JP2715956B2 - Iddqを用いたCMOS論理回路の故障箇所の絞り込み方法 - Google Patents

Iddqを用いたCMOS論理回路の故障箇所の絞り込み方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSIの故障検出方
に関し、特に、CMOS論理LSIの故障箇所絞り込む
に関する。より詳細には、本発明は、論理動作の静
止状態電源電流(Iddq)が規格値を越える時の論理
動作テストパターンに注目したCMOS論理LSIの故
障箇所絞り込み方に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の非破壊でLSIの故障箇所を絞り
込む方式(故障箇所検出方式)は、例えば図10に示す
ように、LSIの入力端子より所定の入力信号を入力し
た時に出力端子から出力する信号が期待値と異なってい
た時、その出力値と期待値の相違を利用して、故障箇所
を推論しており、通常故障シミュレーションによる故障
箇所検出手法が用いられていた。
【0003】故障シミュレーションはLSI内部に故障
を仮定した時、FTP(FunctionalTest Pattern;機能
テストパターン)と称する論理動作テストパターンの入
力により出力端子からの出力値をシミュレーションする
ものであり、その結果は故障辞書(Fault Dictionary)
と称する、各仮定故障に対応した入出力論理状態の表と
してまとめられる。
【0004】そして、故障箇所の絞り込みは、LSIの
出力端子から出力される信号(出力値)が期待値と異な
っていた時の状態をもとに、故障辞書を用いて内部の異
常箇所を推測する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の故障箇
所絞り込み手法は、故障シミュレーションにて扱う故障
モデルが単一縮退故障(例えばStuck-At-0又はStuck-At
-1等)のみであり、さらに故障シミュレーションとして
多重縮退故障や信号間のショート不良等を感度良くシミ
ュレーションすることができないことから、一般的では
なかった。
【0006】その上、従来の手法は、LSIの出力値と
期待値との不一致が検出されてはじめて故障と判断でき
るため、LSI回路内部に発生した故障箇所はその検出
時点でのFTPをもとに不特定多数の内部回路へ遡って
いかねばならず、故障シミュレーションに膨大な工数が
発生するという問題があった。
【0007】さらに近時、LSIはより大規模化し、そ
れに伴い回路構成が極めて複雑化してきている。このた
め、上記故障シミュレーションを用いた故障診断は、膨
大な工数にもかかわらず、故障推定箇所が多数にのぼり
実用的に供するにはほど遠いものになってきた。例え
ば、出力端子から入力端子へ遡る時に発生する辞書の量
(Vo)は一般に規格化された基本論理の数(L)の2
〜3乗に比例する(すなわち、次式(1)に示すよう
に、辞書の量(Vo)の対数値は基本論理の数(L)の
対数値の2〜3倍に比例している)。
【0008】
【数1】
【0009】また、上記故障シミュレーションに基づく
故障診断方法は、LSIの出力端子にて出力不良が検出
されて始めて故障箇所の絞り込みが可能となるため、そ
れ以外の故障、例えば内部に故障が発生していても論理
不良にはならない故障、に対しては故障箇所を絞り込む
ことはできなかった。
【0010】従って、本発明は上記従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、CMOS型論理回路のI
ddq異常値と論理動作テストパターンに基づき、故障
箇所を大幅に絞り込むことを可能とする故障検出方
提供することを目的とする。また、本発明は、単一縮退
故障、多重縮退故障及びショート不良等の故障モードに
対応できると共に、回路上に物理故障が発生しても論理
不良にはならない故障に対して故障箇所の絞り込みを可
能とし、故障解析の信頼度を大幅に向上する方を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、LSIの入力端子より入力信号を入力した時
に発生する、論理動作の静止状態電源電流が予め定めら
れた所定値を越える論理動作テストパターンを用いて、
前記LSIの内部回路の異常箇所を絞り込むことを特徴
とする故障箇所の絞り込み方を提供する。
【0012】本発明の好ましい態様は請求項2以降に記
載された通りである。すなわち、本発明においては、好
ましくは、論理シミュレーションが用いられ、論理動作
の静止状態電源電流が予め定められた所定値を越える論
理動作テストパターンに対応するLSIの基本的論理回
路が抽出される。
【0013】また、本発明においては、好ましくは、論
理動作の静止状態電源電流が予め定められた所定値を越
える論理動作テストパターンが不連続状態で発生してい
る時(「第1のモード」という)、前記静止状態電源電
流が規格値を越える論理動作テストパターン(n)の1
つ前の論理動作データ(n−1)から論理動作テストパ
ターン(n)に移行した時に変化する基本的論理回路単
位の回路と、論理動作テストパターン(n)から次の論
理動作テストパターン(n+1)へ移行した時に変化す
る基本的論理回路単位の回路を検出することを特徴とす
る。
【0014】さらに、本発明においては、好ましくは、
前記論理動作の静止状態電源電流が予め定められた所定
値を越える論理動作テストパターンがある論理動作テス
トパターン(m)から論理動作テスト(m+a)まで連
続して続く時(「第2のモード」という)、前記論理動
作テストパターン(m)の1つ前の論理動作テストパタ
ーン(m−1)から前記論理動作テストパターン(m)
に移行したときに変化する基本的論理回路単位の回路
と、前記論理動作テストパターン(m)から前記論理動
作テストパターン(m+a)に移行した時に変化しない
基本的論理回路単位の回路と、論理動作テストパターン
(m+a)から論理動作テストパターン(m+a+1)
に移行した時に変化する基本的論理回路単位の回路と、
を検出することを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明の原理・作用を以下に詳説する。CMO
S(相補型MOS)論理LSI回路は、回路内部に物理
的欠陥を有すると一般的にIddq(Quiescent Vdd Su
pply Current)と称する静止状態電源電流の異常値が検
出される。この詳細は、例えば真田克他著「CMOS論
理回路のIddq異常品の評価と除去方式」第23回信頼性
・保全性シンポジウム、PP.253〜248、1993、あるい
は、M.Sanada、「NewApplication of laser beam to fa
ilure analysis of LSI with multi-metal layers」 Mi
croelectronics and Reliability、Vol.33、No.7、PP.9
93〜1009、1993、にて記載されており、本発明はそのI
ddq値と論理動作テストパターンの関係から故障箇所
を絞り込む手法であり論理シミュレーションを用いた方
式である。
【0016】まず、CMOS論理LSIの入力端子より
FTP(Functional Test Pattern)と称する論理動作
テストパターンを入力した時に発生する、論理動作時の
静止状態電源電流Iddqが、所定の規格値を越えるF
TPを抽出する。その論理動作テストパターンは二つの
特徴をもっている。
【0017】第1は、FTP中でIddq異常値が発生
する論理動作テストパターンが飛び飛びである時であ
る。本発明によれば、この状態における故障箇所絞り込
み手法は、論理動作時のIddqが規格値を越える論理
動作テストパターン(n)の1つ前の論理動作テストパ
ターン(n−1)から論理動作テストパターン(n)に
移行した時に変化する基本的論理回路単位の回路と、論
理動作テストパターン(n)から次の論理動作テストパ
ターン(n+1)へ移行した時に変化する基本的論理回
路単位の回路を検出する手法である。
【0018】第2は、FTP中でIddq異常値が発生
するテストパターンが論理動作テストパターン(m)か
ら論理動作テストパターン(m+a)まで連続している
場合である。この状態における故障箇所絞り込み手法は
まず論理動作テストパターン(m)の1つ前の論理動作
テストパターン(m−1)から論理動作テストパターン
(m)に移行した時変化する基本的論理回路単位の回路
と、論理動作テストパターン(m)から論理動作テスト
パターン(m+a)までの移行した時変化しない基本的
論理回路単位の回路と、論理動作テストパターン(m+
a)から論理動作テストパターン(m+a+1)に移行
した時変化する基本的論理回路単位の回路を検出する手
法である。
【0019】さらに、本発明においては、論理動作にお
ける静止状態での電源電流が規格値を越えるFTPが複
数個発生している時の故障箇所の絞り込みは3つある。
【0020】第1の方は、該当する各論理動作テスト
パターンとそのテストパターンにて検出した故障推定箇
所のリストを作成し、そのリストから各テストパターン
のすべてにて検出された故障推定箇所を選び出す方
ある。
【0021】第2の方は、最初に検出した静止状態電
源電流が規格値を越える論理動作テストパターンにて推
定した故障箇所をもとに、以降の静止状態電源電流が規
格値を越える論理動作テストパターンにて推定した故障
箇所以外の非故障箇所を消していくことによりLSIの
故障推定箇所を絞り込むことを特徴とする故障箇所の絞
り込み方である。
【0022】第3の方は、論理動作の静止状態電源電
流が正常な論理動作テストパターンにて検出された正常
推定箇所を消去していくことによりLSIの故障推定箇
所を絞り込む方である。
【0023】また、本発明においては、上記手法にて検
出されるLSIの故障推定箇所は基本的論理回路単位の
回路であり、さらには信号配線のテキスト情報であるこ
とを特徴としている。
【0024】本発明によれば、Iddq異常値での論理
動作テストパターンで故障箇所を大幅に絞り込んでいく
ことができると共に、単一縮退故障、多重縮退故障及び
ショート不良などの故障モードの解析に対応することが
できる。さらに、本発明によれば、回路上に物理故障が
発生しても論理不良にはならない故障に対して故障箇所
の絞り込みができるため、解析の信頼度を大幅に向上で
きる。
【0025】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に説明
する。
【0026】
【実施例1】図1は、CMOSLSIの静止状態電源電
流Iddqが規格値を越える論理動作テストパターン
(「FTP」ともいう)に注目して、LSIの故障箇所
を検出する処理を示す流れ図である。
【0027】まず、各FTPに対するLSIの静止状態
電源電流Iddq値をLSIテスタ等の測定系にて測定
する(ステップ101)。
【0028】次に、静止状態電源電流Iddqが規格値
を越えるFTPを抽出する(ステップ102)。
【0029】抽出されたFTPをもとに、その論理テス
トパターンで変化する、又は変化しない(2通りの使い
分けは後述する)基本的論理回路(「内部ブロック」と
いう)を論理シミュレーション(103)により抽出し
(ステップ104)、そのFTPと抽出された内部ブロッ
クの一覧表を作成する(ステップ105)。
【0030】その一覧表をもとにすべての該当するFT
Pで反応する内部ブロック(単に「ブロック」ともい
う)を検出する(ステップ106)。
【0031】本実施例に係る処理に更に詳細に説明す
る。
【0032】図2は、FTP毎に発生するIddq値の
関係を調査した結果を示すグラフであり、Y軸はIdd
q値を、X軸はFTPの番号を表している。このIdd
q値対FTPのグラフにおいて、FTP番号[1]、[2]、
[3]、[6]、[7]、[8]は、飛び飛びのFTPでIddq異
常値が発生しており、FTP[4]〜[5]間は連続してId
dq異常値が発生している。
【0033】このように、図2に示されたIddq異常
値は2つのモードを有する。まず第1のモードは、Id
dq異常値が発生する論理動作テストパターンが飛び飛
びに発生しているモードであり、第2のモードは、Id
dq異常値が発生するテストパターンが連続しているモ
ードである。そして、以下に説明するように、それぞれ
のモードに対応して故障箇所の検出方が異なる。
【0034】まず、第1のモードに対する故障箇所検出
を説明する。
【0035】飛び飛びのFTPのうち、一のFTP[1]
については、FTP[1]の1つ前のFTP([1]−1)か
らFTP[1]へテストパターンが移行した時、論理が変
化するブロックを抽出する。次にFTP[1]からFTP
([1]+1)へテストパターンが移行した時、論理が変
化するブロックを抽出する。
【0036】同様にして、FTP[2]、[3]、[6]、[7]、
[8]に対応するブロックを抽出する。
【0037】この理由は、論理が変化した時、内部回路
上に電源VddからGNDへの貫通通路が形成されるため
であり、Iddq異常が発生し、次の論理へ移行した時
には内部回路上に発生した貫通通路が消えるためであ
る。
【0038】簡単な回路を用いて第1のモードを以下に
説明する。
【0039】図4は、2入力NOR回路のトランジスタ
レベルの回路構成を示す図である。図4を参照して、2
入力NOR回路は、第1、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタPch1、Pch2と、第1、第2のNチャネルMO
SトランジスタNch1、Nch2から構成されている。
【0040】第1の入力端子IN1は第1のPチャネル
MOSトランジスタPch1、第1のNチャネルMOSト
ランジスタNch1への入力端子であり、第2の入力端子
IN2は第2のPチャネルMOSトランジスタPch2、
第2のNチャネルMOSトランジスタNch2への入力端
子である。
【0041】ここでは、故障として第2のPチャネルM
OSトランジスタPch2のゲート電極がオープン状態を
仮定する。この時、第2のPチャネルMOSトランジス
タPch2はノーマリオン状態になるため、図4中の矢印
に示すように、第1の入力端子IN1がHレベル、第2
の入力端子IN2がHレベルとなった時にのみ、電源V
ddからGNDへ貫通電流が流れIddq異常となる。
【0042】さらに、PチャネルMOSトランジスタと
NチャネルMOSトランジスタのインピーダンスをZ
p、Znとした時、Iddq異常時の出力値は、次式
(2)で与えられる(この場合、PチャネルMOSトラン
ジスタとNチャネルMOSトランジスタのインピーダン
ス Zp、Znは実質的にそれぞれのトランジスタのオ
ン抵抗に等しい)。
【0043】
【数2】
【0044】ここに、VthはCMOS論理回路の論理
閾値電圧を示している。
【0045】上式(2)に示すように、本来“L”出力
であるべき2入力NOR回路の出力値が“H”レベルと
なり、期待値と一致せず論理異常となる。
【0046】図5は、図4の2入力NOR回路に対する
FTP[1](図2におけるIddq異常のFTP)にお
ける論理を説明するための真理値表である。
【0047】第1のモードは、例えば第1の入力端子I
N1がHレベル、第2の入力端子IN2がHレベル以外
の入力状態FTP([1]−1)(図4のパターンの組み
合わせの第2〜第4行)から第1の入力端子IN1がH
レベル、第2の入力端子IN2がHレベルの入力状態F
TP[1]へ論理が変化した時であり、この変化を論理シ
ミュレーション上で検索して2入力NOR回路に変化が
あったことを検出する。
【0048】次に、FTP[1]からFTP([1]+1)へ
の変化において、Iddq異常は検出されなくなるた
め、2入力NOR回路は第1の入力端子IN1がHレベ
ル、第2の入力端子IN2がHレベルの状態から、これ
以外の入力状態に変化したことを意味するため、論理シ
ミュレーション上で検索して2入力NOR回路に変化が
あったことを検出する。
【0049】第2のモードは、連続したFTP[4]〜[5]
間にてIddq異常値が発生しているモードであり、以
下の検出方を用いる。
【0050】FTP[4]は、1つ前のFTP([4]−1)
からFTP[4]へテストパターンが移行する時、論理が
変化するブロックを抽出する。
【0051】FTP([4]+1)は、FTP[4]からFT
P([4]+1)へテストパターンが移行する時、論理が
変化しないブロックを抽出する。
【0052】同様に〜FTP([5]−1)までのFTP
は、注目しているFTPと次のFTPの切り変わりにお
いて論理が変化しないブロックを抽出する。
【0053】FTP[5]でのブロック抽出は、FTP[5]
からFTP([5]+1)へテストパターンが移行する
時、論理が変化するブロックを抽出する。
【0054】図4に示した2入力NOR回路の故障モー
ドを用いて第2のモードを説明する。
【0055】図6は、2入力NOR回路に対するFTP
[4]〜[5](図2参照)における論理を説明するための真
理値表である。
【0056】第2のモードでは、まず、FTP[4]の論
理状態においてIddq異常が発生したため、第1の入
力端子IN1がHレベル、第2の入力端子IN2がHレ
ベル以外の入力状態FTP([4]−1)から第1の入力
端子IN1がHレベル、第2の入力端子IN2がHレベ
ルの入力状態FTP[4]へ論理が変化したことを意味す
る。
【0057】このため、この変化を論理シミュレーショ
ン上で検索して2入力NOR回路に変化があったことを
検出する。
【0058】次に、FTP([4]+1)における2入力
NOR回路はこの状態でIddq異常が発生しているた
め、第1の入力端子IN1がHレベル、第2の入力端子
IN2がHレベルの入力状態FTP[4]と同じ状態に固
定されている。従って、この状態における論理シミュレ
ーション上での検索は2入力NOR回路の入力形態が変
化しないモードを検出する。同様にしてFTP([5]−
1)までの2入力NOR回路は入力形態が変化しないモ
ードを検出する。
【0059】次に、FTP[5]における内部動作回路の
検索は、Iddq値が正常になった論理の変化を検出す
るモードであり、2入力NOR回路は第1の入力端子I
N1がHレベル、第2の入力端子IN2がHレベルの入
力状態FTP[5]から、IN1がHレベル、IN2がH
レベル以外の入力状態FTP([5]+1)へ論理が変化
した時であり、この変化を論理シミュレーション上で検
索して2入力NOR回路に変化があったことを検出す
る。
【0060】ブロックの抽出手法は、電気回路設計時に
設計データとして用いたCADデータを用いる。
【0061】ゲートアレイに代表されるASIC(Appl
ication Specific Integrated Circuits)はブロックと
称する基本的論理回路の組合せにより設計される。この
電気回路は主に2種類のデータ、すなわち論理シミュレ
ーションとブロックの配置及び配線にて検証される。そ
して、各入力信号に基づく内部論理動作の変化は論理シ
ミュレーションにより抽出できる。従って特定のFTP
の変化に同期した内部ブロック名は各電気回路毎に保存
されている論理シミュレーション(CADデータ)より
容易に抽出できる。さらに各ブロックの入出力信号情報
もFTP毎に検出される。
【0062】図3は、以上の操作より各Iddq異常が
検出されたFTPとそれらのFTPを用いて検出された
故障推定ブロック(Ba〜Bz)の一例を表にまとめたも
のである。
【0063】図3において、すべてのFTP[1]〜[10]
において抽出された故障推定ブロックが故障を有してい
るブロックである。
【0064】図3を参照して、すべてのFTP[1]〜[1
0]において抽出された故障推定ブロックであるブロック
Bfが故障を有するブロックとして検出される。
【0065】上記の説明は、ブロック対応により故障箇
所を検出していたが、論理シミュレーションは、LSI
内部配線系までの故障箇所の絞り込みを行なうことが可
能である。
【0066】図4における2入力NOR回路(第2のP
チャネルMOSトランジスタPch2のゲート電極がオー
プン状態)においては、第2のPチャネルMOSトラン
ジスタPch2のゲート電極に接続される内部配線系は、
2−1NOR−IN2として検出される。
【0067】なお、内部配線系における故障箇所の検出
方式は内部論理ブロックと同様である。Iddq異常の
FTPに対して操作する論理シミュレーション上の出力
形態が内部配線のテキスト名称を用いる。
【0068】内部配線系を用いた故障箇所の検出は、ブ
ロックに比べてより詳細な検出が可能となる。しかしな
がら、内部配線系を用いた故障箇所の検出において、デ
ータ量は10Kゲートクラスのゲートアレイ製品でブロ
ック表示の10倍以上となる。
【0069】このため、電気回路からの故障箇所の絞り
込みは階層別で行ない、最終段階で内部配線のテキスト
名称による絞り込みを行なうことが有効且つ効率的であ
る。
【0070】図7は、階層別絞り込みの方を説明する
図である。
【0071】図7を参照して、電気回路全体を大まかに
ブロック化した状態(Bα〜Bω)で論理シミュレーシ
ョンを実施する(ステップ701)。
【0072】ブロックBαに故障を検出されると、次に
ブロックBαを構成する基本的論理回路単位(Bc〜B
f〜Bm)での論理シミュレーションを実行する(ステ
ップ702)。
【0073】ブロックBfに故障を検出すると、ブロッ
クBfを構成している信号配線に注目した論理シュレー
ションを実施する。その結果、ブロックBf(2入力N
OR回路)の入力ライン「2−1NOR−IN2」に故
障があることが検出される(ステップ703)。
【0074】
【実施例2】本発明の別の実施例を以下に説明する。な
お、本実施例における故障解析フローは図1のフローに
類似している。
【0075】まず、Iddq異常を検出したFTP(F
TPIA)に対して論理シミュレーションを用いて内部ブ
ロックの絞り込みを行なう。
【0076】次に各FTPIAに対する内部ブロックのリ
スト作成において最初に検出されたブロックを基礎とし
て、以降のFTPIAnにて抽出されない非該当ブロック
を順次消去していきながら故障推定されるブロックを絞
り込んでいく。
【0077】本実施例に係る故障箇所検出方は、特
に、大規模なLSIの故障箇所絞り込みにおいて大量に
発生する故障推定ブロックを整理しながら絞り込んでい
く方として有効である。
【0078】図8は、本実施例に係る故障推定ブロック
整理方式により各FTPIAに対する内部ブロックのリス
トの例を示す図である。図8を参照して、FTPIA1に
て内部ブロックB1、B3、B6、Ba、Bf等が検出
され、次にFTPIA2にて内部ブロックB1、B6、B
a、Bfが除去され、n番目のFTPIAnでIddq異
常を生じるものとして最終的に内部ブロックBfが抽出
されている。
【0079】
【実施例3】本発明のさらに別の実施例を説明する。
【0080】本実施例に係る故障箇所検出方は、故障
推定が大量に抽出されている時のさらなる絞り込みの方
である。
【0081】本実施例においては、Iddq正常状態に
おけるFTPは論理シミュレーションを用いて正常ブロ
ックと判定し、故障推定のブロックを整理していくもの
である。
【0082】図9は、Iddq正常状態におけるFTP
を用いた故障推定ブロックの整理リストの一例を示す図
である。図9を参照して、FTPIA1〜FTPIA1にてI
ddq異常により故障が推定された複数の内部ブロック
B3、Ba、Bf等は、Iddq正常状態におけるFT
P(例えばFTPIN)にて正常動作と判定された内部ブ
ロックB3、Baにて整理され、最終的に故障ブロック
として内部ブロックBfが絞り込まれる。
【0083】以上本発明を上記各実施例に即して説明し
たが、本発明は、上記態様にのみ限定されるものでな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論で
ある。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CMOS論理LSIを非破壊にて効率的に故障箇所を特
定できるという効果を有する。すなわち、本発明は、回
路内部の物理的欠陥を顕在化するIddqパラメータを
用いて故障箇所を絞り込むことにより、故障箇所検出の
ために要する工数を特段に削減できる。
【0085】さらに、本発明によれば、検出される故障
箇所は、CMOS論理LSIの出力端子での論理異常に
無関係であり、Iddq異常値が検出されれば故障箇所
の絞り込みが可能とされるため、解析信頼度を大幅に向
上できる。
【0086】また、本発明によれば、Iddq異常とし
て検出される単一縮退故障、多重縮退故障、および信号
間ショート不良等CMOS論理LSIの回路上にて発生
するすべての故障モードに対して故障箇所を効率的に検
出できる。
【0087】特に、従来困難であった多重縮退故障は複
数のIddq異常値を検出し、算出することで多重値を
判定できるため、詳細な、誤りのない解析が可能とな
る。
【0088】以上の効果により、本発明は、従来の故障
シミュレーションでは実現不可能であったCMOSLS
I内部に発生するあらゆる故障モードを確実に最適且つ
効率的に検出し、故障箇所を最小の工数で絞り込むこと
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明する図であり、Idd
qが規格値を越えるFTPと称する論理動作テストパタ
ーンに注目してLSIの故障箇所を検出する処理を示す
流れ図である。
【図2】本発明の一実施例を説明するための図であり、
FTP毎に発生するIddq値の関係を調査したグラフ
である。
【図3】本発明の一実施例を説明するための図であり、
Iddq異常が検出されたFTPとそれらのFTPを用
いて検出された故障推定ブロックの対応の一例を一覧と
してまとめた図である。
【図4】本発明の一実施例を説明するための基本的論理
回路2入力NOR回路の構成を示す図である。
【図5】第1のモードを説明するための2入力NOR回
路の真理値表である。
【図6】第2のモードを説明するための2入力NOR回
路の真理値表である。
【図7】本発明の別の実施例に係る階層別絞り込みの方
式を説明する図である。
【図8】本発明の更に別の実施例に係る故障推定ブロッ
ク整理方式を説明する図である。
【図9】Iddq正常状態におけるFTPを用いた故障
推定ブロックの整理リストである。
【図10】従来のLSIの故障箇所を検出方法を説明す
る図である。
【符号の説明】
Pch1、Pch2 第1、第2のPチャネルMOSトランジ
スタ Nch1、Nch2 第1、第2のNチャネルMOSトランジ
スタ IN1、IN2 第1、第2の入力端子 OUT 出力端子 Ba〜Bz ブロック(内部回路ブロック)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】LSIの入力端子より入力信号を入力した
    時に発生する論理動作の静止状態電源電流が予め定めら
    れた所定値を越える論理動作テストパターンを用いて、
    前記LSIの内部回路の異常箇所を絞り込むことを特徴
    とする故障箇所の絞り込み方
  2. 【請求項2】論理シミュレーションを用いて基本的論理
    回路単位の回路の抽出を行なうことを特徴とする請求項
    1記載の故障箇所の絞り込み方
  3. 【請求項3】前記論理動作の静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える論理動作テストパターンが
    不連続状態で発生している時、前記静止状態電源電流が
    前記予め定められた所定値を越える論理動作テストパタ
    ーン(n)の1つ前の論理動作データ(n−1)から論
    理動作テストパターン(n)に移行した時に変化する基
    本的論理回路単位の回路と、論理動作テストパターン
    (n)から次の論理動作テストパターン(n+1)へ移
    行した時に変化する基本的論理回路単位の回路を検出す
    ることを特徴とする請求項1記載の故障箇所の絞り込み
  4. 【請求項4】前記論理動作の静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える論理動作テストパターンが
    ある論理動作テストパターン(m)から論理動作テスト
    (m+a)まで連続して続く時、前記論理動作テストパ
    ターン(m)の1つ前の論理動作テストパターン(m−
    1)から前記論理動作テストパターン(m)に移行した
    ときに変化する基本的論理回路単位の回路と、前記論理
    動作テストパターン(m)から前記論理動作テストパタ
    ーン(m+a)に移行した時に変化しない基本的論理回
    路単位の回路と、論理動作テストパターン(m+a)か
    ら論理動作テストパターン(m+a+1)に移行した時
    に変化する基本的論理回路単位の回路と、を検出するこ
    とを特徴とする請求項1記載の故障箇所の絞り込み方
  5. 【請求項5】前記論理動作の静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える論理動作テストパターンが
    複数個発生している時、前記静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える各論理動作テストパターン
    と、該論理動作テストパターンにて検出した故障推定箇
    所のリストを作成し、該リストからすべての前記論理動
    作テストパターンにて検出されたLSIの故障推定箇所
    を絞り込むことを特徴とする請求項3又は4記載の故障
    箇所の絞り込み方
  6. 【請求項6】前記論理動作の静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える論理動作テストパターンが
    複数個発生している時の故障箇所の絞り込みは、最初に
    検出した静止状態電源電流が規格値を越える論理動作テ
    ストパターンにて推定した故障箇所をもとに、以後の静
    止状態電源電流が規格値を越える論理動作テストパター
    ンにて推定した故障箇所以外の非故障箇所を順次消去し
    ていくことによりLSIの故障推定箇所を絞り込むこと
    を特徴とする請求項3又は4記載の故障箇所の絞り込み
  7. 【請求項7】前記論理動作の静止状態電源電流が前記予
    め定められた所定値を越える論理動作テストパターンに
    て検出した故障推定箇所をもとに、論理動作の静止状態
    電源電流が正常な論理動作テストパターンにて検出され
    た正常推定箇所を順次消去し、LSIの故障推定箇所を
    絞り込むことを特徴とする請求項3又は4記載の故障箇
    所の絞り込み方
  8. 【請求項8】前記故障推定箇所が、基本的論理回路単位
    の回路であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか
    一に記載の故障箇所の絞り込み方
  9. 【請求項9】前記故障推定箇所が、論理シミュレーショ
    ンにて規定された信号配線であることを特徴とする請求
    項5〜7のいずれか一に記載の故障箇所の絞り込み方
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2947204B2 (ja) * 1997-02-24 1999-09-13 日本電気株式会社 Lsiの故障箇所の特定化方法
JP3111931B2 (ja) 1997-06-11 2000-11-27 日本電気株式会社 検査結果解析装置及び解析方法並びに解析プログラムを記録した記録媒体
KR100569543B1 (ko) * 1998-12-31 2006-08-21 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 테스트 장치
JP2001208803A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Advantest Corp 半導体集積回路の故障シミュレーション方法および故障シミュレータ
JP4174167B2 (ja) * 2000-04-04 2008-10-29 株式会社アドバンテスト 半導体集積回路の故障解析方法および故障解析装置
JP4488595B2 (ja) * 2000-06-08 2010-06-23 株式会社アドバンテスト テストパターン生成方法
US6754864B2 (en) * 2001-02-22 2004-06-22 International Business Machines Corporation System and method to predetermine a bitmap of a self-tested embedded array
JP2003084036A (ja) * 2001-09-10 2003-03-19 Nec Corp 診断システム及び診断方法
US20040193976A1 (en) * 2003-03-31 2004-09-30 Slaight Thomas M. Method and apparatus for interconnect built-in self test based system management failure monitoring
CN101958262B (zh) * 2009-07-16 2012-08-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 失效检测方法以及失效检测装置
US8476917B2 (en) * 2010-01-29 2013-07-02 Freescale Semiconductor, Inc. Quiescent current (IDDQ) indication and testing apparatus and methods

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3772595A (en) * 1971-03-19 1973-11-13 Teradyne Inc Method and apparatus for testing a digital logic fet by monitoring currents the device develops in response to input signals
JPS6170777U (ja) * 1984-10-15 1986-05-14
JPS63145549A (ja) * 1986-12-09 1988-06-17 Hitachi Ltd 論理回路シミユレ−シヨン方法
US5321354A (en) * 1990-07-23 1994-06-14 Seiko Epson Corporation Method for inspecting semiconductor devices
DE4117493A1 (de) * 1991-05-28 1992-12-03 Guenter Kemnitz Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung eines betriebsruhestromtests fuer cmos-schaltungen
DE4305288A1 (de) * 1993-02-20 1994-08-25 Bosch Gmbh Robert Selbsttestverfahren für nicht-reguläre CMOS-Schaltstrukturen mit hoher Defekterfassung
US5483170A (en) * 1993-08-24 1996-01-09 New Mexico State University Technology Transfer Corp. Integrated circuit fault testing implementing voltage supply rail pulsing and corresponding instantaneous current response analysis

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