[发明专利]用于控制温度且使得能够对半导体芯片进行测试的电路

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于控制温度且使得能够对半导体芯片进行测试的电路。

背景技术

在制造半导体芯片期间，要对半导体芯片进行可靠性测试。可将未通过可靠性测试的半导体芯片淘汰掉，因此防止在半导体芯片的寿命期间的早期失效。

老化测试(burn-in)是可靠性测试技术的一个实例。在老化测试期间，将老化测试板上的半导体芯片放到炉内并暴露在高于半导体芯片的操作温度的温度下。不能在较高温度下运作达某一老化测试时间的半导体芯片可被检测为不合格。然而，炉体积大且面积不够高效。炉价格也昂贵，从而导致增加半导体芯片的制造成本。由于老化测试板上的半导体芯片数量较多而导致时钟速率有限，所以更加难以在老化测试时实现高速测试。还需要外部源来加热炉、老化测试板及半导体芯片，这又导致加热时间比单独的半导体芯片所需的加热时间更长，因为单独的半导体芯片比使用外部源时的半导体芯片具有更低的热质量。此外，在老化测试期间加热及冷却半导体芯片所花费的时间占总的老化测试时间的相当大一部分。例如，加热及冷却半导体芯片所需的时间约为总的老化测试时间8个小时中的2个小时，这使得老化测试比较耗时。

发明内容

用于控制半导体芯片的温度的电路的实例包含建置到所述半导体芯片内的第一加热元件。所述第一加热元件产生热以增加半导体芯片的温度。所述电路还包含耦合到所述第一加热元件且建置到所述半导体芯片内的温度控制器。所述温度控制器控制温度以使得能够在所需的温度下对所述半导体芯片进行测试。

用来使得能够在所需的温度下对半导体芯片进行测试的电路的实例包含建置到所述半导体芯片内的第一加热元件。所述第一加热元件产生热以增加半导体芯片的温度。所述电路还包含建置到半导体芯片内的温度传感器。所述温度传感器测量半导体芯片的温度以提供与所述温度相对应的电压。所述电路进一步包含建置到半导体芯片内且响应于输入温度而提供参考电压的参考信号产生器。建置到半导体芯片内的比较器耦合到所述温度传感器及参考信号产生器。所述比较器将与温度相对应的电压与参考电压进行比较以产生比较器输出。第一缓冲器耦合在所述比较器与第一加热元件之间。所述第一缓冲器响应于比较器输出而执行启动第一加热元件和停用第一加热元件中的一者。第一栅极进一步耦合在所述比较器与第一缓冲器之间。当半导体芯片处于非测试模式时，所述第一栅极和第一缓冲器停用第一加热元件。

方法的实例包含使用建置到半导体芯片内的至少一个加热元件加热半导体芯片。所述方法还包含产生与半导体芯片的温度相对应的电压。所述方法进一步包含将所述电压与参考电压进行比较。而且，所述方法包含基于所述比较的输出来控制至少一个加热元件对半导体芯片的加热以使得能够在所需的温度下对半导体芯片进行测试。

附图说明

下文参考附图描述本发明的实例实施例：

图1说明用于控制半导体芯片的温度的实例电路；

图2说明实例温度传感器；

图3说明实例参考信号产生器；

图4说明参考信号产生器的实例频带间隙参考电路；

图5为说明滞后作用对加热元件的温度的影响的实例表示；以及

图6为说明用于控制半导体芯片的温度的实例方法的流程图。

具体实施方式

图1说明用于控制半导体芯片的温度的电路100。电路100通过控制温度而进一步使得能够在所需的温度下对半导体芯片进行测试。使用电路100以外的测试电路可提供用于对半导体芯片执行测试的测试信号。所述测试电路可在半导体芯片的外部。可在制造半导体芯片期间执行测试。电路100可用来执行老化测试。在封装的芯片或装置的晶片探测及最终的生产测试期间也可使用电路100。在半导体芯片在自动化测试设备(ATE)上或在实验室内特征化期间也可使用电路100。应注意，电路100也可用在希望消除用外部加热源进行加热的需要的许多其他应用领域中。

所需要的温度可定义为高于半导体芯片的周围温度或室温的测试温度。

电路100包含建置到半导体芯片内的第一加热元件105A(下文中称为加热元件105A)。加热元件105A(例如负金属氧化物半导体(NMOS)型晶体管)具有耦合到电力供应器(VDD)的漏极和耦合到接地供应器(GND)的源极。

在一些实施例中，加热元件105A可为正金属氧化物半导体(PMOS)型晶体管或电阻器。应注意，加热元件105A也可为能够产生热的电流源。