、d、e。或者使用由式(I)導(dǎo)出的后述的式。接著，產(chǎn)生光罩(mask)(步驟ST006)，制造芯片(步驟ST007)。接著，進(jìn)行制造測(cè)試(步驟ST008)。接著，將芯片出貨(步驟ST009)。F (T, V) = (aT+b) (cV+d)+e (I)所出貨的芯片與其他的芯片組合，作為基板或系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試(步驟ST010)。此處，測(cè)試部39實(shí)施初次的測(cè)試并求出最初(劣化前)的Fmax值，日志寫(xiě)出部27將Fmax值寫(xiě)入存儲(chǔ)部11。接著，將系統(tǒng)出貨(步驟ST011)。在系統(tǒng)出貨后，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試?yán)每臻e時(shí)間(例如系統(tǒng)動(dòng)作的時(shí)間以外的時(shí)間等)進(jìn)行(步驟ST012)。該現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一般按每一測(cè)試單位電路15來(lái)進(jìn)行。這是由于頻率因測(cè)試單位電路15而不同，或者為了維持診斷分辨率(diagnostic resolution)。接著，使用圖3針對(duì)圖2中的步驟ST012的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的具體例來(lái)說(shuō)明。此外， 作為利用系統(tǒng)的空閑時(shí)間的代表例，針對(duì)在系統(tǒng)起動(dòng)/結(jié)束時(shí)進(jìn)行的開(kāi)機(jī)/關(guān)機(jī)測(cè)試(power-on/off test)來(lái)說(shuō)明。參照?qǐng)D3，若開(kāi)始開(kāi)機(jī)/關(guān)機(jī)測(cè)試，則日志讀出部25從日志存儲(chǔ)部49讀出上次測(cè)試內(nèi)容。整體控制部5將上次測(cè)試內(nèi)容傳輸?shù)綔y(cè)試控制部7，測(cè)試內(nèi)容決定部37將上次開(kāi)機(jī)/關(guān)機(jī)測(cè)試時(shí)決定的測(cè)試內(nèi)容決定為本次的測(cè)試內(nèi)容(步驟ST101)。接著，測(cè)試部39以保證動(dòng)作的在設(shè)計(jì)階段決定的機(jī)器周期FOTg+S進(jìn)行測(cè)試。而且，溫度電壓測(cè)定部9使監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212測(cè)定測(cè)試時(shí)的初始溫度(Ttl)及初始電壓(VtlX此處，6為最低動(dòng)作容限(minimum operating margin)(步驟 ST102)。接著，測(cè)試判別部41進(jìn)行是否通過(guò)(pass)在FOTg+S的測(cè)試的判別(步驟ST103)。若在該階段的測(cè)試不動(dòng)作，則測(cè)試部39進(jìn)行錯(cuò)誤(error)處理(步驟ST104)，結(jié)束流程。若通過(guò)測(cè)試，則接著日志讀出部25從日志讀出基準(zhǔn)溫度(Ttyp)及基準(zhǔn)電壓(Vtyp)下的上次Fmaxo而且，測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31計(jì)算本次的條件即Ttl及Vtl下的對(duì)上次Fmax的修正值，得到測(cè)試動(dòng)作頻率(F。)(步驟ST105)。該F。為本次測(cè)試中的最初的最大測(cè)試動(dòng)作頻率候補(bǔ)。此處是以通過(guò)自上次Fmax出發(fā)來(lái)減少測(cè)試次數(shù)為目的。而且，本次測(cè)試的溫度條件及電壓條件因有與上次測(cè)試不同的可能性，故計(jì)算修正值。若本次測(cè)試的溫度條件及電壓條件與上次測(cè)試相同，則無(wú)需在步驟ST105中計(jì)算修正值。接著，在所得到的測(cè)試動(dòng)作頻率F。下測(cè)試部39進(jìn)行測(cè)試，溫度電壓測(cè)定部9使監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212測(cè)定測(cè)試時(shí)的溫度(Te)及電壓(V。)(步驟ST106)。接著，測(cè)試判別部41進(jìn)行是否通過(guò)在F。的測(cè)試的判別(步驟ST107)。若通過(guò)此處的測(cè)試，則接著測(cè)試部39增加測(cè)試動(dòng)作頻率F。并以FJAF1當(dāng)作新的F。(步驟ST108)，返回到步驟ST106且再度以Fc進(jìn)行測(cè)試。重復(fù)該等步驟直到不通過(guò)測(cè)試為止。由于很難考慮性能比上次測(cè)試時(shí)還提高，故在比上次測(cè)試時(shí)還高的測(cè)試動(dòng)作頻率下通過(guò)，其主要原因是測(cè)定誤差。對(duì)誤差A(yù)F1進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使即使進(jìn)行此處的重復(fù)，重復(fù)也只需一次左右即可。在步驟ST107中若沒(méi)有通過(guò)測(cè)試，則前進(jìn)到步驟ST109。接著，在步驟ST109中求出因最大測(cè)試動(dòng)作頻率的劣化造成的降低。測(cè)試部39以Fc-AF2當(dāng)作新的F。進(jìn)行測(cè)試。而且，溫度電壓測(cè)定部9使監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212測(cè)定測(cè)試時(shí)的溫度(Te)及電壓(V。)。接著，測(cè)試判別部41進(jìn)行是否通過(guò)在F。的測(cè)試的判別(步驟ST110)。若沒(méi)有通過(guò)此處的測(cè)試，則返回到步驟ST109且再度以Fc-AF2當(dāng)作新的F。，重復(fù)直到通過(guò)測(cè)試為止。若通過(guò)測(cè)試，則前進(jìn)到步驟ST111。接著，在步驟STlll中，最大測(cè)試動(dòng)作頻率決定部43將F。決定為本次Fmax，測(cè)試控制部7將本次Fmax和/或本次測(cè)試內(nèi)容傳輸至整體控制部5。而且，日志寫(xiě)出部27將本次的測(cè)試的T。及V。下的Fmax寫(xiě)出到日志。而且，測(cè)試動(dòng)作頻率換算部31將Fmax換算成基準(zhǔn)溫度(Ttyp)及基準(zhǔn)電壓(Vtyp)下的測(cè)試動(dòng)作頻率Fmx@Ttyp、Vtyp,日志寫(xiě)出部27寫(xiě)出到日志。接著，劣化量計(jì)算部33對(duì)照日志的過(guò)去的歷史記錄并進(jìn)行本次的劣化量的計(jì)算，進(jìn)行從所算出的劣化量扣除容許的劣化量的閾值(threshoId value )的計(jì)算(步驟ST112 )。接著,測(cè)試判別部41判別得到的值是否為正(步驟ST113)。若得到的值不為正值，則日志壓縮部29壓縮日志(步驟ST114)，結(jié)束流程。另一方面，若得到的值為正值，則測(cè)試部39進(jìn)行錯(cuò)誤處理(步驟STl 15)，結(jié)束流程。劣化判定部35以一次錯(cuò)誤判定為劣化，或者以數(shù)次的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試連續(xù)地出現(xiàn)錯(cuò)誤的情形下判定為劣化，只需依照系統(tǒng)而決定即可。當(dāng)進(jìn)行數(shù)次的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，測(cè)試部39進(jìn)行備置于下次測(cè)試的處理。具體而言，進(jìn)行下次測(cè)試內(nèi)容的決定、從存儲(chǔ)部11讀出測(cè)試樣本等。以下參照?qǐng)D4針對(duì)日志信息的構(gòu)成來(lái)說(shuō)明。圖4是不是日志存儲(chǔ)部49所存儲(chǔ)的日志信息的構(gòu)成的一例的圖。 日志作為測(cè)定值等的歷史記錄被使用于為了有效地測(cè)定最大頻率。而且，為了進(jìn)行根據(jù)進(jìn)行劣化判定的多次測(cè)試各次中的最大測(cè)試動(dòng)作頻率來(lái)統(tǒng)計(jì)地分析并除去測(cè)定的隨機(jī)噪聲的運(yùn)算，也被當(dāng)作過(guò)去歷史記錄使用。此處所謂的隨機(jī)噪聲是指例如伴隨著測(cè)定時(shí)的舍入誤差(rounding error)等。進(jìn)而，日志也被使用于為了將在現(xiàn)場(chǎng)的劣化歷史記錄向設(shè)計(jì)或制造反饋(feedback)并利用。作為日志的信息，例如包含有測(cè)定原始數(shù)據(jù)、為了降低每次處理的耗用時(shí)間(overhead)的加工信息。具體而言，例如如圖4所示包含有測(cè)試時(shí)刻、測(cè)試單位(核心名等)、測(cè)試內(nèi)容、最高測(cè)試動(dòng)作頻率(FMX)、測(cè)試時(shí)的溫度(T。)、測(cè)試時(shí)的電壓(V。)、換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓的最大測(cè)試動(dòng)作頻率(Fmx@Ttyp、Vtyp)等。也可以包含有本次測(cè)試動(dòng)作頻率(FC@TC、VC)。此處，通過(guò)在日志信息包含測(cè)試內(nèi)容，即使作為每次不同的測(cè)試內(nèi)容也能對(duì)應(yīng)。測(cè)試時(shí)刻主要是為了解析目的而被包含，不是與本案發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的劣化檢測(cè)流程所必須的信息。而且，將最大測(cè)試頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓是為了各次測(cè)試的比較處理。作為基準(zhǔn)溫度，例如以27°C等也可以。此外，當(dāng)測(cè)試時(shí)間有余裕時(shí)，取代將Fmx@Ttyp、Vtyp放A日志，在每次的測(cè)試中由上次Fmax算出Fmx@Ttyp、Vtyp也可以。當(dāng)過(guò)去的日志多起來(lái)時(shí)，為了進(jìn)行信息的壓縮，日志壓縮部29壓縮日志。此處，因除了出貨時(shí)信息，舊的信息對(duì)于劣化判定并不需要，故可刪除。因此，例如若FmxOTTYP、VTYP與上次測(cè)試相同，則也可以不儲(chǔ)存而僅當(dāng)產(chǎn)生變化時(shí)才儲(chǔ)存日志。當(dāng)無(wú)變化時(shí)，可通過(guò)僅寫(xiě)入無(wú)變化而減少數(shù)據(jù)量。時(shí)鐘產(chǎn)生電路13在保持參照外部時(shí)鐘的時(shí)鐘下，使測(cè)試時(shí)鐘的特定的時(shí)鐘僅錯(cuò)開(kāi)指定寬度，因此可壓縮測(cè)試時(shí)序。接著，參照?qǐng)D5針對(duì)監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212的頻率測(cè)定來(lái)說(shuō)明。圖5是不是監(jiān)控區(qū)塊電路21及212的電路圖的一例的圖。參照?qǐng)D5，監(jiān)控區(qū)塊電路21:包含保持值的FF57 ;依照溫度及電壓振蕩的環(huán)式振蕩器(ring oscillator) (RO) 59 ;計(jì)測(cè)R059的振蕩次數(shù)的計(jì)數(shù)器(counter) 61。監(jiān)控區(qū)塊電路接受測(cè)定開(kāi)始、結(jié)束指示，計(jì)測(cè)在指定的時(shí)間^@的時(shí)鐘的整數(shù)倍)內(nèi)的振蕩次數(shù)，輸出計(jì)數(shù)器61測(cè)定的測(cè)定頻率。為了降低測(cè)定頻率的差異，在測(cè)試單位電路15不僅搭載監(jiān)控區(qū)塊電路21:，也搭載同樣構(gòu)成的監(jiān)控區(qū)塊電路212，若增加各監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212所具備的R059的段數(shù)的話較佳。此外，R059的電路不限于NAND電路和/或NOT電路。而且如圖5所示，通過(guò)按每一監(jiān)控區(qū)塊電路21:及212附加未使用時(shí)切斷電源的電源切斷電路63，可防止監(jiān)控區(qū)塊電路211及212在未使用時(shí)R059的劣化。
此外，由監(jiān)控區(qū)塊電路得到的測(cè)定頻率包含由制造上的個(gè)別差異造成的變動(dòng)量SF”因此，溫度電壓測(cè)定部9使用測(cè)定頻率與初次的測(cè)定頻率的差的差頻率AFi=(Fi+6 Fi)- (Fi0+6 Fi0)= (Fi-Fi0)+ ( S Fi-S Fi(l)，取代測(cè)定頻率Fi,估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。據(jù)此，可降低由制造上的個(gè)別差異造成的變動(dòng)量SFi的影響，因此能更高精度地估計(jì)溫度及電壓。以下使用圖6針對(duì)使用測(cè)試時(shí)的R059的溫度及電壓的測(cè)定來(lái)說(shuō)明。圖6是不是R059的頻率對(duì)溫度的特性的一例的圖。參照?qǐng)D6，3種環(huán)式振蕩器ROl、R02及R03，其各自頻率對(duì)溫度或電壓的變化的變化率不同。通過(guò)使用這種多個(gè)RO進(jìn)行測(cè)定，可進(jìn)行溫度及電壓的估計(jì)。因此，與近似式(I)一樣，可由多個(gè)R059的頻率測(cè)定值使用例如以下的式(2)估計(jì)溫度T及電壓V。此處，B1,匕、C1Upe1等為在各RO決定的已知的參數(shù)，在圖2的步驟ST005中，使用例如像多重回歸分析(multiple regression analysis)的方法以模擬求得。F:、F2、F3為在各RO中被測(cè)定的頻率。因此，可由式(2)求得測(cè)試時(shí)的溫度T。及電壓V。。此外，式(I)及式(2)為了提高近似的精度，例如也可以通過(guò)以分段函數(shù)(亦即將溫度及電壓的范圍分段并決定系數(shù))來(lái)提高近似的精度。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，能檢測(cè)具有執(zhí)行測(cè)試內(nèi)容的檢測(cè)對(duì)象電路部的半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化，包含 測(cè)定單元，測(cè)定所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓； 決定單元，在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部判別所述測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率；以及 算出單元，使用所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)所述換算出的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量， 所述半導(dǎo)體集成電路具有監(jiān)控區(qū)塊電路，該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的值， 所述測(cè)定單元具有估計(jì)單元，該估計(jì)單元在每次進(jìn)行測(cè)試時(shí)，根據(jù)在所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓下動(dòng)作的所述監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控到的值來(lái)估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的值， 所述算出單元將所述估計(jì)單元估計(jì)的溫度及電壓的值用作所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成所述基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置， 所述半導(dǎo)體集成電路包含n個(gè)所述監(jiān)控區(qū)塊電路，其中n為2以上的整數(shù)， 所述測(cè)定單元測(cè)定作為各監(jiān)控區(qū)塊電路中的預(yù)定的時(shí)間內(nèi)的振蕩次數(shù)而得到的測(cè)定頻率Fi,其中i為n以下的自然數(shù)， 所述估計(jì)單元通過(guò)計(jì)算式(eql)的系數(shù)a p 0、a ' t及0 '，估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值， T = YjaiFi+ VCeqD
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置， 所述估計(jì)單元通過(guò)將溫度范圍或電壓范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)a p 0、a ',及0 '，或者將溫度范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)^及P，并且將電壓范圍分段成多個(gè)且按每個(gè)該分段計(jì)算式(eql)的所述系數(shù)a ',及0 '，從而估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體裝置， 所述估計(jì)單元使用作為所述測(cè)定頻率Fi與初次的測(cè)定頻率Fitl的差的差頻率AFi,取代式(eql)的所述測(cè)定頻率匕，估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 還包含存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)所述測(cè)定單元測(cè)定的測(cè)定值及所述決定單元決定的最大測(cè)試動(dòng)作頻率的組合， 所述算出單元使用所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的測(cè)定值及最大測(cè)試動(dòng)作頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率是進(jìn)行從所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的不同測(cè)試時(shí)的多個(gè)最大測(cè)試動(dòng)作頻率除去隨機(jī)噪聲的運(yùn)算而決定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 所述測(cè)定單元測(cè)定預(yù)定的測(cè)試動(dòng)作頻率下的測(cè)試時(shí)的初始溫度及初始電壓， 所述決定單元一邊使用所述基準(zhǔn)溫度及所述基準(zhǔn)電壓和上次的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，一邊決定所述初始溫度及所述初始電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率候補(bǔ)，在增加頻率后使頻率減少，或僅使頻率增加或僅使頻率減少，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 準(zhǔn)備每一被測(cè)試的路徑的長(zhǎng)度均不同的測(cè)試內(nèi)容。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 能夠依照容許測(cè)試時(shí)序及/或所述劣化量的值來(lái)變更測(cè)試內(nèi)容及/或測(cè)試順序。
10.一種半導(dǎo)體裝置，能檢測(cè)具有執(zhí)行測(cè)試內(nèi)容的同種的多個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的差異，包含 測(cè)定單元，測(cè)定所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓； 決定單元，在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部判別所述測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行，將所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率決定為最大測(cè)試動(dòng)作頻率；以及 算出單元，使用所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)所述換算出的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示差異的程度的差異量， 所述半導(dǎo)體集成電路具有監(jiān)控區(qū)塊電路，該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的值， 所述測(cè)定單元具有估計(jì)單元，該估計(jì)單元在每次進(jìn)行測(cè)試時(shí)，根據(jù)在所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的下動(dòng)作的所述監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控到的值來(lái)估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的值， 所述算出單元將所述估計(jì)單元估計(jì)的溫度及電壓的值用作所述測(cè)定單元測(cè)定的溫度及電壓的值，將所述決定單元決定的所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成所述基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率。
11.一種檢測(cè)方法，能檢測(cè)同一個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化或同種的多個(gè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的差異， 所述半導(dǎo)體集成電路的檢測(cè)對(duì)象電路部中的動(dòng)作頻率與溫度及電壓的關(guān)系的特性通過(guò)近似式近似， 所述檢測(cè)方法包含 測(cè)定單元測(cè)定溫度及電壓的值的步驟； 決定單元作為在所述半導(dǎo)體集成電路的檢測(cè)對(duì)象電路部中測(cè)試內(nèi)容在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率而決定最大測(cè)試動(dòng)作頻率的步驟；以及 算出單元使用所述溫度及電壓的值以及所述最大測(cè)試動(dòng)作頻率，依照所述近似式算出基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率，并且也根據(jù)所述算出的最大測(cè)試動(dòng)作頻率算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量或表示差異的程度的差異量的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測(cè)方法，所述半導(dǎo)體集成電路包含n個(gè)監(jiān)控區(qū)塊電路，所示監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供所述測(cè)定單元測(cè)定所述溫度及電壓的值的值，其中n為2以上的整數(shù)， 所述測(cè)定的步驟包含所述測(cè)定單元進(jìn)行的如下的步驟 頻率測(cè)定步驟，測(cè)定作為在各監(jiān)控區(qū)塊電路中的預(yù)定的時(shí)間內(nèi)的振蕩次數(shù)而得到的測(cè)定頻率Fi ；以及 估計(jì)步驟，通過(guò)計(jì)算式(eq2)的系數(shù)a p 0、a ',及0 '，估計(jì)所述檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度T及電壓V的值， 其中i為n以下的自然數(shù)， T = J^aiFi+P, /=J n坨) F = |>W. /=1o
13.一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求11或12所述的檢測(cè)方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置等，即使是在測(cè)試環(huán)境變動(dòng)的情形下，也能更高精度地判斷半導(dǎo)體集成電路的動(dòng)作性能。一種半導(dǎo)體裝置，能檢測(cè)半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的劣化，包含測(cè)定單元，測(cè)定溫度及電壓；決定單元，在各測(cè)試動(dòng)作頻率下對(duì)檢測(cè)對(duì)象電路部判別測(cè)試內(nèi)容是否在容許測(cè)試時(shí)序內(nèi)被執(zhí)行，決定所執(zhí)行的最大的測(cè)試動(dòng)作頻率；算出單元，將最大測(cè)試動(dòng)作頻率換算成基準(zhǔn)溫度及基準(zhǔn)電壓下的最大測(cè)試動(dòng)作頻率并且也算出表示劣化的狀態(tài)的劣化量，半導(dǎo)體集成電路具有監(jiān)控區(qū)塊電路，該監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控用于供測(cè)定單元測(cè)定溫度及電壓的值的值，測(cè)定單元具有根據(jù)監(jiān)控區(qū)塊電路監(jiān)控的值估計(jì)檢測(cè)對(duì)象電路部的溫度及電壓的值的估計(jì)單元，算出單元使用估計(jì)單元所估計(jì)的溫度及電壓的值。
文檔編號(hào)G01R31/28GK102812373SQ20118001411
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者佐藤康夫, 梶原誠(chéng)司, 井上美智子, 米田友和, 李賢彬, 三浦幸也 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人九州工業(yè)大學(xué), 國(guó)立大學(xué)法人奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué), 公立大學(xué)法人首都大學(xué)東京