基于冗余共享的嵌入式SRAM的内建自测试修复及失效分析

发布时间：2017-10-18 04:38

  本文关键词：基于冗余共享的嵌入式SRAM的内建自测试修复及失效分析

  更多相关文章： SoC 嵌入式SRAM存储器 MBIST GSER IG-XL软件 泰瑞达J750

【摘要】：如今,半导体集成技术已经在最新的电子设备中得到广泛的应用,其中,嵌入式存储器在芯片中占有绝对地位。嵌入式存储器占芯片的面积比例越来越大,而且对于芯片性能的影响也越来越突出,这成为芯片发展的一个显著特点。然而,由于其结构密度大并且工艺复杂程度高,所以在晶圆测试过程中会发现很多芯片未通过测试,其主要原因就是芯片中的嵌入式存储器发生了故障,从而导致整个晶圆的良率都比较低,此现象成为影响芯片良率的一个至关重要的因素。在测试中,测试成本也是一个关键的因素,减少测试成本的目的就是帮助降低芯片的生产成本。甚至在优化的条件下,测试成本有时也能占到芯片总体成本的40%左右。为了改善整个晶圆的良率、提高嵌入式存储器的可靠度以及控制嵌入式存储器的测试成本,在测试过程中对存在故障的嵌入式存储器进行有效的修复就显得非常重要而且具有很大的市场应用价值,因此值得深入研究。首先,论文从SoC中嵌入式SRAM存储器的测试发展历程出发,对可测性设计中的存储器内建自测试(MBIST)的电路结构和运行原理作了深入的研究。分析了嵌入式SRAM存储器测试的三种方法的特点,重点研究了嵌入式SRAM存储器的内建自测试方法并且分析了嵌入式SRAM存储器测试中常见的故障类型和测试算法。内建自测试方法不仅很好的解决了嵌入式SRAM存储器的测试问题,而且大大提高了测试效率,减少了测试时间和测试成本。在阐述嵌入式SRAM存储器内建自测试的基础上,对于发现的故障,引入了传统修复技术。针对于传统修复技术耗费过多芯片面积的问题,提出了传统修复技术的优化方法,并且对于具体的优化过程做了深入分析,重点探究了优化后的全局冗余修复技术的基本结构以及实现过程。此外,我们在实际的ATE(自动测试机)测试平台中搭建了整体的测试流程,测试程序经过调试后,进行晶圆的在线测试。通过分析和总结测试结果可以发现,经过嵌入式SRAM存储器的内建自测试和冗余修复,将良率提高3%~4%,减少了芯片的损失,达到了预期的目标,同时也验证了整个测试流程和解决方案的可行性以及正确性。最后,我们将测试程序进行了优化,提出了三种测试程序的优化方法。对于经过内建自测试和修复流程后仍然失效的芯片,在测试程序的最后我们增加了可以进行后续失效分析的测试流程。结果表明,整体测试流程和解决方案实现了晶圆良率的提高、测试时间的减少并且可以对嵌入式SRAM存储器进行很好的失效分析,方法行之有效,为嵌入式存储器的内建自测试和全局冗余修复技术的发展提供了技术支撑,具有广阔的应用前景。
【关键词】：SoC 嵌入式SRAM存储器 MBIST GSER IG-XL软件 泰瑞达J750
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 选题意义以及应用背景16-18
• 1.1.1 存储器的分类16-17
• 1.1.2 嵌入式存储器的广泛应用及其重要性17-18
• 1.2 半导体测试的简介18-21
• 1.2.1 测试的重要性和经济性18-19
• 1.2.2 测试的设备简介和测试方法19-21
• 1.3 研究内容21-24
• 第二章 嵌入式SRAM存储器的测试24-38
• 2.1 嵌入式SRAM存储器的结构24-27
• 2.2 嵌入式SRAM存储器的故障模型27-29
• 2.3 嵌入式SRAM的测试算法29-33
• 2.4 嵌入式SRAM存储器的测试方法33-37
• 2.4.1 测试嵌入式存储器的困难33-35
• 2.4.2 嵌入式微处理器访问35-36
• 2.4.3 直接访问嵌入式存储器36
• 2.4.4 MBIST方法36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 嵌入式SRAM存储器的冗余修复结构38-50
• 3.1 存储器冗余修复的基本概念和重要性38-41
• 3.1.1 存储器量产增益计算工具(MPGC)39
• 3.1.2 局部冗余和全局冗余39-41
• 3.2 存储器的全局冗余修复（GSER）的基本结构及原理41-49
• 3.2.1 全局冗余修复的基本结构41-44
• 3.2.2 全局冗余修复的基本原理44-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 基于J750平台的测试程序及硬件测试板卡的开发50-72
• 4.1 J750测试平台50-54
• 4.1.1 J750的硬件结构50-51
• 4.1.2 软件平台及程序结构51-54
• 4.2 嵌入式SRAM存储器测试程序的开发54-63
• 4.2.1 设定测试条件54-56
• 4.2.2 生成测试向量56-57
• 4.2.3 MBIST和GSER测试流程概况57-58
• 4.2.4 J750程序中GSER测试流程的开发58-63
• 4.3 基于J750测试机台的探针卡（Probe Card）开发63-70
• 4.3.1 探针卡（Probe Card）基本概念63-64
• 4.3.2 设计时常见的DIB错误[32]：64-67
• 4.3.3 探针卡（Probe Card）的设计67-70
• 4.4 本章小结70-72
• 第五章 测试结果分析及测试程序优化72-80
• 5.1 嵌入式SRAM存储器测试结果的分析72-74
• 5.2 具有MBIST和GSER结构的测试程序的优化74-78
• 5.3 本章小结78-80
• 第六章 总结和展望80-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-88
• 作者简介88-89

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