200845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagybonyolultságú és nagysebességű integrált áramkörök dinamikus átviteli tulajdonságainak mérésére
1 HU 200845 A 2 A találmány tárgya eljárás nagybonyolultságú és nagysebességű, a csúcstechnológiák élvonalát megtestesítő integrált áramkörök dinamikus átviteli tulajdonságainak mérésére, amelynek alkalmazásával és hasznosításával 5 a rendelkezésre álló eszközök fizikai korlátozó tényezőinek eliminálása történik, továbbá általa jelentős mértékben megnövelt határfrekvencia mellett kerül megvalósításra az igényelt nagypontosságú mérés. Az eljárás kiterjed a mérési 10 körülmények torzító tényezőinek minimalizálásán túl a mérést végző berendezés saját pontosságának nagymértékű növelésére is. A találmány szerinti eljárás az azt megvalósító berendezést is magában foglalja. 15 Az elektronika robbanásszerű fejlődése az 1960-as évektől kezdődően beláthatatlan mélységű ipari forradalom kiindulójává vált. Ezen belül maga az elektronika is a leggyorsabban fejlődő tudomány- és iparágak közé 20 tartozik, amelynek a mind nagyobb működési sebességű és mind bonyolultabb integrált áramkörök megalkotása, tömeggyártása és igen széleskörű felhasználása az egyik fő bázisa. ?f. Nem véletlen, hogy ezen eszközöket, valamint a létrehozásukhoz szükséges berendezéseket a csúcstechnológiák legszűkebb értelmezésű csoportjába Is beleérti korunk szakirodalma. A jelenlegi gyakorlati életben az integrált 3Q áramköri technológiák között széleskörűen elterjedtek a bipoláris (TTL, ECL) és az unipoláris (MOS) technikák leggyorsabb változatai (STTL, ASTTL, FAST-TTL, ECL-100k, H-MOS, stb.). Az áramkör fejlesztők azonban a növekvő igé- 35 nyéknek megfelelően újabb “áttörési” folyamatot indítottak be a galliumarzenid (továbbiakban: GaAs) alapú, a szupravezető alapú, továbbá egyéb technológiák kifejlesztésével és a gyakorlati életbe való folyamatos, gyorsított 40 bevezetésével. Az új techniká« az elméleti skálán nagyságrenddel gyorsabb kapcsolási idejű — GaAs technológia esetén 100—400 ps, szupravezető technológia esetén 100 ps alatti — eszközöket 45 eredményeznek. Emellett a komplexitás növelésének lehetőségét (kis fogyasztás, rendkívül kifinomult gyártástechnológiák) is kihasználva, nagyságrendekkel nagyobb eredő teljesítményű integrált 50 áramköri elemek megvalósítása és széleskörű alkalmazása válik lehetségessé. A találmány tárgya ezen szupergyors és igen nagy bonyolultságú (továbbiakban: VLSI) áramkörök vizsgálatára szolgáló mérési eljárásra, 55 valamint az eljárást megvalósító egyik legfontosabb tesztelőberendezésére terjed ki, amely az igen rövid időtartamú dinamikus paraméterek lemérését jelenti a kívánt, például ± 3%-os pontossággal. 60 Napjainkban az integrált áramkörök (továbbiakban IC) milliárdjait gyártják le és használják fel. A gyártási folyamat alapvető lépése a gyártott áramkörök minősítése, tesztelése. Az igen nagy mennyiségre való tekintettel ez a tesztelés 65 elsősorban a funkcionális tesztelésre szorítkozik, az egyenáramú (IX) és a dinamikus paraméterek mintavételes vizsgálata mellett, vagy anélkül. Ez a könnyítés megtehető akkor, amikor a rendelkezésre álló mérőberendezések pontossága olyan mértékű, hogy a felső működési határfrekvencián végzett funkcionális teszt megfelelősége esetén igen nagy valószínűséggel teljesülnek a többi paraméterek is, továbbá már a gyártástechnológia is stabilizálódott, amely félig-meddig automatikusan biztosítja a garantált további adatokat. Az újabb sebességi lépcsőt jelentő új technológia (a GaAs) áramköreinek tesztelése az ismertetett mérési mód szerint már nem képzelhető el. Az ismert legkorszerűbb tesztelő berendezések megadott saját pontossága az alábbiak szerint alakul: TEKTRONIX S-3295 = ± 350 ps FAIRCHILD SENTRY 21/40 = ± 1000 ps FAIRCHILD SENTRY 50/100 = ± 600 ps Cybernetics Technology Inc. V 200 - ± 150 ps MEGATEST VLSI SYS. INC. „MEGAONE" = ± 700 ps Ugyanakkor egy jellemző GaAs integrált áramkörcsalád paraméterei között az alábbi műszaki adatok találhatók: CLOCK RISE/FALL = 400 ps CLOCK WIDTH HIGH/LOW = 555 ps OUT RISE/FALL TIME = 500 ps tpd = min. 100 ps — 500 ps Ezen jellemző GaAs áramkörcsaládhoz képest léteznek gyorsabb és lassúbb GaAs áramkörcsaládok is. A fenti műszaki adatok összevetéséből világosan látható, hogy a jelzett tipikus GaAs eszköz dinamikus paramétereinek pl. ± 3%-os pontosságú ellenőrzése, amely megenged ± 20 ps pontatlanságot, a felsorolt berendezésekkel egyáltalán nem végezhető el. Szükségessé válik mind műszaki és mind gazdasági szempontból a dinamikus paramétermérés fokozott alkalmazása, különösen, ha a GaAs technológiával megvalósított áramkörök mellett az annál gyorsabbakat is figyelembe vesszük. Természetesen ez a tényhelyzet a fejlődési folyamat jelenlegi állapota. Várhatóan a sokirányú műszaki-technológiai fejlődés a jövőben majd lehetővé teszi olyan funkcionális tesztelő berendezések kialakítását, amelyek kielégítő pontossággal vizsgálják a GaAs alapú áramköröket, vagy az annál gyorsabbakat is. Viszont abban a jövőbeli időpontban is nagy valószínűséggel lesz majd még gyorsabb olyan új áramkör, amelyre a jelenlegi állapot fent említett jellemzői lesznek a mérvadóak. A találmány szakterületén a technikai szintet a HU 179 957 lajstromszámú, illetve a HU 194 417 lajstromszámú szabadalmi le írásban ismertetett megoldás, továbbá a FAIRCHILD SENTRY 21/40, illetve SENTRY 50/100 típusú mérőautomaták műszaki megoldásai képviselik. 3
