一种用于控制半导体芯片的温度的电路(100)包含建置到所述半导体芯片内的第一加热元件(105A)。所述第一加热元件(105A)产生热以增加所述半导体芯片的所述温度。所述芯片还包含温度控制器(110)，所述温度控制器(110)耦合到所述第一加热元件(105A)且建置到所述半导体芯片内。所述温度控制器(110)控制所述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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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专利技术的实例实施例图I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。具体实施例方式图I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。应注意，可基于半导体芯片的应用领域将加热元件105A设计为不同的大小以用于不同的半导体芯片。加热元件105A的大小可基于所需的泄漏电流、所需的温度和测试半导体芯片期间产生的所需的热量而定。在制造半导体芯片期间，具有能够产生所需的热量的合适大小的加热元件105A被包含在半导体芯片内。电路100还包含耦合到加热元件105A的栅极且建置到半导体芯片内的温度控制器110。温度控制器110包含温度传感器115、参考信号产生器120和控制电路125。温度传感器115和参考信号产生器120耦合到控制电路125。控制电路125包含比较器130、第一栅极135A(下文中称为栅极135A)和第一缓冲器140A (下文中称为缓冲器140A)。比较器130的正输入端子耦合到参考信号产生器120，且比较器130的负输入端子耦合到温度传感器115。比较器130的输出端子耦合到栅极135A的第一输入端子。栅极135A的第二输入端子接收选择输入(SELl)。栅极135A的输出端子耦合到缓冲器140A的输入端子。缓冲器140A的输出端子耦合到加热元件105A的栅极。 下文解释电路100控制半导体芯片的温度或结温度的工作原理。加热元件105A产生热以增加半导体芯片的温度。流经加热元件105A的泄漏电流(IL)可为内部热源。由于半导体芯片的总电力而产生温度的增加。使温度⑴从周围温度(TA)增加所需的热(PH)可由下面所给出的方程(I)算出T = Ta+ Θ JA(PA+PH) (I)其中，Ta为周围温度，Θ1Α为从结到半导体芯片周围的介质的热阻，且PaS半导体芯片的主动电力耗散。周围温度可定义为半导体芯片周围的介质的温度。温度控制器110控制温度以使得能够在所需的温度下对半导体芯片进行测试。下文将进一步解释包含多个元件的温度控制器110。温度控制器110的温度传感器115测量半导体芯片的温度以提供与所述温度相对应的电压(V)。温度传感器115可类似于与绝对温度成比例(PTAT)的传感器。结合图2解释包含多个元件的温度传感器115。 温度控制器110的参考信号产生器120响应于可由用户提供的数字输入而提供参考电压(VREF)。在一些实施例中，可在外部产生参考电压并将其提供到控制电路125。结合图3解释包含多个元件的参考信号产生器120。如果与温度相对应的电压大于参考电压，那么温度控制器110的控制电路125停用加热元件105A。现将进一步解释包含多个元件的控制电路125。比较器130将电压与参考电压进行比较以产生比较器输出。缓冲器140A响应于比较器输出而启动加热元件105A或者停用加热元件105A。当半导体芯片处于非测试模式时，栅极135A和缓冲器140A共同停用加热元件105A。在一些实施例中，比较器130通过实施滞后作用而防止加热元件105A快速切换。滞后作用可用来延迟输出从一种状态到另一种状态的改变。具有滞后作用的比较器130的实例可包含施密特触发器。具有滞后作用的比较器130或者在温度变得小于第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉温德拉·卡尔纳迪，苏迪尔·普拉萨德，拉姆·A·约恩纳维图拉，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：
国别省市：
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