專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)輸入/輸出焊盤(pad)的半導(dǎo)體器件，尤其涉及能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)量的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
作為一種最近發(fā)展的半導(dǎo)體器件制造技術(shù)，將許多半導(dǎo)體器件封裝在塑料殼中以形成一種高性能LSI(大規(guī)模集成電路)。高性能的代表有SIP(封裝的系統(tǒng)，System In Package)，其中不同種類的LSI例如系統(tǒng)或微處理器和存儲(chǔ)器件封裝在一個(gè)外殼中；以及MCP(多芯片封裝，Multi-Chip Package)，其中將相同種類的LSI例如存儲(chǔ)器件封裝在一個(gè)外殼中。
SIP或MCP中的各個(gè)半導(dǎo)體器件的一些輸入和輸出焊盤從該外殼中引出以成為SIP或MCP的輸入/輸出引腳，其它輸入/輸出焊盤只是在這些器件之間相互連接而沒有從外殼中引出。由于這個(gè)原因，為了測試這些器件的操作特性，必須在它們?cè)诰蠈?duì)或者在將它們封裝到SIP或MCP的外殼中之前對(duì)這些器件進(jìn)行測試。
通過使LSI測試機(jī)的探針(probe)與器件的焊盤接觸來進(jìn)行在晶片上的測試(下面稱為“探針測試(proling test)”)。該探針測試通常在LSI測試機(jī)中的測試信號(hào)激勵(lì)器和響應(yīng)信號(hào)比較器的數(shù)目所許可的范圍內(nèi)同時(shí)針對(duì)許多器件進(jìn)行以便減少測試時(shí)間。
由SIP和MCP所實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)日益變得精密和復(fù)雜，這些SIP和MCP需要具有較大的數(shù)據(jù)總線寬度，因此需要具有大量輸入/輸出焊盤。具體地說，例如過去具有16位或32位數(shù)據(jù)總線的存儲(chǔ)器件如今需要具有64位或128位數(shù)據(jù)總線，即64或128個(gè)輸入/或輸出焊盤。
對(duì)于具有如此大量的輸入/輸出焊盤的器件的探針測試基本上是通過使測試機(jī)探針與所有在該器件上緊密排列的焊盤接觸來進(jìn)行的。因此，該測試機(jī)需要大量信號(hào)激勵(lì)器和比較器分配給一個(gè)器件，從而導(dǎo)致一次只能測試有限數(shù)量的器件。
作為對(duì)具有大量輸入/輸出焊盤的器件進(jìn)行探針測試同時(shí)一次處理足夠數(shù)量的器件的方案，在日本特許公開No.10-3800和日本特許公開No.11-16391中曾經(jīng)提出一種輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試的方案。在該焊盤數(shù)量壓縮測試中，使用每個(gè)測試探針來與代表一定數(shù)量焊盤的一個(gè)輸入/輸出焊盤(探針焊盤)進(jìn)行信號(hào)交換，而不是與所有焊盤進(jìn)行信號(hào)交換。其它焊盤(探針外焊盤)具有與探針焊盤共同的內(nèi)部信號(hào)通道，從而，與所述一定數(shù)量的輸入/輸出焊盤相對(duì)應(yīng)的所有內(nèi)部電路被供以一共同信號(hào)。
從內(nèi)部電路到所有焊盤的輸出信號(hào)具有固定的邏輯電平，作為驗(yàn)證結(jié)果傳送給探針焊盤，從而對(duì)于特定數(shù)量的輸入/輸出焊盤進(jìn)行驗(yàn)證該器件的功能特性的AC測試。因此，進(jìn)行一個(gè)器件的探針測試所需要的與輸入/輸出焊盤接觸的測試探針的數(shù)量降低至所述特定數(shù)目的倒數(shù)(reciprocal)，從而可以處理足夠數(shù)量的器件進(jìn)行同時(shí)測量。
但是，基于使探針與所有焊盤接觸的傳統(tǒng)基本探針測試的困難在于，難以按微結(jié)構(gòu)焊盤間隔使探針對(duì)準(zhǔn)。因此，該方案的問題在于，器件的焊盤間隔可能受到探針排列間隔極限的限制。
另一個(gè)問題在于，即使測試機(jī)探針可以與寬總線器件的所有焊盤接觸，也需要大量用于通過探針與該器件進(jìn)行信號(hào)交換的激勵(lì)器和比較器，從而導(dǎo)致可以同時(shí)進(jìn)行探針測試處理的器件數(shù)量更少，因此，由于測試效率降低，增加了測試時(shí)間和成本。
基于焊盤數(shù)量壓縮測試方案的傳統(tǒng)探針測試的另一個(gè)問題在于，探針只是與代表特定數(shù)量的焊盤的一個(gè)輸入/輸出焊盤接觸，從而使得剩下的沒有直接信號(hào)交換的焊盤被排除在用于測量輸入/輸出漏泄電流(漏泄電流測試)和探測線路斷開(開路測試(open-line test))的測試之外。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的至少一個(gè)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種寬總線半導(dǎo)體器件及其探針測試方法，該方法基于上述輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試方案，能夠?qū)Ω鱾€(gè)輸入/輸出焊盤進(jìn)行漏泄電流測試和開路測試，同時(shí)一次處理足夠數(shù)量的器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種適合輸入/輸出焊盤數(shù)目壓縮測試方案的半導(dǎo)體器件，它包括探針焊盤，它是輸入/輸出焊盤中的任一個(gè)并且與測試機(jī)探針接觸；至少一個(gè)探針外焊盤，它是輸入/輸出焊盤中的任一個(gè)，不與測試機(jī)探針接觸；以及至少一個(gè)開關(guān)元件，它們連接在探針和探針外焊盤之間，其中所述探針焊盤和探針外焊盤構(gòu)成共同焊盤組，測試信號(hào)通過探針焊盤共同輸入/輸出，所述開關(guān)元件由在測試時(shí)變?yōu)橛行У拈_關(guān)控制信號(hào)來促動(dòng)。
在該半導(dǎo)體器件中，在測試時(shí)通過開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通用于進(jìn)行焊盤數(shù)量壓縮測試的共同焊盤組的探針焊盤和至少一個(gè)探針外焊盤之間的開關(guān)元件，由此使探針外焊盤與探針焊盤電連接。
由于用于焊盤數(shù)量壓縮測試的共同焊盤組的焊盤之間通過至少一個(gè)開關(guān)元件連通，所以可以通過探針焊盤測量出探針外焊盤的漏泄電流。即使在允許測試機(jī)探針在焊盤數(shù)量壓縮AC測試中只是與探針焊盤接觸的情況下，也可以測量出包括探針焊盤和探針外焊盤在內(nèi)的所有輸入/輸出焊盤的漏泄電流。
該半導(dǎo)體器件使得能夠采用對(duì)于AC測試有效的焊盤數(shù)量壓縮測試模式進(jìn)行漏泄電流測量測試，所述焊盤數(shù)量壓縮測試模式是為了克服下述問題，即焊盤(輸入/輸出焊盤)間隔受到探針測試的探針排列間隔極限的限制，并且同時(shí)進(jìn)行探針測試的器件數(shù)量由于探針的數(shù)量增加而受到限制。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)目的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括開關(guān)元件，它們由在測試時(shí)起作用的開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通；以及與輸入/輸出焊盤連接的公共測試線，其中相鄰輸入/輸出焊盤通過開關(guān)元件與不同的公共測試線連接，或者，在線性排列的輸入/輸出焊盤中的每隔一個(gè)的輸出/輸出焊盤通過開關(guān)元件與公共測試線中的任何一個(gè)連接。
該半導(dǎo)體器件使得能夠通過在這些焊盤之間設(shè)定合適的偏壓極性和電壓差來測量出在相鄰輸入/輸出焊盤之間尤其是在具有二極管特性漏泄電流通道的焊盤之間的漏泄電流。
根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的半導(dǎo)體器件測試方法，其特征在于包括以下操作步驟使共同焊盤組的焊盤和半導(dǎo)體器件的內(nèi)部電路之間的信號(hào)通道停用(deactive)；導(dǎo)通位于探針焊盤和在至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤之間的開關(guān)元件；并且測量出流經(jīng)該探針焊盤的漏泄電流。
在該半導(dǎo)體器件測試方法中，使共同焊盤組的輸入/輸出焊盤與內(nèi)部電路絕緣，該探針焊盤和在至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤通過至少一個(gè)開關(guān)元件連接，并且通過該探針焊盤測量相連的探針焊盤和被測試焊盤的總漏泄電流。
對(duì)于焊盤數(shù)量壓縮測試，由于共同焊盤組的輸入/輸出焊盤之間通過至少一個(gè)開關(guān)元件導(dǎo)通，所以可以通過探針焊盤測量出被測試焊盤的漏泄電流。在焊盤數(shù)量壓縮AC測試中，即使在允許測試機(jī)探針只與探針焊盤接觸的情況中，也可以測量出包括探針焊盤和探針外焊盤在內(nèi)的所有輸入/輸出焊盤的漏泄電流。
該半導(dǎo)體器件測試方法能夠在對(duì)AC測試有效的焊盤數(shù)量壓縮測試模式下進(jìn)行漏泄電流測量測試，該焊盤數(shù)量壓縮測試模式是為了克服下述問題，即，焊盤間隔受到探針測試的探針排列間隔的極限的限制，并且由于探針數(shù)量增加而使同時(shí)進(jìn)行探針測試的器件數(shù)量受到限制。
根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)方面的半導(dǎo)體器件測試方法其特征在于以下操作步驟導(dǎo)通位于探針焊盤和至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤之間的開關(guān)元件；啟用被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器；并且取消輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試的狀態(tài)；通過探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸出；并且從探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸出。
在該半導(dǎo)體器件測試方法中，導(dǎo)通至少一個(gè)開關(guān)元件以使被測試探針外焊盤與探針焊盤連接，啟用正被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器以啟用信號(hào)輸入，并且取消焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)。在信號(hào)輸入步驟中，通過開關(guān)元件從探針焊盤將測試信號(hào)輸入被測試焊盤。之后，使被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器轉(zhuǎn)為能夠進(jìn)行信號(hào)輸出的狀態(tài)，并且在信號(hào)輸出步驟中，通過開關(guān)元件從被測試焊盤中讀出信號(hào)給探針焊盤。
由于通過開關(guān)元件在探針焊盤和被測試焊盤之間建立的信號(hào)通道，所以通過該信號(hào)通道可以探測到被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器的信號(hào)輸入/輸出，這樣就可以通過探針焊盤檢查在被測試焊盤與輸入/輸出緩沖器的信號(hào)輸入通道和信號(hào)輸出通道之間的斷路。即使在焊盤數(shù)量壓縮AC測試中與探針焊盤接觸的情況中，也可以對(duì)包括探針焊盤和探針外焊盤在內(nèi)的所有輸入/輸出焊盤進(jìn)行開路測試。
根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)方面的半導(dǎo)體器件測試方法其特征在于以下操作步驟導(dǎo)通位于探針焊盤和至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤之間的開關(guān)元件，并且使被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器停用；在輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)下通過探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸入；啟用被測試焊盤的輸出緩沖器部分；并且在信號(hào)輸出之前取消輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)；從探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸出。
或者，該方法的特征在于以下操作步驟在輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)下通過探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸入；導(dǎo)通位于探針焊盤和至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤之間的開關(guān)元件，啟用被測試焊盤的輸出緩沖器部分，并且在信號(hào)輸出之前取消輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)；從探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸出。
在這個(gè)半導(dǎo)體器件測試方法中，測試信號(hào)是在焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)下輸入的，之后取消該焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)并且將測試信號(hào)輸出給共同焊盤組的所有焊盤。通過開關(guān)元件并且從探針焊盤中讀出釋放給被測試焊盤的信號(hào)。開關(guān)元件的導(dǎo)通可以在信號(hào)輸入之前或之后。如果開關(guān)元件在信號(hào)輸入之前導(dǎo)通，則輸入/輸出緩沖器保持停用。
由于通過開關(guān)元件建立了從被測試焊盤到探針焊盤的信號(hào)通道，通過該通道可以探測被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器的信號(hào)輸出，所以可以通過探針焊盤檢查被測試焊盤和輸入/輸出緩沖器的信號(hào)輸出通道之間的斷路。即使在焊盤數(shù)量壓縮AC測試中只允許測試機(jī)探針與探針焊盤接觸，也可以對(duì)包括探針焊盤和探針外焊盤在內(nèi)的所有輸入/輸出焊盤進(jìn)行開路測試。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種測試半導(dǎo)體器件的方法，該方法適用于輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試方案，其中使在輸入/輸出焊盤中將與測試機(jī)探針接觸的一個(gè)探針焊盤和不與測試機(jī)探針接觸的至少一個(gè)探針外焊盤作為一個(gè)共同焊盤組，通過該探針焊盤向焊盤共同地輸入/輸出一個(gè)測試信號(hào)，該方法包括以下幾個(gè)操作步驟在輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試狀態(tài)下通過探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸入；取消輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試的狀態(tài)；進(jìn)行測試信號(hào)的輸出，該測試信號(hào)在信號(hào)輸入步驟中通過探針焊盤輸入給至少一個(gè)探針外焊盤中的被測試焊盤；保持被測試焊盤的輸入/輸出緩沖器的停用狀態(tài)，以便保持測試信號(hào)向被測試焊盤的輸出；通過被測試焊盤進(jìn)行信號(hào)輸入；設(shè)定輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試的狀態(tài)；從探針焊盤進(jìn)行信號(hào)輸出。
根據(jù)這個(gè)方案，即使在半導(dǎo)體設(shè)備沒有測試線和開關(guān)元件的情況中，也可以測量出探針外焊盤的漏泄電流。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明時(shí)從下面的詳細(xì)說明中可以更加全面地理解本發(fā)明的上述和其它目的和新穎特征。但是，尤其要知道的是，這些附圖只是為了舉例說明，而不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。


圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施方案的示意性方框圖；圖2為第一實(shí)施方案的操作流程圖；圖3為第一實(shí)施方案的第一變型的操作流程圖；圖4為第一實(shí)施方案的第二變型的操作流程圖；圖5為第一實(shí)施方案的第三變型的操作流程圖；圖6為第一實(shí)施方案的第四變型的操作流程圖；圖7為為本發(fā)明的第二實(shí)施方案的示意性方框圖；圖8為第二實(shí)施方案的第一變型的操作流程圖；圖9為第二實(shí)施方案的第二變型的操作流程圖；圖10為本發(fā)明第三實(shí)施方案的示意性方框圖；圖11為在圖10中所示的電平移動(dòng)器的示意性電路圖；圖12為本發(fā)明第四實(shí)施方案的操作流程圖；圖13為第四實(shí)施方案的操作流程圖；圖14為本發(fā)明的第五實(shí)施方案的第一變型的示意性電路圖；圖15為第五實(shí)施方案的第一變型的示意性電路圖；圖16為開關(guān)元件的示意性電路圖；圖17為第五實(shí)施方案的第二變型的示意性電路圖；
圖18為第五實(shí)施方案的第三變型的示意性電路圖；圖19為第五實(shí)施方案的第四變型的示意性電路圖；圖20為第五實(shí)施方案的第五變型的示意性電路圖；圖21為第五實(shí)施方案的第六變型的示意性電路圖；圖22為第五實(shí)施方案的第七變型的示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其測試方法尤其是第一至第五實(shí)施方案進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施方案的方框圖，顯示出包括用于輸入/輸出焊盤數(shù)量壓縮測試的共同焊盤組的輸入/輸出焊盤P0-P4的半導(dǎo)體器件的電路部分。測試機(jī)TS的探針Pr0與被指定為探針焊盤的輸入/輸出焊盤P0接觸。沒有與測試機(jī)探針Pr0接觸的其它輸入/輸出焊盤P1-P4為探針外焊盤。顯然，探針外焊盤的數(shù)量(在該實(shí)施例中為四個(gè))可以更多或者更少。
如在該圖中所示，這些焊盤P0-P4具有各設(shè)置成在MOS晶體管的柵極上接收輸入信號(hào)的相關(guān)輸入緩沖器I0-I4以及各具有源驅(qū)動(dòng)(source-drive)PMOS晶體管和溝驅(qū)動(dòng)(sink-drive)NMOS晶體管的相關(guān)輸出緩沖器O0-O4。開關(guān)元件SW0-SW4連接在輸入/輸出焊盤P0-P4和測試線L0之間。
來自輸入/輸出焊盤Pn的信號(hào)線通過第一和第二金屬層利用位于第一和第二金屬層之間的觸點(diǎn)N12和N13與輸入緩沖器In和輸出緩沖器On連接。在金屬層和多晶硅層之間的觸點(diǎn)N14將來自焊盤Pn的金屬層信號(hào)線連接到輸入緩沖層In的多晶硅層的輸入端子。觸點(diǎn)N15和N16以及位于金屬層和擴(kuò)散層之間的觸點(diǎn)N11分別連接在輸出緩沖器On的PMOS和NMOS晶體管的源電極與源電壓線VDD和參考電壓線VSS之間，以及它們的漏極和輸入/輸出焊盤Pn之間。
響應(yīng)于用于DC測試的緩沖器控制信號(hào)T來啟用或停用輸出緩沖器O0-O4。否則，在如圖1所示的輸入緩沖器I0-I4設(shè)置成在MOS晶體管的柵極上接收輸入信號(hào)的情況中(其中在焊盤P0-P4和輸入緩沖器I0-I4之間沒有形成電流通道)，則不需要用于使這些輸入緩沖器啟用或停用的控制信號(hào)。在輸入緩沖器形成了通向這些焊盤的電流通道的情況中，該輸入緩沖器控制信號(hào)是必要的。在不使用通過輸入/輸出緩沖器進(jìn)行的信號(hào)交換而進(jìn)行漏泄電流測量的情況中，輸入緩沖器控制信號(hào)可以用控制信號(hào)T代替。對(duì)于伴隨有信號(hào)交換的開路測試而言，該輸入緩沖器控制信號(hào)最好與控制信號(hào)T分開。
雖然圖1顯示出通過公共控制信號(hào)T來控制所有輸出緩沖器O0-O4的情況，但是還有一種可選的可行方案是為各個(gè)輸出緩沖器提供不同的控制信號(hào)，從而可以單獨(dú)地對(duì)這些輸入/輸出焊盤進(jìn)行測試。這個(gè)情況同樣可以適用于控制輸入緩沖器。
同樣，雖然在圖中沒有顯示出，可以通過公共控制信號(hào)來控制用于共同焊盤組的開關(guān)元件SW0-SW4，或者可以通過單獨(dú)的控制信號(hào)來控制，從而使探針外焊盤P1-P4單獨(dú)與探針焊盤P0連接以進(jìn)行測試。前一控制方案主要對(duì)漏電測試有效，而后一控制方案主要對(duì)開路測試有效。
圖2至圖4顯示出基于圖1所示電路布置的漏泄電流測量操作的流程圖。在顯示出基本測量操作的圖2中，步驟S11共同焊盤組中的探針焊盤P0和探針外焊盤P1-P4中的一個(gè)被測試焊盤的輸入緩沖器和輸出緩沖器停用，從而經(jīng)過這些緩沖器的電流通道被阻斷以便對(duì)該焊盤進(jìn)行漏泄電流測量。在將測試信號(hào)輸入到輸入緩沖器的MOS晶體管的柵極的情況中(這種情況下沒有形成來自焊盤的電流通道)，則對(duì)于輸入緩沖器I0-I4而言顯然不需要該緩沖器的停用操作。在圖1所示的電路方框圖中，其中開關(guān)元件SW0-SW4連接在焊盤P0-P4和測試線L0之間，可以根據(jù)開關(guān)元件的任意組合操作來以探針外焊盤P1-P4的任意組合選擇所要測試的焊盤。
下一個(gè)步驟S12導(dǎo)通探針焊盤P0的開關(guān)元件SW0以及所選擇用于進(jìn)行測試的探針外焊盤的開關(guān)元件，由此使這些焊盤相互連接。在該狀態(tài)中，在步驟S13，測試機(jī)TS通過其探針P、O測量探針焊盤P0和被測試焊盤的總漏泄電流。該漏泄電流使得能夠在觸點(diǎn)形成過程中探測出這些觸點(diǎn)N11-N14中的缺陷。
探針焊盤P0的漏泄電流總是包含在測量結(jié)果中?？梢酝ㄟ^關(guān)掉所有開關(guān)元件測量出單獨(dú)的探針焊盤P0的漏泄電流，從而可以將被測試焊盤的漏泄電流確定為在導(dǎo)通焊盤的開關(guān)元件之前和之后所測量出的漏電流的差值。開關(guān)元件SW0在測試期間保持導(dǎo)通，并且因此可以使用另一種方案在不使用圖1中的開關(guān)元件的情況下將探針焊盤P0直接連接在測試線L0上。
在針對(duì)半導(dǎo)體器件的最終檢查而進(jìn)行的DC測試中，可以通過單次測量操作來探測出在任意輸入/輸出焊盤的漏電流方面的有缺陷器件，這是通過接通共同焊盤組的所有焊盤P0-P4來進(jìn)行的，由此可以減少測試時(shí)間。
圖3顯示出基于第一實(shí)施方案的第一變型的漏電流測量操作的流程圖。與圖2所示第一實(shí)施方案的情況一樣，步驟S21使共同焊盤組的探針焊盤P0以及共同焊盤的探針外焊盤P1-P4中的被測試焊盤的輸入緩沖器和輸出緩沖器停用。接下來，步驟S22導(dǎo)通開關(guān)元件SW0，該開關(guān)在探針外焊盤P1-P4的DC測試期間一直導(dǎo)通。該步驟S22在使探針焊盤P0與測試線L0直接連接而沒有使用開關(guān)元件SW0的情況中是不必要的。
接下來，步驟S23從探針焊盤P0開始測量這些焊盤的漏泄電流。步驟S24檢查是否已經(jīng)選擇了要測試的焊盤的所有開關(guān)元件。如果判斷出所有開關(guān)元件已選擇完(在S24處為“是”)，測量操作終止。否則(在S24處為“否”)，步驟S25關(guān)斷已經(jīng)經(jīng)過測試的探針外焊盤，即在步驟S23中上一個(gè)測試的焊盤的開關(guān)元件步驟S26導(dǎo)通下一個(gè)被測試焊盤的開關(guān)元件，程序返回到步驟S23測量焊盤的漏泄電流。
在圖3中所示的這個(gè)變化實(shí)施方案的測量操作用來通過順序?qū)ㄩ_關(guān)元件SW1-SW4一次測量探針外焊盤P1-P4中的一個(gè)焊盤的漏泄電流。因此，所有探針外焊盤P1-P4和通過關(guān)斷所有開關(guān)元件SW0-SW4所處理的探針焊盤P0的漏泄電流可以單獨(dú)測量。
圖4顯示出基于第一實(shí)施方案的第二變型的漏泄電流測量的流程圖。步驟S31與圖2和圖3中所示實(shí)施方案的情況一樣，使共同焊盤組的探針焊盤P0以及共同焊盤組的探針外焊盤P1-P4中的被測試焊盤的輸入緩沖器和輸出緩沖器停用。接下來，步驟S32導(dǎo)通開關(guān)元件SW0，該元件在探針外焊盤P1-P4的DC測試期間一直導(dǎo)通。該步驟S32在沒有使用開關(guān)元件SW0而將探針焊盤P0直接連接在測試線L0上的情況中是不需要的。
接下來，步驟S33從探針焊盤P0開始測量這些焊盤的漏泄電流。步驟S34檢查是否已經(jīng)選擇了所要測試的焊盤的所有開關(guān)元件。直到這個(gè)步驟的操作與圖3的第一變化實(shí)施方案相同。
在判斷出所有開關(guān)元件都已被選擇時(shí)(在S34處為“是”)，測量操作終止。否則(在S34處為“否”)，步驟S35導(dǎo)通接下來要測試的焊盤的開關(guān)元件。與第一變化實(shí)施方案不同的是，在步驟S33中的被測試焊盤的開關(guān)元件保持導(dǎo)通，因此選定用于測量的另一個(gè)探針外焊盤附加地連接在探針焊盤P0上。程序回到步驟S33以測量出這些焊盤的漏電流。
在第二變化實(shí)施方案中，探針外焊盤P1-P4的開關(guān)元件SW1-SW4順序且累積地導(dǎo)通。每個(gè)焊盤的漏泄電流可以通過計(jì)算出兩個(gè)相鄰測量的漏泄電流的差異來確定。這個(gè)變化實(shí)施方案相對(duì)于圖3的第一變化實(shí)施方案簡化了各個(gè)焊盤的漏泄電流測量，這是因?yàn)槿∠碎_關(guān)元件關(guān)斷步驟。如在第一變化實(shí)施方案的情況中一樣，探針焊盤P0的漏泄電流是通過關(guān)斷所有開關(guān)元件SW0-SW4來測量出。
雖然在圖1中所示的第一實(shí)施方案在焊盤P0-P4和測試線L0之間設(shè)有開關(guān)元件SW0-SW4，但是即使在通過開關(guān)元件使這些P0-P4直接連接而沒有測試線L0的情況中，也可以應(yīng)用第二變化實(shí)施方案的基于焊盤的累積連接的漏泄電流測量操作。
圖5顯示出基于第一實(shí)施方案的第三變型的漏泄電流測量電路的方框圖。與其中共同焊盤組包括焊盤P0-P4的圖1方案不同的是，該變化實(shí)施方案具有包括焊盤P0、P2和P4在內(nèi)的一個(gè)共同焊盤組(E)以及包括焊盤P1和P3在內(nèi)的另一個(gè)共同焊盤組(O)，即相鄰焊盤屬于不同的焊盤組。
共同焊盤組(E)具有探針焊盤P0，并且共同焊盤組(O)具有探針焊盤P1，使這兩個(gè)探針焊盤分別與測試機(jī)TS的探針Pr0和Pr1接觸。共同焊盤組(E)和(O)分別具有單獨(dú)的測試線L0e和L0o。探針焊盤P0和探針外焊盤P2和P4通過由控制信號(hào)Te操縱的相應(yīng)開關(guān)元件與測試線L0e連接，探針焊盤P1和探針外焊盤P3通過由另一個(gè)控制信號(hào)To操縱的相應(yīng)開關(guān)元件與測試線l0o連接。這些焊盤P0-P4與相應(yīng)的輸入/輸出緩沖器IO0-IO4連接。
由于相鄰焊盤屬于不同的共同焊盤組(E)和(O)，所以可以基于將不同偏壓施加給這些共同焊盤組來測量出相鄰焊盤之間的漏泄電流。測試機(jī)TS可以隨意設(shè)定偏壓的大小和極性，并且它可以很容易地應(yīng)付對(duì)施加的電壓具有二極管特性的漏泄電流通道和具有非線性電阻特性的漏泄電流。這些共同焊盤組(E)和(O)的其余作用與在圖1至圖4中所示的前述實(shí)施方案相同。
圖6顯示出基于第一實(shí)施方案的第四變型的漏泄電流測量電路的方框圖。與其中每個(gè)焊盤通過測試線L0e和L0o與測試機(jī)TS連接的圖5的第三變化實(shí)施方案不同的是，開關(guān)元件設(shè)在相鄰的焊盤之間，通過這些開關(guān)元件被測試焊盤與探針焊盤連接。具體地說，焊盤P0、P2和P4通過開關(guān)元件Swe1和Swe2歸成一組以形成共同焊盤組(E)，并且焊盤P1和P3通過開關(guān)元件Swo1和Swo2歸成一組以形成另一個(gè)共同焊盤組(O)。
該實(shí)施方案以與圖5的第三變化實(shí)施方案相同的方式來測量相鄰焊盤的漏泄電流。共同焊盤組(E)和(O)的其余作用與在圖1、圖2和圖4中所示的前述實(shí)施方案相同。
圖7為本發(fā)明第二實(shí)施方案的方框圖，該圖顯示出包括用于焊盤數(shù)量壓縮測試的共同焊盤組的輸入/輸出焊盤P0-P2的半導(dǎo)體器件的電路部分。該電路布置能夠?qū)εc測試機(jī)TS的探針焊盤Pr0接觸的探針焊盤P0以及不與探針Pr0接觸的探針外焊盤P1和P2進(jìn)行開路測試。
該布置包括用于輸入/輸出焊盤P0-P2的輸入緩沖器I0-I2和輸出緩沖器O0-O2以及連接在焊盤P1和P2與測試線L0之間的開關(guān)元件，這些元件都與圖1的第一實(shí)施方案的相應(yīng)部件相同。在本實(shí)施方案中，測試線L0直接連接到探針焊盤P0。
通過輸入/輸出焊盤P0-P2處理的信號(hào)到達(dá)內(nèi)部信號(hào)存儲(chǔ)器ST比如存儲(chǔ)單元陣列或數(shù)據(jù)總線。通過控制信號(hào)C0-C2分別啟用或停用輸入緩沖器I0-I2和輸出緩沖器O0-O2。通過控制信號(hào)T1和T2分別導(dǎo)通或關(guān)斷連接探針外焊盤P1和P2與測試線L0的開關(guān)元件。
通過輸入緩沖器I0將輸入進(jìn)探針焊盤P0的信號(hào)傳送給信號(hào)存儲(chǔ)器ST，并且還傳送給探針外焊盤P1和P2的輸入選擇電路IS1和IS2。輸入選擇電路IS1和IS2還通過輸入緩沖器I1和I2接收探針外焊盤P1和P2上的信號(hào)。
信號(hào)存儲(chǔ)器ST將信號(hào)釋放給探針外焊盤P1和P2的輸出緩沖器O1和O2并且釋放給探針焊盤P0的輸出選擇電路OS。輸出選擇電路OS還接收比較電路CM的輸出信號(hào)，該比較電路接收將要傳送給探針焊盤P0和探針外焊盤P1和P2的信號(hào)存儲(chǔ)器ST的輸出信號(hào)。
輸入選擇電路IS1和IS2以及輸出選擇電路OS接收選擇信號(hào)SEL，響應(yīng)于該選擇信號(hào)，每個(gè)電路選擇兩個(gè)輸入信號(hào)中的一個(gè)用于正常的輸入/輸出操作或焊盤數(shù)量壓縮測試。比較電路CM在焊盤數(shù)量壓縮測試時(shí)判斷與焊盤P0-P2相關(guān)的輸出信號(hào)的均衡性。它將代表均衡性結(jié)果的輸出信號(hào)釋放給輸出選擇電路OS，并且通過探針焊盤P0將該信號(hào)傳送給測試機(jī)TS。輸入選擇電路IS1和IS2、輸出選擇電路OS和比較電路CM協(xié)同操作以完成焊盤數(shù)量壓縮測試功能。
輸入選擇電路IS1和IS2可以設(shè)計(jì)成將輸入緩沖器IO的輸出數(shù)據(jù)的反相數(shù)據(jù)(inverted data)傳送給信號(hào)存儲(chǔ)器ST，并且還將該反相數(shù)據(jù)輸入給比較電路CM。
圖8和圖9顯示出通過在圖7中所示的電路布置進(jìn)行的基于本發(fā)明第二實(shí)施方案的開路測試操作的流程圖。
在圖8的第二實(shí)施方案的第一變型中，步驟S41將探針外焊盤P1和P2中的一個(gè)被測試焊盤(焊盤P1)連接到探針焊盤P0。具體地說，通過啟用控制信號(hào)T1來導(dǎo)通探針外焊盤P1的開關(guān)元件。接下來，步驟S42通過控制信號(hào)C1使焊盤P1的輸入緩沖器I1停用，從而斷開了對(duì)于焊盤數(shù)量壓縮測試的測試信號(hào)而言不必要的信號(hào)通道。
在這些準(zhǔn)備步驟之后，步驟S43基于數(shù)量壓縮測試模式在由圖7中的(5)所示的信號(hào)路徑上進(jìn)行信號(hào)輸入。輸入到探針焊盤P0的測試信號(hào)通過輸入緩沖器I0存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST中用于P0的部分中，同時(shí)，通過輸入選擇電路IS1和IS2進(jìn)行選擇并且存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST中用于焊盤P1和P2的部分中。
接著，步驟S44通過控制信號(hào)C1啟用被測試焊盤P1的輸出緩沖器O1。控制信號(hào)C0和C2在這時(shí)無效，輸出緩沖器O0和O2保持停用。
步驟S45在由圖7中的(7)所示的信號(hào)路徑上進(jìn)行通常的信號(hào)輸出。在由存儲(chǔ)器ST從其相應(yīng)的部分向焊盤P0-P2釋放出的信號(hào)中，通過啟用的輸出緩沖器O1將該信號(hào)傳送給被測試焊盤P1，同時(shí)通過停用的輸出緩沖器O0和O2阻斷輸送給焊盤P0和P2的信號(hào)。由于被測試焊盤P1和探針焊盤P0之間的開關(guān)元件已經(jīng)在步驟S41導(dǎo)通，所以輸出給焊盤P1的信號(hào)通過焊盤P0和探針Pr0傳送給測試機(jī)TS，通過該測試機(jī)在步驟S46檢查該輸出信號(hào)。
這樣，可以驗(yàn)證從信號(hào)存儲(chǔ)器ST到輸出緩沖器O1以及到探針外焊盤P1的信號(hào)線的正常性，包括輸出緩沖器O1的操作。
在圖8的操作流程圖中，基于焊盤數(shù)量壓縮測試模式的信號(hào)輸入步驟S43一次性地將測試信號(hào)輸入給所有探針外焊盤P1和P2。
由此，在開路測試的開始可以一次性進(jìn)行信號(hào)輸入，隨后的信號(hào)輸出步驟S45讀出來自信號(hào)存儲(chǔ)器ST的信號(hào)，同時(shí)從探針外焊盤P1和P2中順序選擇出被測試焊盤。步驟S43的信號(hào)同時(shí)輸入操作減少了在DC測試中用于開路測試的時(shí)間。
輸入選擇電路IS1和IS2可以設(shè)計(jì)成具有用于輸入信號(hào)的邏輯反相功能。
通過針對(duì)探針外焊盤P1和P2的輸入選擇電路IS1和IS2交替地啟用和停用該邏輯反相功能，基于焊盤數(shù)量壓縮測試輸入的測試信號(hào)被視為具有用于焊盤P1和P2的交變邏輯電平并且被存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST中。因此，在步驟S45的順序信號(hào)輸出操作處的焊盤輸出信號(hào)具有相反的邏輯電平，從而使得測試機(jī)TS能夠即使在從焊盤P1和P2到測試機(jī)TS的信號(hào)線上存在大寄生電容的情況下也能在短時(shí)間內(nèi)接收到所述信號(hào)。
雖然在圖8中所示的第一變化實(shí)施方案中將焊盤P1連接到探針焊盤P0的步驟S41是在步驟S43處的信號(hào)輸入之前進(jìn)行的，但是步驟S41只需要在步驟S45的信號(hào)輸出開始之前進(jìn)行，并且它可以移到在步驟S43和S44之間或者在步驟S44和S45之間進(jìn)行。
雖然在圖8的這個(gè)變化實(shí)施方案中焊盤P1的輸入緩沖器I1在步驟S42處被停用，但是用于焊盤數(shù)量壓縮測試的輸入信號(hào)路徑是通過輸入選擇電路IS1來選擇的，因此可以取消輸入緩沖器停用的步驟S42。
圖9顯示出開路測試操作的第二實(shí)施方案的第二變型，其中在步驟S51在由圖7中(6)所示的信號(hào)路徑上進(jìn)行通常的信號(hào)輸入來代替在圖8的前一變化實(shí)施方案中基于焊盤數(shù)量壓縮測試功能的信號(hào)輸入。另外，在前一變化實(shí)施方案中停用焊盤P1的輸入緩沖器I1的步驟S42是不必要的，但是相反輸入緩沖器I1需要啟用。
輸入到探針焊盤P0的測試信號(hào)通過輸入緩沖器I0存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST的用于P0的部分中，并且同時(shí)通過由控制信號(hào)T1導(dǎo)通的開關(guān)元件傳送給被測試焊盤P1并且通過輸入緩沖器I1和輸入選擇電路IS1存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST的用于P1的部分中。這時(shí)，用于未被選擇的探針外焊盤P2的輸入緩沖器I2優(yōu)選通過使用控制信號(hào)C2來停用以便避免將焊盤P2上的電平不必要地輸送進(jìn)信號(hào)存儲(chǔ)器ST中。這個(gè)不必要的過程在焊盤P2沒有影響焊盤P1的開路測試的情況中可以忽略。
這樣，可以驗(yàn)證從探針外焊盤P1到輸入緩沖器I1以及到信號(hào)存儲(chǔ)器ST的信號(hào)線路，包括輸入緩沖器I1的操作，以及從信號(hào)存儲(chǔ)器ST到輸出緩沖器O1以及到探針外焊盤P1的信號(hào)線路，包括輸出緩沖器01的操作的正常性。
在圖9的變化實(shí)施方案中，選擇探針外焊盤P1來進(jìn)行測試，并且信號(hào)輸入步驟S51將測試信號(hào)存儲(chǔ)到信號(hào)存儲(chǔ)器ST中的用于P1的位置。這樣，選擇每個(gè)探針外焊盤進(jìn)行開路測試，該測試按如圖9所示的流程圖進(jìn)行。
作為該實(shí)施方案的另一個(gè)變型，信號(hào)輸入步驟S51可以改變成如在圖8的第一實(shí)施方案中基于焊盤數(shù)量壓縮測試模式的信號(hào)輸入步驟S43的情況中一樣，對(duì)探針外焊盤P1和P2中的所有被測試焊盤同時(shí)進(jìn)行信號(hào)輸入。在該情況中，步驟S41導(dǎo)通所述開關(guān)元件，從而使所有被測試焊盤與探針焊盤P0連接。
這樣，在開路測試開始時(shí)同時(shí)將測試信號(hào)輸入給所有被測試焊盤，并且隨后的信號(hào)讀出步驟S45順序從信號(hào)存儲(chǔ)器ST中讀出信號(hào)同時(shí)從探針外焊盤P1和P2中選擇一個(gè)在測試的焊盤。步驟S51的信號(hào)同時(shí)輸入操作減少了在DC測試中的開路測試所花的時(shí)間。
在圖7中所示的第二實(shí)施方案的信號(hào)存儲(chǔ)器ST可以是一種存儲(chǔ)單元陣列、數(shù)據(jù)總線或設(shè)在總線上的閂鎖電路。在不將測試信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中的布置的情況中，在有時(shí)候在用冗余存儲(chǔ)單元來替換由AC測試所探測到的有缺陷存儲(chǔ)單元之前執(zhí)行的DC測試中，可靠地讀出輸入且保持的信號(hào)。該DC測試不需要抑制由有缺陷的存儲(chǔ)單元引起的錯(cuò)誤信號(hào)的輸出的附加步驟，并且可以簡單可靠地進(jìn)行DC測試中的開路測試。
該第二實(shí)施方案還可以使用如圖5所示用于第一實(shí)施方案的第三變化實(shí)施方案的焊盤分組，或者如第一實(shí)施方案的第四變化實(shí)施方案的圖6所示將開關(guān)元件設(shè)置在相鄰焊盤焊盤之間，并且顯然可以實(shí)現(xiàn)如前面實(shí)施方案一樣的性能。
圖10顯示出在設(shè)在相鄰輸入/輸出焊盤Pk和Pk+1與測試線L0之間的開關(guān)元件SW周圍的電路布置的方框圖。作為半導(dǎo)體器件的總體設(shè)計(jì)方案，由于在焊盤Pk和Pk+1與輸入/輸出緩沖器IOk和IOk+1之間設(shè)有靜電保護(hù)電路ESD1，所以可以防止內(nèi)部輸入/輸出緩沖器IOk和IOk+1出現(xiàn)由來自焊盤Pk和Pk+1的靜電應(yīng)力引起的斷開。
但是，由于半導(dǎo)體的布局設(shè)計(jì)的原因，有時(shí)候，作為開關(guān)元件SW的開關(guān)晶體管M2直接連接在焊盤Pk和Pk+1上，而沒有通過靜電保護(hù)電路ESD1。在另一個(gè)情況中，如在焊盤Pk-1的情況中一樣通過靜電保護(hù)電路ESD1連接的開關(guān)晶體管M2由于在電路布置和晶體管電容方面的差異而實(shí)際上不能受到為輸入/輸出緩沖器IOk和IOk+1設(shè)計(jì)的保護(hù)電路ESD1的有效保護(hù)。
考慮到這一點(diǎn)，開關(guān)元件SW優(yōu)選設(shè)計(jì)成包括如在圖10中所示的它們自身的用于開關(guān)晶體管M2的靜電保護(hù)電路ESD2。該靜電保護(hù)電路ESD2由排放來自焊盤的靜電應(yīng)力的MOS晶體管M1和限流電阻器R1構(gòu)成。該開關(guān)晶體管M2連接到位于MOS晶體管M1和電阻器R1之間的節(jié)點(diǎn)上。MOS晶體管M1由于相對(duì)于具有更大門信號(hào)寬度(gatelength)的開關(guān)晶體管M2具有更小的門信號(hào)寬度，所以能更有效排放靜電應(yīng)力?？紤]到閂鎖效應(yīng)耐久性(latch-up durability)，這些靜電保護(hù)電路ESD1和ESD2優(yōu)選形成在不同的襯底區(qū)域中，或者通過防止雙極操作和可控硅操作的保護(hù)環(huán)隔開。
由于設(shè)有靜電保護(hù)電路ESD2，所以可以保護(hù)這些開關(guān)元件(晶體管)SW以免受到來自輸入/輸出焊盤的靜電應(yīng)力。由于在不同的襯底區(qū)域中形成靜電保護(hù)電路ESD1和ESD2或者通過由防止出現(xiàn)雙極操作和可控硅操作的保護(hù)環(huán)將它們隔開，所以可防止由閂鎖效應(yīng)(latch-up)等引起錯(cuò)誤操作。
開關(guān)晶體管M2在柵極上的控制信號(hào)Tk和Tk+1由電平移動(dòng)器LS移動(dòng)一個(gè)電平。具體地說，通過控制信號(hào)電壓來導(dǎo)通開關(guān)晶體管M2，該電壓高于施加在焊盤Pk和Pk+1上的輸入/輸出信號(hào)的高電平，且高于M2的閾電壓。因此，這些開關(guān)晶體管M2可以牢靠地導(dǎo)通，從而通過開關(guān)晶體管M2處理的信號(hào)的電平?jīng)]有變化。
通過低于施加在焊盤Pk和Pk+1上的輸入/輸出信號(hào)的低電平的控制信號(hào)電壓來關(guān)斷這些開關(guān)晶體管M2。因此，即使將其電壓低于輸入/輸出信號(hào)的低壓電平的負(fù)脈沖噪聲(undershoot noise)施加給焊盤Pk和Pk+1，也可以牢靠地關(guān)斷這些開關(guān)晶體管M2。
圖11顯示出在圖10中所示的電平移動(dòng)器的一種具體電路布置。該電平移動(dòng)器釋放出用于高電平電壓的升壓電壓(step-up voltage)VH和用于低電平電壓的負(fù)電壓VL。該升壓電壓VH可以是用于字線激勵(lì)信號(hào)的電壓或采用通過內(nèi)部降壓電源降壓的電源電壓的外部電源，并且負(fù)電壓VL可以是施加在p阱或p型襯底上的后門偏壓或用于字線停用信號(hào)的電壓。
該電平移動(dòng)器LS布置在兩級(jí)中，包括前級(jí)LS1和后級(jí)LS2。前級(jí)LS1的輸入信號(hào)1N具有電源電壓VDD或參考電壓VSS，該前級(jí)LS1將參考電壓電平從參考電壓VSS改變到負(fù)電壓VL。后級(jí)LS2將高電平電壓從電源電壓VDD改變至升壓電壓VH，并且釋放出輸出信號(hào)OUT，該信號(hào)的電壓在升壓電壓VH和負(fù)電壓VL之間。后級(jí)LS2在PMOS晶體管和NMOS晶體管的連接方面與前級(jí)LS1的設(shè)置相反。由于兩個(gè)級(jí)以類似的方式操作，所以下面詳細(xì)說明前級(jí)LS1。
首先，假定輸入信號(hào)IN為具有電源電壓VDD的電平的高電平信號(hào)。通過施加電源電壓VDD的反相器INV1將該信號(hào)IN輸入給PMOS晶體管M3的柵極，并且還輸送給被施以電源電壓VDD的另一個(gè)反相器INV2。柵極輸入為輸入信號(hào)IN的低電平反相信號(hào)的PMOS晶體管導(dǎo)通，從而將電壓VDD施加給NMOS晶體管M6的柵極，然后該NMOS晶體管導(dǎo)通。反相器INV2將高電平的再次反相的信號(hào)釋放給PMOS晶體管M5的柵極，然后該P(yáng)MOS晶體管M5關(guān)斷。因此，NMOS晶體管M6通過分壓NMOS晶體管M8提供用于輸出信號(hào)的負(fù)電壓VL，并且，參考電壓電壓從參考電壓VSS變換至負(fù)電壓VL。將該輸出信號(hào)輸入給NMOS晶體管M4的柵極，從而使它關(guān)斷，從而使負(fù)電壓VL通向NMOS晶體管M6的柵極的通道斷開。
接下來，假定輸入信號(hào)是具有參考電壓VSS的電平的低電平信號(hào)。反相器INV1釋放出反相的高電平反相信號(hào)，從而使得PMOS晶體管M3關(guān)斷，電壓VDD通向NMOS晶體管M6的柵極的通道斷開。反相器INV2將重新反相的低電平信號(hào)釋放給PMOS晶體管M5的柵極，然后該晶體管M5關(guān)斷。PMOS晶體管M5提供用于輸出信號(hào)的電源電壓VDD。將輸出信號(hào)輸入給NMOS晶體管M4的柵極，然后該NMOS晶體管M4導(dǎo)通以向NMOS晶體管M6的柵極施加負(fù)電壓VL，然后該NMOS晶體管M4保持關(guān)斷狀態(tài)。分壓晶體管M7和M8在它們的柵極上施加有電源電壓VDD，因此在它們的源極上形成的最大電壓被限制為減去電壓VDD減去閾值電壓。因此，施加在NMOS晶體管M4和M6(在它們的源極上施加有負(fù)電壓VL)的漏極上的最大電壓被限制為電壓VDD減去閾值電壓，并且可以將施加在NMOS晶體管M4和M6的源極和漏極之間的電壓保持在可電絕緣的電壓范圍內(nèi)。
具有從前級(jí)LS1輸出的電源電壓VDD或負(fù)電壓VL的電平的信號(hào)通過包括分壓晶體管在內(nèi)的反相器電路被反相，并且輸入給后級(jí)LS2。后級(jí)LS2偏移該高壓電平，并且釋放出具有升壓電壓VH或負(fù)電壓VL的電壓電平的輸出信號(hào)OUT。
回到圖10，測試線L0與箝位電路CL連接。箝位電路CL接收控制信號(hào)T，該信號(hào)在DC測試中變得有效，該箝位電路在控制信號(hào)無效時(shí)啟用。探針外焊盤的DC測試在箝位電路CL停用期間通過測試線L0進(jìn)行。電路CL在DC測試完成時(shí)啟用，從而將測試線L0固定在預(yù)定電壓上，使之除了在DC測試期間外不由于不存在通態(tài)開關(guān)元件而漂移。
圖12通過方框圖顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的具有焊盤數(shù)量壓縮測試模式的半導(dǎo)體器件SD。該電路布置是從圖7所示的第二實(shí)施方案衍化而來，取消了測試線L0和開關(guān)元件，并且它對(duì)于具有焊盤數(shù)量壓縮測試模式的半導(dǎo)體器件而言是一種通常的布置。探針外焊盤P1和P2的輸出緩沖器O1和O2是通過輸入控制信號(hào)SBY來停用的。假定輸入緩沖器I0-I2的輸入端子位于MOS晶體管的柵極上，并且沒有用于停用的控制信號(hào)。
圖13顯示出用于這種通常的半導(dǎo)體器件SD的探針外焊盤P1和P2的漏泄電流測量操作的流程圖。步驟S61基于焊盤數(shù)量壓縮測試模式將測試信號(hào)輸入給共同焊盤組的焊盤P0-P2。接下來，步驟S62取消焊盤數(shù)量壓縮測試模式，進(jìn)行通常的信號(hào)輸出操作。在信號(hào)輸出之后，步驟S63通過控制信號(hào)SBY使焊盤P1和P2的輸出緩沖器O1和O2停用。在經(jīng)過一定時(shí)間長度之后，步驟S64通過通常的信號(hào)輸入操作進(jìn)行另一個(gè)信號(hào)輸入。步驟S65基于焊盤數(shù)量壓縮測試模式將這些信號(hào)讀出給探針焊盤P0，并且步驟S66用測試機(jī)TS驗(yàn)證這些輸出信號(hào)。
在步驟S63和S64之間花費(fèi)的預(yù)定時(shí)間長度取決于探針外焊盤P1和P2的容許漏泄電流數(shù)值。步驟S62的輸出信號(hào)在輸出緩沖器O1和O2已經(jīng)在步驟S63處停用之后積累在探針外焊盤P1和P2、輸入緩沖器I1和I2、輸出緩沖器O1和O2以及線路的寄生電容中。這些累積的電荷作為漏泄電流逐漸排放出。通過將所述預(yù)定時(shí)間長度設(shè)定為寄生電容的焊盤電壓電平由于連續(xù)放電超過容許漏泄電流而反相的時(shí)間，從而，對(duì)于泄漏電流超過容許值的焊盤的電壓電平，第二信號(hào)的輸入通過邏輯反相而進(jìn)行。該測試機(jī)TS感測該反相信號(hào)以探測高于容許值的過大漏泄電流。
圖14為本發(fā)明的第五實(shí)施方案的概念圖。輸入/輸出焊盤1a-1d通過由開關(guān)控制信號(hào)TM導(dǎo)通的開關(guān)元件13a-13d與測試線14a、14b連接，從而輸入/輸出焊盤的數(shù)量被壓縮以便進(jìn)行運(yùn)行測試。在該情況中，如所示相鄰的焊盤與不同的測試線連接。
下面將對(duì)在圖14中所示的第五實(shí)施方案的具體電路布置即該第五實(shí)施方案的第一至第七變型進(jìn)行說明。
圖15顯示出第一變化實(shí)施方案。輸入/輸出焊盤1a-1d分別與輸入緩沖器11a-11d的輸入端子連接，從而輸入給輸入/輸出焊盤1a-1d的輸入信號(hào)通過輸入緩沖器11a-11d傳送給內(nèi)部電路。
輸入/輸出焊盤1a-1d還分別與輸出緩沖器12a-12d的輸出節(jié)點(diǎn)連接，從而來自內(nèi)部電路的輸出信號(hào)通過輸出緩沖器12a-12d被讀出給輸入/輸出焊盤1a-1d。
在輸入/輸出焊盤1a-1d中，每隔一個(gè)的輸入/輸出焊盤1a和1c通過開關(guān)元件13a和13c與測試線14a連接，而另外的每隔一個(gè)的輸入/輸出焊盤1b和1d通過開關(guān)元件13b和13d與測試線14b連接。
開關(guān)元件13a-13d接收在運(yùn)行測試時(shí)通過內(nèi)部電路而到達(dá)高電平的開關(guān)控制信號(hào)TM，并且還接收由反相器17a提供的其反相形式/TM。
如圖16所示，每個(gè)開關(guān)元件13a-13d都由一個(gè)傳輸門15形成。這些傳輸門15在它們的輸入端子SN1-SN4上接收開關(guān)控制信號(hào)TM，并且在它們的輸入端子SP1-SP4接收反相的/TM。
通過高電平開關(guān)控制信號(hào)TM和低電平信號(hào)/TM使傳輸門15導(dǎo)通，并且同時(shí)導(dǎo)通開關(guān)元件13a-13d。
在運(yùn)行測試時(shí)，響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)TM和/TM使輸入/輸出焊盤1a和1c短路，使輸入/輸出焊盤1b和1d短路，同時(shí)相鄰的焊盤沒有短路。
通過在該狀態(tài)中單獨(dú)將測試信號(hào)輸入給輸入/輸出焊盤1a和1b，從而在沒有將測試信號(hào)輸入到焊盤1c和1d中的情況下可以在相同的條件下測試所有的焊盤1a-1d。即，四個(gè)輸入/輸出焊盤1a-1d被壓縮成兩個(gè)焊盤1a和1b以進(jìn)行運(yùn)行測試。
在漏泄電流測試時(shí)，通過測試機(jī)將不同的電壓施加給輸入/輸出焊盤1a和1b，同時(shí)使所有的開關(guān)元件13a-13b保持導(dǎo)通。如果在焊盤1a和1b之間存在內(nèi)部短路的話，則通過測試機(jī)在流過焊盤1a和1b的漏泄電流方面對(duì)它進(jìn)行探測。
同樣，如果在焊盤1c和1d之間存在內(nèi)部短路的話，則通過測試機(jī)在流過焊盤1c和1d的漏泄電流方面對(duì)它進(jìn)行探測。
在半導(dǎo)體器件的正常操作中，這些開關(guān)控制信號(hào)TM和/TM分別為低和高電平，從而使得開關(guān)元件13a-13b保持關(guān)斷，并且使輸入/輸出焊盤1a-1d與測試線14a和14b斷開。輸入/輸出焊盤1a-1d通過普通線路(未示出)與內(nèi)部電路交換信號(hào)。
如上所述布置的半導(dǎo)體器件的測試電路實(shí)現(xiàn)了以下效果。
(1)由于壓縮了為進(jìn)行運(yùn)行測試所要連接的輸2/輸出焊盤的數(shù)量，所以可以同時(shí)測試的所要連接焊盤數(shù)量增加了，因此可以減少器件測試時(shí)間。
(2)基于漏泄電流測試，由于輸入/輸出焊盤的數(shù)量被壓縮，所以測試工具可以與其它測試共享。
(3)由于測試工具可以與其它測試共享，所以可以降低測試成本。
圖17顯示出第二變化實(shí)施方案。在運(yùn)行測試時(shí)從測試機(jī)通過開關(guān)控制焊盤16提供開關(guān)控制信號(hào)TM。
通過高阻電阻器RBB將開關(guān)控制焊盤16拉到襯底電壓VBB。其余的電路布置與第一變化實(shí)施方案相同。
在運(yùn)行測試時(shí)，這些開關(guān)元件13a-13d響應(yīng)于高電平開關(guān)控制信號(hào)TM向開關(guān)控制焊盤16的輸入而導(dǎo)通。
因此，進(jìn)行與第一變化實(shí)施方案相同的運(yùn)行測試和漏泄電流測試。在沒有輸入高電平開關(guān)控制信號(hào)TM情況下的正常操作中，通過高電阻電阻器RBB將開關(guān)控制焊盤16拉到基底電壓VBB的低電平，并且切斷這些開關(guān)元件13a-13b以使輸入/輸出焊盤1a-1d與測試線14a和14b斷開。輸入/輸出焊盤1a-1d通過普通線路(未示出)與內(nèi)部電路交換信號(hào)。
這個(gè)變化實(shí)施方案的測試電路通過由測試機(jī)提供開關(guān)控制信號(hào)TM而實(shí)現(xiàn)與前面第一變化實(shí)施方案相同的性能。
圖18顯示出第三變化實(shí)施方案。通過電阻器RCC將開關(guān)控制焊盤16拉到電源電壓VCC。這些開關(guān)元件13a-13d在它們的輸入端子SP1-SP4上接收開關(guān)控制信號(hào)TM，在它們的輸入端子SN1-SN4上接收所述開關(guān)控制信號(hào)的反相形式1TM。其余的電路布置與第二變化實(shí)施方案相同。
在運(yùn)行測試時(shí)，這些開關(guān)元件13a-13d響應(yīng)于低電平開關(guān)控制信號(hào)TM從測試機(jī)向開關(guān)控制焊盤16的輸入而導(dǎo)通，進(jìn)行與第一實(shí)施方案相同的運(yùn)行測試和漏泄電流測試。
在沒有輸入低電平開關(guān)控制信號(hào)TM情況下的正常操作中，通過電阻器RCC將開關(guān)控制焊盤16拉到電源電壓VCC的高電平，并且切斷這些開關(guān)元件13a-13b以使輸入/輸出焊盤1a-1d與測試線14a和14b斷開。輸入/輸出焊盤1a-1d通過普通線路(未示出)與內(nèi)部電路交換信號(hào)。
這個(gè)變化實(shí)施方案的測試電路實(shí)現(xiàn)了與前面第二變化實(shí)施方案相同的性能。
圖19顯示出第四變化實(shí)施方案。通過開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生電路18在半導(dǎo)體器件內(nèi)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)TM。
該開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生電路18包括n溝道MOS晶體管19，其漏極通過電阻器R3和熔絲20a與VCC電源線連接，并且其源極通過電阻器R4和熔絲20c與襯底電壓VBB線相聯(lián)。
晶體管19的柵極與漏極連接并且還通過另一個(gè)熔絲20b與源極連接。晶體管19從源極釋放出開關(guān)控制信號(hào)TM。其余的電路布置與第一變化實(shí)施方案相同。
在運(yùn)行測試時(shí)，測試電路的熔絲20b和20c斷開，從而晶體管19導(dǎo)通，從而使得源電壓上升以根據(jù)電阻器R3和R4的合適電阻設(shè)定產(chǎn)生出高電平開關(guān)控制信號(hào)TM。
在這個(gè)狀態(tài)中，開關(guān)元件13a-13d接通，進(jìn)行與第一變化實(shí)施方案相同的運(yùn)行測試和漏泄電流測試。
在運(yùn)行測試之后，斷開熔絲20a，從而晶體管19關(guān)斷，從而使得開關(guān)控制信號(hào)TM具有襯底電壓VBB的低電平。
在這個(gè)狀態(tài)中，開關(guān)元件13a-13d斷開，從而使輸入/輸出焊盤1a-1d與測試線14a和14b斷開。輸入/輸出焊盤1a-1d通過普通線路與內(nèi)部電路連接以便進(jìn)行信號(hào)交換。
該變化實(shí)施方案的測試電路實(shí)現(xiàn)了與前面第一變化實(shí)施方案相同的性能，同時(shí)通過選擇性地切斷熔絲20a-20c來進(jìn)入測試模式或正常操作模式。
圖20顯示出第五變化實(shí)施方案。該變化實(shí)施方案的測試電路包括作為電壓設(shè)定裝置的反相器17c，該反相器的輸入端子與測試線14a連接，并且其輸出端子與另一條測試線14b連接。其余的電路布置與第一變化實(shí)施方案相同。
根據(jù)這個(gè)電路布置，其中測試線14b的電平上總是與測試線14a相反，從而就足以將測試信號(hào)輸入給輸入/輸出焊盤1a。因此，輸入/輸出焊盤的數(shù)量可以比第一變化實(shí)施方案壓縮更多以便進(jìn)行運(yùn)行測試。
對(duì)于漏泄電流測試而言，測試機(jī)將高電平測試信號(hào)例如輸入給輸入/輸出焊盤1a，從而在測試線14a和14b之間產(chǎn)生電壓差。
在這個(gè)狀態(tài)中，在相鄰輸入/輸出焊盤之間出現(xiàn)的漏泄電流通過焊盤1a流進(jìn)測試電路。因此，通過感測該漏泄電流，可以探測到相鄰焊盤之間的短路。
當(dāng)測試機(jī)將低電平測試信號(hào)輸入給輸入/輸出焊盤1a時(shí)，在相鄰焊盤之間產(chǎn)生的漏泄電流通過焊盤1a從測試電路流進(jìn)測試機(jī)。因此，通過感測該漏泄電流，可以探測到相鄰焊盤之間的短路。
該變化實(shí)施方案的測試電路實(shí)現(xiàn)了與前面第一變化實(shí)施方案相同的性能，同時(shí)能夠在漏泄電流測試時(shí)通過將高電平或低電平測試信號(hào)輸入給一個(gè)輸入/輸出焊盤來探測出相鄰焊盤之間的短路。
圖21顯示出第六變化實(shí)施方案。測試線14b通過與開關(guān)元件13a-13d類似的開關(guān)元件13e(電壓設(shè)定裝置)與GND接地線連接。開關(guān)元件13e在操作上與開關(guān)元件13a-13d相同以響應(yīng)于在運(yùn)行測試時(shí)的高電平開關(guān)控制信號(hào)TM而導(dǎo)通。
在運(yùn)行測試時(shí)，使測試線14b到達(dá)GND接地電壓的低電平，并且將測試信號(hào)輸入給與測試線14a連接的輸入/輸出焊盤中的一個(gè)，并且測試該焊盤。因此，可以壓縮與測試機(jī)探針接觸的焊盤數(shù)量。
在漏泄電流測試時(shí)，將高電平信號(hào)輸入給與測試線14a連接的輸入/輸出焊盤中的一個(gè)，可以探測到相鄰焊盤之間的短路。
圖22顯示出第七變化實(shí)施方案。該測試線14b通過開關(guān)元件13f(電壓設(shè)定裝置)與VCC電源線連接。該開關(guān)元件13f在操作上與開關(guān)元件13a-13d相同，用來在運(yùn)行測試時(shí)響應(yīng)于高電平開關(guān)控制信號(hào)TM而導(dǎo)通。
在運(yùn)行測試時(shí)，使測試線14b到達(dá)VCC電源電壓的高電平，并且將測試信號(hào)輸入給與測試線14a連接的輸入/輸出焊盤中的一個(gè)，并且對(duì)該焊盤進(jìn)行測試。因此，可以壓縮與測試機(jī)探針接觸的焊盤數(shù)量。
在漏泄電流測試時(shí)，將低電平信號(hào)輸入給與測試線14a連接的其中一個(gè)輸入/輸出焊盤，可以探測出相鄰焊盤之間的短路。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下顯然可以作出各種改進(jìn)和變化。
例如，在前面實(shí)施方案中所述的開關(guān)元件的導(dǎo)通方式可以在焊盤之間或在共同焊盤組之間隨意組合。
雖然在前面實(shí)施方案中，已經(jīng)通過DC測試中的漏泄電流測試和開路測試對(duì)焊盤數(shù)量壓縮測試進(jìn)行了舉例說明，但是測試內(nèi)容并不限于這些測試。本發(fā)明還可以應(yīng)用于以漏泄電流測試為代表的僅向測試焊盤施加DC偏壓的純DC測試以及以開路測試為代表的在向被測試器件施加操作功能時(shí)進(jìn)行測量的探針測試。
上述第五實(shí)施方案可以如下進(jìn)行改變。首先，用于向第一至第四變型中的測試電路施加開關(guān)控制信號(hào)的電路布置以及用于向第五至第七變型中的測試線施加電壓電平的電路布置可以組合。第二，第一至第七變型可以在線性焊盤排列以外的其它結(jié)構(gòu)中應(yīng)用于相鄰的輸入/輸出焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的多總線半導(dǎo)體器件及其探針測試方法，可以進(jìn)行包括焊盤漏泄電流測試和開路測試在內(nèi)的DC測試，同時(shí)基于焊盤數(shù)量壓縮測試可以處理足夠數(shù)量的器件以便同時(shí)進(jìn)行測量。
權(quán)利要求
1.一種能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)量的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括開關(guān)元件，它們由一個(gè)在測試時(shí)變?yōu)橛行У拈_關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通；以及與輸入/輸出焊盤連接的公共測試線，其中相鄰輸入/輸出焊盤通過開關(guān)元件與不同的公共測試線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中每個(gè)開關(guān)元件由一個(gè)傳輸門形成，該傳輸門響應(yīng)于每個(gè)開關(guān)控制信號(hào)而導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開關(guān)控制信號(hào)在測試時(shí)由內(nèi)部電路提供。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開關(guān)控制信號(hào)通過一個(gè)開關(guān)控制焊盤以高電平信號(hào)提供，該開關(guān)控制焊盤通過一個(gè)電阻器與低電平電源電壓連接。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開關(guān)控制信號(hào)通過一個(gè)開關(guān)控制焊盤以低電平信號(hào)提供，該開關(guān)控制焊盤通過一個(gè)電阻器與高電平電源電壓連接。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開關(guān)控制信號(hào)是由一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生電路所產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生電路根據(jù)熔絲的切斷而產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中每條公共測試線具有電壓設(shè)定單元。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電壓設(shè)定單元包括一個(gè)連接一對(duì)公共測試線的邏輯反相器。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電壓設(shè)定單元包括一個(gè)開關(guān)元件，該開關(guān)元件響應(yīng)于所述開關(guān)控制信號(hào)使一對(duì)所述公共測試線中的一條與低電平電源電壓連接。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電壓設(shè)定單元包括一個(gè)開關(guān)元件，該開關(guān)元件響應(yīng)于所述開關(guān)控制信號(hào)使一對(duì)所述公共測試線中的一條與高電平電源電壓連接。
12.一種能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)量的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括開關(guān)元件，它們通過在測試時(shí)變?yōu)橛行У拈_關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通；以及與輸入/輸出焊盤連接的公共測試線，其中，線性排列的輸入/輸出焊盤中的每隔一個(gè)的輸出/輸出焊盤通過開關(guān)元件與公共測試線的任何一個(gè)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件。具體地說，是一種能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)量的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括開關(guān)元件，它們由一個(gè)在測試時(shí)變?yōu)橛行У拈_關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通；以及與輸入/輸出焊盤連接的公共測試線，其中相鄰輸入/輸出焊盤通過開關(guān)元件與不同的公共測試線連接。還公開了一種能夠壓縮測試時(shí)的輸入/輸出焊盤數(shù)量的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括開關(guān)元件，它們通過在測試時(shí)變?yōu)橛行У拈_關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通；以及與輸入/輸出焊盤連接的公共測試線，其中，線性排列的輸入/輸出焊盤中的每隔一個(gè)的輸出/輸出焊盤通過開關(guān)元件與公共測試線的任何一個(gè)連接。
文檔編號(hào)G01R31/26GK1747170SQ200510107589
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2003年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者山本正治, 光明寺博介, 安田達(dá), 石川幹郎, 祖父江功彌, 佐藤一, 古川千秋, 杉浦朗, 巖瀨章弘 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社