集成电路测试

集 成 电 路 测 试 方 利 泉 集成电路测试 .2. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .3. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .4. 方利泉 集成电路开发流程 Define device specifications Define DfT spec Design & verification Test development Fabrication Characterization test Final design and test SW&HW development 集成电路测试 .5. 方利泉 输入测试 信号 输出信号 COMPARE 期望 输出信号好产品 坏产品 集成电路测试– 似乎很简单 , 但是…… 被测 集成电路 集成电路测试 .6. 方利泉 输入测试 信号 输出信号 COMPARE 期望 输出信号好产品 坏产品 集成电路测试– 似乎很简单 , 但是…… 被测 集成电路 例如: 一个组合数字电路有50个输入端, 如果用直接的功能测试方法, 需要 250=1.13x1015 测试信号(test pattern) 假如测试台(tester)的工作频率是 1GHz 总的测试时间为: 1.13x106秒 = 314 小时!!! 集成电路测试 .7. 方利泉 •测试软件和硬件开发成本 •测试时间 • Tester, handler, prober….. 测试成本 集成电路测试 .8. 方利泉 成品率 ( Yield ) • 成品率 ( Yield ) - 成品率 = 通过测试合格的产品数量 / 总的产品数 量 - Measures quality of the fabrication process and test quality - Test has influence on yield • Test should not cause unacceptable yield loss. 集成电路测试 .9. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .10. 方利泉 功能测试与结构测试的比较 • Functional testing（功能测试）: - 检查电路的功能是否正确 - 有时侯不可能做功能测试,比如:低时钟频率的测试 台不能测试高时钟频率的集成电路 • Structural testing （结构测试）: - 检查电路的拓扑结构(topology)是否正确. - 基于故障模型 (fault model) - 可以减少测试时间! - 可以降低对测试台的要求! 集成电路测试 .11. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .12. 方利泉 缺陷 ( Defect ) •缺陷 ( Defect ) - Physical domain - Metal line short, metal line open, open via, pin-hole,… 集成电路测试 .13. 方利泉 Defects(缺陷): 一些例子 bridging (桥接) Open(开路) almost open (几乎开路) 集成电路测试 .14. 方利泉 Transistor level fault model short(短路) open(开路) bridging(桥接) open(开路) 集成电路测试 .15. 方利泉 Gate level fault model (门级故障 模型) VDD VSS bridging (桥接) Stuck at 0 Stuck at 1 集成电路测试 .16. 方利泉 故障模型(Fault model) • 通过故障模型, 无限的可能存在的物理缺陷可 以映射到有限的故障. • 一些故障模型的例子: - stuck-at fault - bridging faults - transition fault - coupling fault 集成电路测试 .17. 方利泉 Stuck-at fault model • Defects on a node result in -a short to the Vdd (logic 1): stuck-at one (SA1) -a short to the Vss (logic 0): stuck-at zero (SA0) 集成电路测试 .18. 方利泉 Bridging fault • A bridging fault in the digital domain can be modeled as a wired-AND or wired-OR, but sometimes the state can’t be defined. 集成电路测试 .19. 方利泉 静态工作电流测试(IDDQ test) • IDD –流经 VDD的电流 • Q –静态 • IDDQ Testing –通过检测静态工作电流来发现坏产品 集成电路测试 .20. 方利泉 静态工作电流测试的原理 IDD t faulty I DDQ IDDT fault-freeNMOS 缺陷 PMOS VDD I DD 输出输入 PASS/FAIL reference 集成电路测试 .21. 方利泉 故障模型: delay fault model • Propagation delay - Gate delay - Path delay • Test method - At-speed test - Delay fault test with special pattern 集成电路测试 .22. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .23. 方利泉 故障覆盖率(Fault coverage) • Fault coverage = • Depends on the fault model used! • Indicates - the usefulness of the tests - the testability of the circuit • In realistic application, fault coverage can never be 100% Number of detected faults Total number of faults 集成电路测试 .24. 方利泉 目 录 •简要介绍 •结构测试(structural testing)与功能测试 (functional testing) •故障模型(Fault model) •故障覆盖率(Fault coverage) •测试流程(test flow) 集成电路测试 .25. 方利泉 影响测试流程的因素 •自动测试台(ATE)的选择 -自动测试台(ATE)的价格 - IC测试的要求 -后勤(logistics)问题 •测试温度 •各种测试的特殊要求 集成电路测试 .26. 方利泉 测试的一般流程 • Wafer testing 1 • Wafer testing 2 (if necessary) • Final testing 1 • Final testing 2 (if necessary) 集成电路测试 .27. 方利泉 测试程序及流程 • Open/short test • Supply current test • Scan chain continuity test • Stuck-at, Delay-fault, Very-low-voltage test • IDDQ and Δ-IDDQ test • Voltage screen • IDDQ testing • DC parameter testing • AC parameter testing • Other tests 谢谢! 问题? 目 录 目 录 集成电路开发流程 集成电路测试– 似乎很简单 , 但是…… 集成电路测试– 似乎很简单 , 但是…… 成品率 ( Yield ) 目 录 功能测试与结构测试的比较 目 录 缺陷 ( Defect ) Defects(缺陷): 一些例子 Transistor level fault model Gate level fault model (门级故障模型) 故障模型(Fault model) Stuck-at fault model Bridging fault 静态工作电流测试(IDDQ test)� 静态工作电流测试的原理 故障模型: delay fault model 目 录 故障覆盖率(Fault coverage) 目 录 影响测试流程的因素 测试的一般流程 测试程序及流程