Способ контроля кмоп интегральных схем

(56) Заявка Великкл, 0 01 Я 31/28, 19Патент Япониикл,6 01 831/26, 19 В 51 - 32538 Изобретение отн ронике и может быть агностики КМОП интИзвестен способ тором напряжение и до критического (ми ния питания, при кот ботоспособность 1, а неисправности опред светового пятна по и) ъъ Ю ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 40гетический институтФ. Н. Покровскийбритании Я 2069152,1 осится к микроэлектиспользовано для дигральньх схем (ИС). контроля И С (1), в коитания ИС уменьшают нимального напряжеооом ИС сохраняет раместо потенциальной еляют сканированием оверхности кристалла ИС.Однако указанный способ применим лишь на этапе изготовления ИС,Наиболее близким к предлагаемому способу является способ испытания МОП ИС (21, заключающийся в том, что на входы контролируемой ИС подают тестовые последовательности и изменяют напряжение питания от номинального до критического, по значению которого судят о годности ИС,Недостатком известного способа является невозможность выявления внутренних утечек, влияющих на надежность И С,Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет выявления внутренних утечек в ИС.1772772(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КМОП И ТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ(57) Изобретение может быть использовано для диагностики КМОП интегральных схем (ИС). Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет выявления внутренних утечек в ИС, Измеряют минимальные значения напряжения питания, при которых контролируемая ИС сохраняет работоспособность, для двух различных частот подаваемых на ИС входных сигналов, по разности измеренных напряжений судят о наличии утечек. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. Сущность способа заключается в вычислении разности критических напряжений, зарегистрированных при двух различных тактовых частотах тестовых последовательностей, подаваемых на входы ИС. При правильно выбранных тактовых частотах величина этой разности свидетельствует о наличии и величине утечек в КМОП ИС,Объясняется это следующим, При сникении питающего напряжения снижается быстродействие КМОП ИС. На физическом уровне это означает уменьшение токов перезаряда паразитных емкостей. Ток перезаряда, являющийся током стока МОП- транзистора, начинает резко убывать при уменьшении амплитуды напряжения на затворе, определяемой напряжением питания ИС, ниже порогового напряжения МОП- транзистора. Следовательно, при постепенном снижении питающего напряжения КМОП ИС остается работоспособной до тех пор, пока паразитные емкости будт успевать перезаряжаться за время, определяемое тактовой частотой подаваемой на входы ИС тестовой последовательности. При напряжении питания ниже критического ука 1772772занное условие соблюдаться не будет, Таким образом можно построить частотные характеристики (ЧХ) критических напряжений, Если в КМОП ИС утечки пренебрежимо малы, ЧХ будет падающей с уменьшением частоты. В противном случае ЧХ, начиная с некоторой частоты., выйдет на горизонтальный уровень, зависящий лишь от величины утечки, Обьясняетсл зто тем, что при снижении напряжения питанил, начиная с напряженил, зависящего только от величины утечки, а не от частоты, указанная утечка становится слишком сильной нагрузкой для МОП-транзистора с уменьшающимся током стока, вследствие чего транзистор перестает выполнять функции ключа,На чертеже приведена типовая зависимость ЧХ критического напряженил Екя (т) длл КМОП ИС от значенил сопоотивления внутренней утецки Пут.Тактовые частоты измерений Екр определяются исходя из требуемоо предельнога значения выявляемого сопротивления утечки и точности измерительной аппаратуры, При выборке тактовых частот строится ЧХ Екр (1) длл образца ИС без утечки, затем в ИС тем или иным способом вводи гсл утечка с предельным значением сопротивления и вновь страи"гся ЧХ Е кр (т). ПО вновь построенной ЧХ находитсл цастота Ьо, соответствующая выходу ЧХ на горизонтальный уровень. Нижнюю из тактовых частот т, выбирают меньше 1, настолько, чтобы выполнялась условие; Екя (1) - Екя (1 г)д, где д - точность измерения Екг, (см, фиг. 1), Верхн.ою из тактовых частот т 2 выбирают из условил 12Го. ПРи атом Разность Екр (42) - Е кя (т 1) для конкрет фага типа ИС без утечек яв" ляется стабильной величиной и принимается в качестве порога разбр 1 ковки ИС,Способ был экспериментально проверен на ИС типа 564 ЛН 1, в которых все инверторы были включены последовательно, а налицие внутренних утечек имитировалось 5 подключением резисторов к выходам внутренних инверторов, Контроль ИС показал, цто при 11 = 500 Гц, 12 =. 10 кГц, д = 0.01 В и пороге разбраковки 0,3 В возможно выявление ИС с утечками сопротивлением до 10 10 МОм.Формула изобретения 1. Способ контроля КМОП интегральныхсхем, включающий измерение минимального значения напряжения питания, при кото рам контролируемая интегральнал схемасохраняет работоспособность, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто, с целью повышения доставепнасти контроля путем выявления внутренних утечек, измеряют минимальные 20 значенил напряженил литания, при которыхконтролируемая интегральная схема сохра. няет работоспособность, при двух различных час атах подаваемых на интегральную схему входных сигналов, а о наличии утечек 25 судят па разности измеренных напряжений.2, Способ по и, 1, отл и ч а ю щи й с ятем, чта измерения проводят при частотах входных сигналов , Г 2, удавлетварлощих соотношению30 где то - частота входных сигналов, соатвет" ствуОщал вьхаДУ на гоРизантальныи Уча За сток зависимости Е,ц Щ для интегральнойсхемы с заданным сопротивлением утечки;Екр - минимальное значение напряжения питания, при котором интегральная схема сохраняет работоспособность;40 1 - частота входных сигналов, подаваемых иа интегральную схему,1772772 Составитель В,ГавриловТехред М,Моргентал вцова дакт Коррект аз 3845 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 город ул.Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Пзтен