[发明专利]故障检测半导体测试系统

说明书

本发明涉及一种用于测试半导体器件的半导体测试系统，尤其是涉及一种具有故障检测装置的半导体测试系统，用于在被测的半导体器件的输出信号中检验故障，以准确地评估被测器件的性能。

通过半导体测试系统，例如半导体IC测试仪，检测半导体器件，如IC和LSI时，被测的半导体IC器件提供测试信号或测试模式，该测试信号或测试模式在预定的测试定时下，由IC测试仪在它适当的引线(pin)处产生。IC测试仪接收来自被测IC器件相应于测试信号的输出信号。输出信号通过具有预定定时的选通信号被选通或取样，并与期望数据进行比较，从而评估IC器件性能是否正常。

通常，测试信号和选通信号的定时是相对于测试仪速率或半导体测试系统的测试仪周期确定。这样的测试系统有时被称作基于周期的测试系统。测试系统的另一种类型被称作基于事件的测试系统，其中期望测试信号和选通信号通过从直接位于每个引线座上的事件存储器处产生。本发明适用于基于周期的测试系统和基于事件的测试系统。

传统的基于周期的测试系统的结构例子由图1A的框图示出。在这个例子中，测试信息处理机11是设置在半导体测试系统内部的专用处理机，通过测试仪总线控制测试系统的操作。在来自测试信息处理机11的模式数据基础上，模式发生器12分别提供定时数据和波形数据到定时信号发生器13以及波形格式化器14。波形格式化器14利用来自模式发生器12的波形数据和来自定时信号发生器13的定时数据产生测试模式。测试模式通过驱动器15提供给被测器件(DUT)19，该驱动器15位于引线电子设备20中。

位于引线电子设备20之中的模拟比较器16参考预定阈值电压电平，将来自DUT19的由测试模式产生的响应信号转换为逻辑信号。逻辑信号由逻辑比较器17与来自模式发生器12的期望值数据进行比较。逻辑比较的结果被保存在故障存储器18中相应于DUT 19的地址。如上所述，用于转换被测器件的引线的驱动器15，模拟比较器16以及开关(未示出)被设置在引线电子设备20中。

基于事件的测试系统的结构的例子示出在图1B的框图中。基于事件的测试系统中，利用事件的概念，其中，事件指的是用于测试被测半导体器件的信号中的逻辑状态的任何变化。例如，这种变化是测试信号的上升边缘和下降边缘或选通信号的定时边缘。事件的定时相对于基准时间点的时间差异来确定。一般地，这种基准时间点就是前一个事件的定时。换句话说，这种基准时间点是对所有的事件通用的固定的起始时间。

基于事件的测试系统之中，因为定时数据位于定时存储器(事件存储器)之中，不需要包括复杂的信息，如波形、矢量、延迟等等，所以在每个以及全部的测试周期中，定时数据的描绘可以显著地简单化。基于事件的测试系统中，如上所述，一般地，用于每个事件的定时(事件)数据存储在事件存储器中，并通过当前事件和上一事件之间的时间差异表示。因为这种在相邻的事件(时间增量)之间的时间差异小，而与固定起始点(绝对时间)的时间差异不同，在存储器中的数据大小同样可以小，结果就导致存储量的减少。

在图1B的例子中，基于事件的测试系统包括主机42和总线接口43，两者连接到系统总线44，内部总线45，地址控制逻辑电路48，故障存储器47，事件存储器由事件计数存储器50和事件微调存储器51，事件合成和比例逻辑电路52，事件发生器24，和引线电子设备26组成。基于事件的测试系统评估被测半导体器件(DUT)28，该器件连接到引线电子设备26。

主机42的一个实例是在其中具有UNIX，Window NT或Linux操作系统的工作站。主机42起用户接口的作用，以使用户指示测试的起停操作，加载测试程序和其它测试条件，或在主机中执行试验结果分析。主机42通过系统总线44和总线接口43与硬件测试系统接口。尽管未示出，主机42更适宜连接到通信网络，以发送或接收来自其它测试系统或计算机网络的试验数据。

内部总线45是在硬件检测系统中的总线，并通常连接到功能块的大部分，例如地址控制逻辑电路48，故障存储器47，事件合成和比例逻辑电路52，和事件发生器24。地址控制逻辑电路48的一个实例是测试仪信息处理机，该信息处理机是硬件检测系统专用的，不允许用户使用。地址控制逻辑电路48根据来自主机42的测试程序和条件向测试系统中的其它功能块提供指令。故障存储器47存贮测试结果，例如DUT 28的故障信息，并由地址控制逻辑电路48定义其地址。存储在故障存储器47中的信息用于被测器件的失效分析步骤。