-
Die Erfindung betrifft eine integrierte
Testschaltung in einer integrierten Schaltung, mit der interne Spannungen
der integrierten Schaltung getestet werden können. Die Erfindung betrifft
weiterhin ein Verfahren zum Testen von internen Spannungen in einer
integrierten Schaltung.
-
Integrierte Halbleiterschaltungen
werden während
und nach ihrer Produktion durch Testen auf ihre korrekte Funktion
hin überprüft. Beim
Testen von Halbleiterschaltungen ist es unter anderem notwendig,
in der Halbleiterschaltung intern generierte Spannungen zu testen,
d.h. zu prüfen,
ob die intern generierte Spannung der gewünschten Spannung entspricht. Üblicherweise
sind dazu die intern erzeugten Spannungen über spezielle Testanschlüsse von
außen
zugänglich,
so dass eine angeschlossene Testereinrichtung die Spannung abgreift
und diese mit einer Referenzspannung vergleichen kann.
-
Um Testanschlüsse an der integrierten Schaltung
einzusparen, ist auch bekannt, bei mehreren intern generierten Spannungen
eine Multiplexer-Einrichtung vorzusehen, die die unterschiedlichen
Spannungen gesteuert durch eine integrierte Testschaltung bzw. durch
die angeschlossene externe Testereinrichtung an einen gemeinsamen
dafür vorgesehenen
Testanschluss anzulegen. Über
den gemeinsamen Testanschluss können
nun die intern generierten Spannungen nacheinander mit einer jeweiligen
Referenzspannung verglichen werden und so überprüft werden, ob die intern generierte
Spannung der gewünschten
Spannung entspricht.
-
In der Regel stehen die dafür verwendeten Testanschlüsse nur
während
des Front-End-Tests, d.h. im unzersägten Zustand der integrierten
Halbleiterschaltungen zur Verfügung.
Nach dem Zersägen und
Einhäusen
der Schaltungen sind die Testanschlüs se nicht mehr zugänglich,
so dass eine Überprüfung der
internen Spannungen in der Regel nicht mehr möglich ist. Dies ist nachteilig,
da durch nach dem Frontend-Test erfolgende Testschritte, durch Zersägen und
Einhäusen
die integrierte Halbleiterschaltung beeinflusst wird und sich die
intern generierten Spannungen dadurch ändern können.
-
Ein weiterer Nachteil besteht darin,
dass zum Messen der Spannungen von der Testereinrichtung die entsprechenden
Ressourcen, d.h. Testerkanäle bereitgestellt
werden müssen.
Dies ist insbesondere beim parallelen Testen von Halbleiterschaltungen von
Nachteil, da die zu testende Halbleiterschaltung über eine
größere Anzahl
von Testerkanäle
mit der Testereinrichtung verbunden werden muss. Die größere Anzahl
von Testleitungen reduzieren die Parallelität und damit den Durchsatz beim
Testen von Halbleiterschaltungen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Testschaltung zur Verfügung
zur stellen, mit der das Testen von mehreren internen Spannungen
vereinfacht wird und darüber
hinaus das Testen von mehreren internen Spannungen auch im Back-End-Testverfahren noch
möglich
ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die integrierte Testschaltung
nach Anspruch 1, sowie das Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine integrierte Testschaltung in einer integrierten
Schaltung vorgesehen, um mehrere interne Spannungen zu testen. Es
ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, um eine der internen Spannungen
gemäß einem
Auswahlsignal zum Testen auszuwählen,
wobei eine Vergleichereinrichtung eine von der ausgewählten internen
Spannung abhängige Messspannung
mit einer von extern vorgegebenen Referenzspannung vergleicht und
als Ergebnis des Vergleichens ein Fehlersignal ausgibt.
-
Die erfindungsgemäße integrierte Testschaltung
hat den Vorteil, dass das Überprüfen der
internen Spannung im Inneren der integrierten Schaltung durchgeführt werden
kann und somit Ressourcen einer angeschlossenen Testereinrichtung
eingespart werden können.
D. h. die Testereinrichtung muss keine Ressourcen für das Vergleichen
der internen Spannungen mit einer Referenzspannung bereitstellen.
Ferner ist es möglich,
durch die Schalteinrichtung die internen Spannungen auszuwählen, so
dass nur eine Vergleichereinrichtung in der integrierten Testschaltung
notwendig ist und die Ergebnisse des Vergleichens an dem Ausgang
der Vergleichereinrichtung auslesbar sind. Auf diese Weise kann
vermieden werden, mehrere externe Anschlüsse vorzusehen, über die
die einzelnen internen Spannungen auslesbar sind. Dies stellt einen
erheblichen Vorteil dar, da die Anzahl der externen Anschlüsse üblicherweise
sehr begrenzt ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die
Messspannung den ausgewählten
internen Spannungen direkt entspricht oder dass ein Spannungsteiler
vorgesehen ist, um die Messspannung als ein vorbestimmter Bruchteil
der zu testenden internen Spannung zu erzeugen. Der Vorteil des
Spannungsteilers besteht darin, mit einer zur Verfügung gestellten
Referenzspannung mehrere, auch unterschiedliche interne Spannungen
nacheinander mithilfe der Vergleichereinrichtung zu testen.
-
Zum Auswählen der zu messenden internen Spannung
der Schalteinrichtung kann eine Steuerschaltung vorgesehen sein,
um einen der mehreren Spannungsteiler mit der Vergleichereinrichtung
zu verbinden.
-
Das Fehlersignal kann zum einen direkt
an einem Anschluss der integrierten Schaltung auslesbar sein, andererseits
kann ein Speicherelement vorgesehen sein, um das Fehlersignal zwi schenzuspeichern.
Dann kann das Fehlersignal zu einem geeigneten Zeitpunkt, beispielsweise über einen
Signalanschluss von extern ausgelesen werden.
-
Vorzugsweise ist der Signalanschluss über ein
Schaltelement schaltbar mit dem Speicherelement oder der Vergleichereinrichtung
verbindbar, um über
den Signalanschluss das Speicherelement auszulesen oder die Referenzspannung
an die Vergleichereinrichtung anzulegen. Auf diese Weise ist es möglich, das
Bereitstellen der Referenzspannung und das Auslesen des Testergebnisses
für die
interne Spannung über
den Signalanschluss durchzuführen. Dabei
wird zunächst
die Referenzspannung an den Signalanschluss angelegt und die interne
Spannung gemäß einem
Auswahlsignal ausgewählt.
Die Vergleichereinrichtung liefert ein Ergebnis des Vergleichens
der Referenzspannung und der Messspannung und speichert das Ergebnis
in dem Speicherelement ab. Durch das Umschalten des Schaltelements
wird nun das Speicherelement so an den Signalanschluss angelegt,
dass das in dem Speicherelement gespeicherte Fehlersignal von einer
angeschlossenen Testereinrichtung ausgelesen werden kann.
-
Es kann ein weiteres Schaltelement
vorgesehen sein, womit der Signalanschluss mit einer internen Signalleitung
der integrierten Schaltung zum Empfangen und/oder zum Ausgeben von
Signalen verbindbar ist. Auf diese Weise kann ein Signalanschluss
zum Testen der integrierten Schaltung verwendet werden, der im späteren normalen
Betrieb beispielsweise einen Datenein-/ausgang darstellt.
-
Vorzugsweise ist das Schaltelement und/oder
das weitere Schaltelement durch ein Teststeuersignal steuerbar,
das entweder intern in der integrierten Schaltung oder durch die
angeschlossene Testereinrichtung vorgegeben ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Testen einer integrierten
Schaltung mit ei ner erfindungsgemäßen Testschaltung vorgesehen.
Dabei wird zunächst
eine interne Spannung der integrierten Schaltung ausgewählt und
eine Referenzspannung von extern zur Verfügung gestellt. Eine Messspannung,
die abhängig
von der ausgewählten
internen Spannung ist, wird mit der zur Verfügung gestellten Referenzspannung
verglichen, wobei als Ergebnis des Vergleichens ein Fehlersignal
zur Ausgabe an eine Testereinrichtung generiert wird.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine
erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Testschaltung;
und
-
2 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung.
-
In 1 ist
eine integrierte Schaltung 1 mit einer Testschaltung 2 zum
Testen von mehreren internen Spannungen V0, V1, V2... Vn dargestellt.
Die Testschaltung umfasst mehrere Spannungsteiler 3, die
jeweils einen ersten Widerstand R1 und einen zweiten Widerstand
R2 umfassen.
-
Über
einen Schalter 4 ist jeder der Spannungsteiler 3 mit
einem ersten Eingang einer Vergleichereinrichtung 5 verbunden.
Die Schalter 4 sind über
eine Steuereinheit 6 gesteuert, so dass jeweils nur einer
der Schalter 4 geschlossen ist, um jeweils einen der Spannungsteiler
an den ersten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anzulegen.
-
Die Spannungsteiler generieren eine
Messspannung, die mit einer an dem zweiten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anliegenden
Referenzspannung VRef verglichen wird. Die
Vergleichereinrichtung 5 weist einen Ausgang auf, an dem
ein Fehlersignal über
einen Signalanschluss 7 ausgebbar ist.
-
Die Referenzspannung VRef wird üblicherweise über einen
weiteren Signalanschluss 8 der Vergleichereinrichtung 5 zur
Verfügung
gestellt.
-
Die Schalter 4 werden über die
Steuereinheit 6 so gesteuert, dass jeweils nur einer der
Schalter 4 geschlossen ist, um nur eine der Messspannungen an
den ersten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anzulegen.
Anstelle der Steuereinheit 6 zum Steuern der Schalter 4 kann
auch eine externe Steuerung für den
Schalter 4 vorgesehen sein, in dem weitere Signalanschlüsse vorgesehen
sind, mit denen die Schalter 4 steuerbar sind. In diesem
Fall müsste
beim Testen der integrierten Schaltung 1 eine angeschlossene Testereinrichtung
die Steuerung der Schalter 4 über die weiteren Signalanschlüsse übernehmen.
-
Die Spannungsteiler 3 sind
so dimensioniert, dass sie aus den internen Spannungen V0, V1, V2
... Vn jeweils eine Messspannung generieren, die im wesentlichen
einander ähnliche
geeignete Potentiale aufweisen, die im Idealfall gleich sind, d.
h. alle internen Spannungen weisen die Sollspannung auf. In diesem
Fall ist es möglich,
nur eine Referenzspannung zur Verfügung stellen zu müssen, so
dass nur ein Signalanschluss 8 für das Bereitstellen der Referenzspannung
VRef benötigt
wird. Selbstverständlich kann
bei Bereitstellung unterschiedlicher Referenzspannungen vorgesehen
sein, dass die Spannungsteiler 3 deutlich voneinander verschiedene
Messspannungen erzeugen. Die Spannungsteiler 3 müssen dann
so dimensioniert sein, dass sie eine Spannung bereitstellen, die
im Wesentlichen so weit von der oberen und unteren Versorgungsspannung
der Vergleichseinrichtung 5 entfernt ist, dass die Transistoren
der Vergleichseinrichtung 5 mit einer Mindestspannung angesteuert
werden.
-
Die Steuereinheit 6 kann
sowohl über
eine von außen
angeschlossene Testereinrichtung gesteuert werden oder selbsttätig ein
vorgegebenes Testverfahren durchführen.
-
Beim Testen der integrierten Schaltung 1 mithilfe
einer Testereinrichtung wird zunächst
eine Referenzspannung VRef an den weiteren
Signalanschluss 8 angelegt. Anschließend wird im Wesentlichen nacheinander
jeder der Schalter 4 einzeln geschlossen, um eine jeweilige
Messspannung, die aus den internen Spannungen V0, V1, V2... Vn gebildet
ist, an den ersten Eingang der Vergleichereinrichtung anzulegen.
Die Vergleichereinrichtung vergleicht die Referenzspannung VRef mit der jeweiligen Messspannung und gibt
das Ergebnis des Vergleichs an den Signalanschluss 7 aus,
von wo er von der Testereinrichtung ausgelesen werden kann.
-
In 2 ist
eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Testschaltung
dargestellt. Gleiche Bezugszeichen entsprechen im Wesentlichen gleichen
Elementen.
-
Die in 2 dargestellte
Testschaltung 2 weist ebenfalls eine Vergleichereinrichtung 5 auf, dessen
erster Eingang mit einer Multiplexer-Schaltung 10 verbunden
ist, über
die mehrere interne Spannungen V0, V1, V2... Vn schaltbar anlegbar sind.
Welche der internen Spannungen V0, V1, V2... Vn an den ersten Eingang
der Vergleichereinrichtung 5 angelegt wird, wird durch
die Steuereinheit 6 bestimmt.
-
Es besteht auch in der in 2 dargestellten Ausführungsform
die Möglichkeit,
anstatt die internen Spannungen V0, V1, V2... Vn direkt an die Vergleichereinrichtung 5 anzulegen,
Messspannungen mithilfe von Spannungsteilern zu generieren und diese Messspannungen
schaltbar an den ersten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anzulegen.
-
Ein zweiter Anschluss der Vergleichereinrichtung 5 ist
mit einem Schaltelement 12 verbunden, über den die Referenzspannung
VRef an dem zweiten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anlegbar
ist.
-
Die Vergleichereinrichtung 5 ist
vorzugsweise so gestaltet, dass sie mit einem Fehlerdatum angibt,
ob die Spannungen im wesentlichen gleich oder unterschiedlich sind.
-
Ein Ausgang der Vergleichereinrichtung 5 ist mit
einem Speicherelement 11 verbunden, in dem das Ergebnis
des Vergleichens zwischen der Referenzspannung VRef und
der jeweils ausgewählten
internen Spannung V0, V1, V2... Vn gespeichert wird. Das Schaltelement 12 ist
so gestaltet, um gesteuert über
eine Teststeuerleitung 13, die das Schaltelement 12 mit
der Steuereinheit 6 verbindet, entweder einen Signalanschluss 14 mit
dem zweiten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 oder mit
dem Ausgang des Speicherelementes 11 oder mit einer internen
Signalleitung 15 der integrierten Schaltung verbindet.
-
Das Speicherelement 11 ist
vorzugsweise als ein Latch ausgebildet, das zwei entgegengekoppelte
Inverter aufweist.
-
Mithilfe der in 2 dargestellten Testschaltung ist es
möglich,
einen Signalanschluss, der für den
Normalbetrieb der integrierten Schaltung verwendet wird und beim
Normalbetrieb mit der internen Signalleitung 15 verbunden
ist, auch zum Testen der mehreren internen Spannungen V0, V1, V2...
Vn zu verwenden. Dazu wird zunächst
die Schalteinrichtung 10 so geschaltet, dass eine der internen
Spannungen, z.B. die interne Spannung V0, an den ersten Eingang
der Vergleichereinrichtung 5 angelegt ist. Gleichzeitig
wird das Schaltelement 12 so geschaltet, dass der Signalanschluss 14 mit
dem zweiten Anschluss der Vergleichereinrichtung 5 verbunden
wird, um eine Referenzspannung VRef an den
zweiten Eingang der Vergleichereinrichtung 5 anzulegen.
-
Die Referenzspannung VRef wird üblicherweise
durch eine angeschlossene Testereinrichtung (nicht gezeigt) zur
Verfügung
gestellt. Anschließend wird
das Schaltelement 12 so geschaltet, dass der Signalanschluss 14 mit
dem Ausgang des Speicherelementes 11 verbunden wird. In
dem Speicherelement 11 ist das Ergebnis des zuletzt durchgeführten Vergleichs
gespeichert und gibt an, ob und unter Umständen in welcher Weise die ausgewählte interne Spannung
von der Referenzspannung VRef abweicht. Über den
Signalanschluss 14 ist das Ergebnis des Vergleichs so aus
der Testereinrichtung auslesbar.
-
Das Schalten des Schaltelements 12 ist ebenso
wie das Schalten der Schalteinrichtung 10 durch die Steuereinheit 6 gesteuert.
Die Steuereinheit 6 kann einen Testablauf gemäß einem
von der Testereinrichtung vorgegebenen Verfahren oder selbständig durchführen.
-
Mit der in 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Testschaltung
ist es also möglich,
die internen Spannungen mit nur einem Signalanschluss 14 zu
testen, der darüber
hinaus im Normalbetrieb mit einer internen Signalleitung 15 verbunden
ist, so dass der Signalanschluss 14 auch als Datenein-
bzw. -ausgang betrieben werden kann. Dadurch dass das Testen der
internen Spannungen nahezu vollständig im Inneren der integrierten
Schaltung abläuft,
werden Testerressourcen eingespart. Dadurch dass nur ein Signalanschluss 14 verwendet werden
muss, ist auch nur eine Testleitung zum Anschluss der integrierten
Schaltung 1 an eine Testereinrichtung notwendig. Dies vermindert
die Gesamtanzahl der angeschlossenen Testleitungen, so dass an einer
Testereinrichtung gleichzeitig eine größere Anzahl von integrierten
Schaltung 1 getestet werden können.
-
Ferner hat die erfindungsgemäße Testschaltung
den Vorteil, dass das Testen der internen Spannungen auch bei einer
eingehäusten
integrierten Schaltung vorgenommen werden kann, da das Testen über einen
im Normalbetrieb verwendeten Signalanschluss durchgeführt werden
kann.
-
- 1
- integrierte
Schaltung
- 2
- Testschaltung
- 3
- Spannungsteiler
- 4
- Schalter
- 5
- Vergleichereinrichtung
- 6
- Steuereinheit
- 7
- Signalanschluss
- 8
- weiterer
Signalanschluss
- 10
- Multiplexer-Einrichtung
- 11
- Speicherelement
- 12
- Schaltelement
- 13
- Teststeuerleitung
- 14
- Signalanschluss
- 15
- Signalleitung