本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種集成電路自動測試機(ate，autotestequipment)電源測試通道擴展結構；本發明還涉及一種ate電源測試通道擴展結構的測試應用方法。

背景技術：

如圖1所示，是現有ate電源測試通道擴展結構的結構圖；ate的測試電源通道102(powersupply，ps)在固定配置下數量是有限的，圖1中虛線框101表示ate中配置的總的測試電源通道102，包括有多個，圖1中顯示了2個測試電源通道102，為了分別這兩個測試電源通道102，在圖1中還分別用ps1和ps2表示對應的測試電源通道102。

為了提高被測器件104(deviceundertest，dut)測試同測數，通常會在ate以外對測試電源通道102進行擴展，圖1所示結構為現有常見的擴展方案：主要是一個測試電源通道102的輸出端并不直接連接被測器件104，而是將每個測試電源通道102的輸出端都同時連接多個電源擴展支路，在電源擴展支路中包括一個支路選擇開關103，電源擴展支路的輸出端連接對應的被測器件104。圖1中，為了區分不同支路上的支路選擇開關103，對各支路選擇開關103還進行了編號表示，如圖1中的k11、k12至k1n以及k21、k22至k2n；各支路的被測器件104也分別用dut11、dut12至dut1n以及dut21、dut22至dut2n表示。由圖1可以看出，每一個測試電源通道102都連接有n個電源擴展支路，每一個電源擴展支路分別提供電源到對應的被測器件104，提供到被測器件104的電源分別用p11、p12至p1n以及p21、p22至p2n表示。

圖1所示的現有結構能夠方便地擴展測試電源通道102的通道數，但是由于多個被測器件104直接共享一個測試電源通道102的資源，當測試過程中如果其中一個被測器件104因故障導致電源管腳電流過大情況，當該電流超出測試電源通道102的驅動電流能力，便會拉低測試電源通道102的設定輸出電壓，從而影響共享該測試電源通道102的其他被測器件104的正常測試，導致其他被測器件104的測試異常。如圖2所示，是圖1所示結構在一個被測器件104出現過流時狀態圖，圖2中dut11出現了故障從而使其對應的電源擴展支路出現大電流，為了更加形象的表示，圖2中還用“施害dut”表示dut11，用“受害dut”表示ps1對應的其它各dut即dut12至dut1n，在dut11對應的電源擴展支路中用箭頭線表示大電流，可以看出由于dut11對應的電源擴展支路出現了大電流，使得ps1的輸出電壓下降，而ps1的輸出電壓下降后會使得dut12至dut1n對應的電源即p12至p1n的電壓下降，從而會影響dut12至dut1n的正常測試，導致dut12至dut1n的測試異常。如圖3a所示，是采用圖1所示的結構進行多個被測器件104共享一個ps電源時的測試結果圖；圖3a中，標記201對應的圓圈所示的各區域中的被測器件104就存在一個被測器件104出現過流時共享相同ps電源的其它各被測器件104出現測試異常的情形；如圖3b所示，是對同一晶圓上的各被測器件104進行1個被測器件104獨享一個ps電源時的測試結果圖，可以看出，圖3b中不再出現圖3a的標記201所示區域中的測試異常情形，也即圖3a中存在測試過殺(overkill)情形。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種ate電源測試通道擴展結構，具有過流隔離功能，能防止多支路共享電源測試通道時由過流引起的測試過殺；為此，本發明還提供一種ate電源測試通道擴展結構的測試應用方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的ate電源測試通道擴展結構，包括：多個電源測試通道，各所述電源測試通道包括多個電源擴展支路，各所述電源擴展支路的輸入端連接對應的所述電源測試通道的輸出端，各所述電源擴展支路的輸出端連接一個被測器件。

各所述電源擴展支路包括：支路選擇開關和過流保護電路；所述過流保護電路用于檢測對應的所述電源擴展支路的電流大小，在所述電流擴展支路的電流正常時保持所述電源擴展支路和所述被測器件的連接；在所述電流擴展支路過流時斷開所述電源擴展支路和所述被測器件的連接，防止過流的所述電流擴展支路將對應的所述電源測試通道的輸出電壓拉低從而影響連接同一所述電源測試通道的其它所述電源擴展支路的測試。

進一步的改進是，所述過流保護電路包括：過流檢測電阻、過流檢測比較器和過流保護開關；所述支路選擇開關、所述過流檢測電阻和所述過流保護開關串聯連接，所述過流檢測電阻在所述電源擴展支路的輸入端和輸出端之間形成一個電壓降，所述過流檢測比較器檢測所述過流檢測電阻的電壓降的大小并根據所述過流檢測電阻的電壓降形成一個和參考電壓比較的信號，所述過流檢測比較器的輸出端輸出一個根據比較結果形成的控制信號到所述過流保護開關，所述過流保護開關在所述控制信號的控制下導通或斷開；當所述電源擴展支路過流時所述過流檢測電阻的電壓降會超范圍，所述控制信號使所述過流保護開關斷開；當所述電源擴展支路的電流正常時所述過流檢測電阻的電壓降在正常范圍，所述控制信號使所述過流保護開關保持導通。

進一步的改進是，所述過流檢測比較器的正相輸入端連接所述電源擴展支路的輸出端，所述過流檢測比較器的反相輸入端連接參考電壓；所述過流保護開關為低電平常開型開關。

當所述過流檢測電阻的電壓降在正常范圍時，所述過流檢測比較器的正相輸入端的電壓大于所述參考電壓，所述控制信號為1，所述過流保護開關導通。

當所述過流檢測電阻的電壓降在超范圍時，所述過流檢測比較器的正相輸入端的電壓小于所述參考電壓，所述控制信號為0，所述過流保護開關斷開。

進一步的改進是，所述參考電壓的公式為：vref＝vcc-δvcc，vref為所述參考電壓，vcc為所述電源測試通道的輸出電壓，δvcc為可容許誤差，即在vcc至vcc-δvcc的范圍內所述被測器件能進行正常測試。

所述過流檢測電阻的最小值的公式為：rmin＝δvcc/itrig。

所述過流檢測電阻的最大值的公式為：rmax＝δvcc/imax。

所述過流檢測電阻的電阻大小在rmin和rmax之間皆可。

其中，rmin為所述過流檢測電阻的最小值，rmax為所述過流檢測電阻的最大值，itrig為過流觸發值，imax為各所述被測器件在各種測試條件下的電流規格的最大值，itrig大于imax。

進一步的改進是，itrig為imax的3倍～5倍。

進一步的改進是，在ate的初始化過程中，所述過流檢測比較器的反相輸入端連接一個初始化電壓，所述初始化電壓小于0v，使初始化過程中所述過流檢測比較器的輸出端輸出大小為1的所述控制信號并使所述過流保護開關導通。

初始化完成后所述過流檢測比較器的反相輸入端連接到所述參考電壓。

為解決上述技術問題，本發明提供的ate電源測試通道擴展結構的測試應用方法包括如下步驟：

步驟一、將被測器件連接到各所述電源擴展支路的輸出端并建立失效被測器件的編號列表，在進行各所述被測器件的第一項測試項目之前初始化所述編號列表。

步驟二、進入當前測試項目，根據所述編號列表設置各所述電源擴展支路的所述支路選擇開關的狀態，所述編號列表中對應編號的所述被測器件所對應的各所述支路選擇開關設置為斷開狀態，其它各所述支路選擇開關設置為導通狀態。

步驟三、設置各所述電源測試通道的上電參數，將各所述電源測試通道上電后的輸出電壓設置為當前測試項目所需電壓。

步驟四、進行初始化設置，初始化過程中各所述支路選擇開關為導通狀態的各所述電源擴展支路都導通。

步驟五、進行當前測試項目的測試，測試過程中，所述過流保護電路檢測對應的所述電源擴展支路的電流大小，在所述電流擴展支路的電流正常時保持所述電源擴展支路和所述被測器件的連接；在所述電流擴展支路過流時斷開所述電源擴展支路和所述被測器件的連接，防止過流的所述電流擴展支路將對應的所述電源測試通道的輸出電壓拉低從而影響連接同一所述電源測試通道的其它所述電源擴展支路的測試。

步驟六、當前測試項目結束，將當前測試項目中出現過流的所述電流擴展支路對應的被測器件的編號添加到所述編號列表中。

步驟七、重復步驟二至六進行各所述被測器件的下一個測試項目，直至各所述被測器件的所有測試項目都完成。

進一步的改進是，所述過流保護電路包括：過流檢測電阻、過流檢測比較器和過流保護開關；所述支路選擇開關、所述過流檢測電阻和所述過流保護開關串聯連接，所述過流檢測電阻在所述電源擴展支路的輸入端和輸出端之間形成一個電壓降，所述過流檢測比較器檢測所述過流檢測電阻的電壓降的大小并根據所述過流檢測電阻的電壓降形成一個和參考電壓比較的信號，所述過流檢測比較器的輸出端輸出一個根據比較結果形成的控制信號到所述過流保護開關，所述過流保護開關在所述控制信號的控制下導通或斷開；當所述電源擴展支路過流時所述過流檢測電阻的電壓降會超范圍，所述控制信號使所述過流保護開關斷開；當所述電源擴展支路的電流正常時所述過流檢測電阻的電壓降在正常范圍，所述控制信號使所述過流保護開關保持導通；所述參考電壓在步驟四的上電后且初始化完成之后以及步驟五進行當前測試項目的測試之前進行設置。

進一步的改進是，所述過流檢測比較器的正相輸入端連接所述電源擴展支路的輸出端，所述過流檢測比較器的反相輸入端連接參考電壓；所述過流保護開關為低電平常開型開關。

當所述過流檢測電阻的電壓降在正常范圍時，所述過流檢測比較器的正相輸入端的電壓大于所述參考電壓，所述控制信號為1，所述過流保護開關導通。

當所述過流檢測電阻的電壓降在超范圍時，所述過流檢測比較器的正相輸入端的電壓小于所述參考電壓，所述控制信號為0，所述過流保護開關斷開。

進一步的改進是，所述參考電壓的公式為：vref＝vcc-δvcc，vref為所述參考電壓，vcc為所述電源測試通道的輸出電壓，δvcc為可容許誤差，即在vcc至vcc-δvcc的范圍內所述被測器件能進行正常測試。

所述過流檢測電阻的最小值的公式為：rmin＝δvcc/itrig。

所述過流檢測電阻的最大值的公式為：rmax＝δvcc/imax。

所述過流檢測電阻的電阻大小在rmin和rmax之間皆可。

其中，rmin為所述過流檢測電阻的最小值，rmax為所述過流檢測電阻的最大值，itrig為過流觸發值，imax為各所述被測器件在各種測試條件下的電流規格的最大值，itrig大于imax。

進一步的改進是，itrig為imax的3倍～5倍。

進一步的改進是，步驟四的初始化設置中設置連接所述過流檢測比較器的反相輸入端的小于0v的初始化電壓，在ate上電后的初始化過程中，所述初始化電壓使所述過流檢測比較器的輸出端輸出大小為1的所述控制信號并使所述過流保護開關導通。

初始化完成后進行所述參考電壓的設置并使所述過流檢測比較器的反相輸入端連接到所述參考電壓。

本發明在各電源擴展支路中設置有過流保護電路，過流保護電路能檢測測試時對應的電源擴展支路的電流大小，在電流擴展支路的電流正常時保持電源擴展支路和被測器件的連接；在電流擴展支路過流時斷開電源擴展支路和被測器件的連接，從而能防止過流的電流擴展支路將對應的電源測試通道的輸出電壓拉低從而影響連接同一電源測試通道的其它電源擴展支路的測試，所以本發明能實現過流隔離，能防止多支路共享電源測試通道時由過流引起的測試過殺，從而能提高測試準確性和測試效率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是現有ate電源測試通道擴展結構的結構圖；

圖2是圖1所示結構在一個被測器件出現過流時狀態圖；

圖3a是采用圖1所示的結構進行多個被測器件共享一個ps電源時的測試結果圖；

圖3b是對同一晶圓上的各被測器件進行1個被測器件獨享一個ps電源時的測試結果圖；

圖4是本發明實施例ate電源測試通道擴展結構的結構圖；

圖5是圖4所示結構在測試過程中各被測器件的電流都正常時的狀態圖；

圖6是圖4所示結構在測試過程中出現被測器件的過流時的狀態圖。

具體實施方式

如圖4所示，是本發明實施例ate電源測試通道擴展結構的結構圖；本發明實施例ate電源測試通道擴展結構包括：多個電源測試通道1，如圖4中虛線框301所示，在虛線框301中包括了多個所述電源測試通道1，由于各所述電源測試通道1都相同，故圖4中僅顯示了一個電源測試通道1，同時，在圖4中還用ps1表示對應的一個電源測試通道1。

各所述電源測試通道1包括多個電源擴展支路，由圖4中顯示了一個電源測試通道1共有n個電源擴展支路。

各所述電源擴展支路的輸入端連接對應的所述電源測試通道1的輸出端，各所述電源擴展支路的輸出端連接一個被測器件4。為了更清楚的表示，圖4中，ps1對應的各電源擴展支路對應的被測器件4還分別用dut11、dut12至dut1n表示，各所述電源擴展支路的輸出端輸出的電源分別用ps11、ps12至ps1n表示。

各所述電源擴展支路包括：支路選擇開關2和過流保護電路3。為了更清楚的表示支路選擇開關2，圖4中，ps1對應的各電源擴展支路對應的支路選擇開關2還分別用k11、k12至k1n表示。

所述過流保護電路3用于檢測對應的所述電源擴展支路的電流大小，在所述電流擴展支路的電流正常時保持所述電源擴展支路和所述被測器件4的連接；在所述電流擴展支路過流時斷開所述電源擴展支路和所述被測器件4的連接，防止過流的所述電流擴展支路將對應的所述電源測試通道1的輸出電壓拉低從而影響連接同一所述電源測試通道1的其它所述電源擴展支路的測試。

本發明實施例中，所述過流保護電路3包括：過流檢測電阻5、過流檢測比較器7和過流保護開關6。為了更清楚的表示，圖4中，ps1對應的各電源擴展支路對應的過流檢測電阻5還分別用r11、r12至r1n表示,過流保護開關6還分別用kk11、kk12至kk1n表示，過流檢測比較器7還分別用comp11、comp12至comp1n表示。

所述支路選擇開關2、所述過流檢測電阻5和所述過流保護開關6串聯連接，所述過流檢測電阻5在所述電源擴展支路的輸入端和輸出端之間形成一個電壓降，所述過流檢測比較器7檢測所述過流檢測電阻5的電壓降的大小并根據所述過流檢測電阻5的電壓降形成一個和參考電壓vref比較的信號，所述過流檢測比較器7的輸出端輸出一個根據比較結果形成的控制信號到所述過流保護開關6，所述過流保護開關6在所述控制信號的控制下導通或斷開；當所述電源擴展支路過流時所述過流檢測電阻5的電壓降會超范圍，所述控制信號使所述過流保護開關6斷開；當所述電源擴展支路的電流正常時所述過流檢測電阻5的電壓降在正常范圍，所述控制信號使所述過流保護開關6保持導通。

較佳為，所述過流檢測比較器7的正相輸入端即+端連接所述電源擴展支路的輸出端，所述過流檢測比較器7的反相輸入端即-端連接參考電壓vref；所述過流保護開關6為低電平常開型開關。

當所述過流檢測電阻5的電壓降在正常范圍時，所述過流檢測比較器7的正相輸入端的電壓大于所述參考電壓vref，所述控制信號為1，所述過流保護開關6導通。

當所述過流檢測電阻5的電壓降在超范圍時，所述過流檢測比較器7的正相輸入端的電壓小于所述參考電壓vref，所述控制信號為0，所述過流保護開關6斷開。

更優選擇為，所述參考電壓vref的公式為：vref＝vcc-δvcc，vref為所述參考電壓，vcc為所述電源測試通道1的輸出電壓，δvcc為可容許誤差，即在vcc至vcc-δvcc的范圍內所述被測器件4能進行正常測試，vcc是根據所述被測器件4的測試項目的需要進行設置，例如，一個測試項目對應的vcc為5v，δvcc為0.01v，則vref為4.99v。

所述過流檢測電阻5的最小值的公式為：rmin＝δvcc/itrig。

所述過流檢測電阻5的最大值的公式為：rmax＝δvcc/imax。

所述過流檢測電阻5的電阻大小在rmin和rmax之間皆可。

其中，rmin為所述過流檢測電阻5的最小值，rmax為所述過流檢測電阻5的最大值，itrig為過流觸發值，imax為各所述被測器件4在各種測試條件下的電流規格的最大值，itrig大于imax。itrig在大于imax的條件下也不宜過大，本發明實施例中itrig為imax的3倍～5倍。

所述參考電壓vref是在測試過程中加入的，由于在ate上電之前所述電源擴展支路的輸出端的電壓為0，為了在啟動過程即初始化過程中使各所述過流保護開關6都導通，所述參考電壓vref在啟動過程中不能加入到所述過流檢測比較器7的反相輸入端，而是需要在ate的初始化過程中，所述過流檢測比較器7的反相輸入端連接一個初始化電壓，所述初始化電壓小于0v，使初始化過程中所述過流檢測比較器7的輸出端輸出大小為1的所述控制信號并使所述過流保護開關6導通。初始化完成后所述過流檢測比較器7的反相輸入端才連接到所述參考電壓vref。

本發明實施例電路能夠很好的實現過流隔離：

如圖5所示，是圖4所示結構在測試過程中各被測器件的電流都正常時的狀態圖，為了更清楚的表示，圖5中，ps1對應的各電源擴展支路對應的電流還分別用i11、i12至i1n表示，各電源擴展支路的輸出端電壓分別用v11、v12至v1n表示；可以看出i11、i12至i1n都沒有過流，故各電源擴展支路在所述過流檢測電阻5上的電壓降都小于δvcc，使得各所述過流檢測比較器7的正相輸入端的電壓即v11、v12至v1n都大于參考電壓vref，使各所述過流檢測比較器7的輸出端都輸出信號1即圖5中的“1”，各過流保護開關6即kk11、kk12至kk1n都導通，各被測器件4實現正常測試。

如圖6所示，是圖4所示結構在測試過程中出現被測器件的過流時的狀態圖，圖6中顯示i11出現過流，這會使得v11小于參考電壓vref，從而使得comp11的輸出端輸出信號0即圖6中的“0”，kk11斷開，dut11所對應的電源擴展支路斷開，其它各電源擴展支路依然正常工作；由于過流的dut11所對應的電源擴展支路斷開，故不會對ps1的輸出電壓造成降低的影響，從而也不會影響其它各電源擴展支路的測試。

本發明實施例測試應用方法采用圖4所示的本發明實施例ate電源測試通道擴展結構進行測試，如下步驟：

步驟一、將被測器件4連接到各所述電源擴展支路的輸出端并建立失效被測器件4的編號列表，在進行各所述被測器件4的第一項測試項目之前初始化所述編號列表。

步驟二、進入當前測試項目，根據所述編號列表設置各所述電源擴展支路的所述支路選擇開關2的狀態，所述編號列表中對應編號的所述被測器件4所對應的各所述支路選擇開關2設置為斷開狀態，其它各所述支路選擇開關2設置為導通狀態。

步驟三、設置各所述電源測試通道1的上電參數，將各所述電源測試通道1上電后的輸出電壓設置為當前測試項目所需電壓，如：當前測試項目所需電壓為5v時，能將vcc設置為5v。

步驟四、進行初始化設置，初始化過程中各所述支路選擇開關2為導通狀態的各所述電源擴展支路都導通，也即所有在步驟二中被選擇的各所述電源擴展支路都導通。

步驟五、進行當前測試項目的測試之前進行所述參考電壓vref設置，本發明實施例中，所述參考電壓vref設置為vref＝vcc-δvcc，如：vcc為5v，δvcc為0.01v時，vref為4.99v。

進行當前測試項目的測試，測試過程中，所述過流保護電路3檢測對應的所述電源擴展支路的電流大小，在所述電流擴展支路的電流正常時保持所述電源擴展支路和所述被測器件4的連接；在所述電流擴展支路過流時斷開所述電源擴展支路和所述被測器件4的連接，防止過流的所述電流擴展支路將對應的所述電源測試通道1的輸出電壓拉低從而影響連接同一所述電源測試通道1的其它所述電源擴展支路的測試。

如圖5所示，各看出i11、i12至i1n都沒有過流，故各電源擴展支路在所述過流檢測電阻5上的電壓降都小于δvcc，使得各所述過流檢測比較器7的正相輸入端的電壓即v11、v12至v1n都大于參考電壓vref，使各所述過流檢測比較器7的輸出端都輸出信號1即圖5中的“1”，各過流保護開關6即kk11、kk12至kk1n都導通，各被測器件4實現正常測試。

如圖6所示，當i11出現過流時，會使得v11小于參考電壓vref，從而使得comp11的輸出端輸出信號0即圖6中的“0”，kk11斷開，dut11所對應的電源擴展支路斷開，其它各電源擴展支路依然正常工作；由于過流的dut11所對應的電源擴展支路斷開，故不會對ps1的輸出電壓造成降低的影響，從而也不會影響其它各電源擴展支路的測試。

步驟六、當前測試項目結束，將當前測試項目中出現過流的所述電流擴展支路對應的被測器件4的編號添加到所述編號列表中，如圖6中的dut11的編號將會添加到所述編號列表中。

步驟七、重復步驟二至六進行各所述被測器件4的下一個測試項目，直至各所述被測器件4的所有測試項目都完成。

以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。