[发明专利]用于半导体测试系统的电源电流测量单元

说明书

本发明涉及一种用于测试半导体集成电路，比如大规模集成电路(LSI)的半导体测试系统，更具体地说，涉及一种半导体测试系统上的电源电流测量单元，它能够快速、准确地测量被测器件的电源电流。本发明的电源电流测量单元更有利地适用于测量一个CMOS集成电路的电源电流I_DD。

本发明的电源电流测量单元，在半导体测试系统中被用来测试半导体集成电路比如LSI(此后也称之为“被测器件”)。这样的一个半导体测试系统主要对被测器件进行功能测试，它也有测试DC参数的功能，在这种测试中，评估器件的电压和电流。本发明是一种用于测量被测器件的电源电流的电源电流测量单元(DC测试单元)，它是DC参数测试的一部分。

本发明的发明者提出了一种基于事件的半导体测试系统(基于事件的测试系统)，它与当今广泛使用的基于周期的半导体测试系统(基于周期的测试系统)有不同的结构。本发明的电源电流测量单元可以更有利地应用于基于事件的测试系统，然而，当它用于基于周期的测试系统时，它也可以产生显著的作用。因此，下面对基于周期的测试系统和基于事件的测试系统，做简短的说明。

图1A是一个方框图，它示出了在基于周期的测试系统中的基本配置。在这个例子中，测试处理器11是半导体测试系统中专用的处理器，用于通过测试器总线控制测试系统的运作。根据测试处理器11的模式(pattern)数据，模式发生器12分别提供定时数据和波形数据给定时信号发生器13和波形格式器14。波形格式器14使用模式发生器12的波形数据和定时信号发生器13的定时数据，产生一个测试模式(pattern)，该测试模式通过驱动器15被提供给一个被测器件(DUT)19。

DUT19响应测试模式产生一个输出信号，它被提供给插针电子装置20中的模拟比较器16。模拟比较器16的参考电平为预定阈值的电压电平，上述输出信号被模拟比较器16转换成逻辑信号。逻辑信号通过逻辑比较器17，与模式发生器12的期望值数据进行比较。逻辑比较的结果被储存在一个对应于DUT19的地址的失效(failure)存储器18中。

在这样的一个基于周期的测试系统里，对于每个测试周期，用于产生测试模式的模式数据必须分别由波形数据、向量数据和定时数据来描述。因此，涉及基于周期的测试系统的硬件和软件就变得很复杂，这就很难构成一个使每个测试插针与其它的插针无关的测试系统。

图1B是一个概略的方框图，它示出了基于事件的测试系统中基本配置的例子。基于事件的测试系统更详细的描述，公开在美国专利申请NO.09/406,300和美国专利申请No.09/259,401中，它们是由本发明的同一发明者申请的。

在这个例子中，基于事件的测试系统包括：主机42、总线接口43、内部总线45、地址控制逻辑电路48、失效存储器47、由事件计数存储器50和事件游标存储器51组成的事件存储器、事件求和与缩放(scaling)逻辑电路52、事件发生器24、插针电子装置26。被测半导体器件(DUT)28是连接到插针电子装置26上的。

主机42的一个例子是具有UNIX操作系统的工作站。主机42具有作为用户接口的功能，以使用户可以指示测试的启动和停止操作，可以装载试验计划和其它测试条件，或者可以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与硬件检测系统相连。

内部总线45是硬件检测系统中的一个总线。地址控制逻辑电路48的一个例子是一台测试器处理器，它是硬件检测系统专用的，并且用户不可访问。基于主机42的试验程序和条件，地址中央逻辑电路48提供指令给测试系统中的其它功能块。失效存储器47把试验结果，比如DUT28的失效(failure)信息，存储在地址控制逻辑电路48定义的地址中。储存在失效存储器47中的信息，是用于被测器件的失效分析阶段的。

地址控制逻辑电路48把地址数据提供给由事件计数存储器50和事件游标存储器51构成的事件存储器。事件存储器存储描述每个事件和事件定时的定时数据(从“1”到“0”变化或者从“0”到“1”变化)。例如，事件存储器通过两种不同的数据类型来存储定时数据，一个是表示基准时钟整数倍的整数部分数据，另一个是表示基准时钟分数的分数部分。