存储器测试算法研究与应用实现

发布时间：2019-08-14 16:23

【摘要】：随着集成电路技术的发展,存储器在集成电路产品中的地位变得越来越重要。由于存储器芯片的容量变得越来越大,集成度也越来越高,存储器内部的晶体管以及其他部件之间变得越来越密集,使得存储器芯片发生各种各样的物理故障或者缺陷的概率大大提高,尤其在低电压下,存储器芯片发生故障更为明显。因此,研究一种快速检测存储器故障的测试方法尤其重要。本文以存储器测试算法、算法验证以及算法应用实现为研究核心,主要研究内容如下:(1)分析存储器常见故障发生的原因以及原理,根据故障原理分析故障原语,确定敏化操作序列,根据敏化操作序列给出测试故障的March测试元素,整合优化March测试元素,提出新的测试算法。本文算法覆盖常见的存储器故障以外,降低了算法复杂度,提升了测试存储器的测试速度,和March SS算法相比节省测试时间约11.5%。(2)根据存储器故障发生的原因及故障描述,设计存储器故障模拟验证系统,然后通过故障模拟系统来检验新的测试算法是否覆盖了存储器的常见故障(固定故障、转换故障、耦合故障、地址故障、干扰故障、固定开路故障等等)。(3)本文通过设计存储器内建自测试电路系统实现算法的功能,并且完成了各个子模块电路的设计和功能仿真。运用SMIC40nm制造工艺完成了整个电路的前端设计和后端版图的设计,最终整个电路的后端仿真最高频率达到500MHZ,版图面积为 229.9um×243.6um。本文最终实现了一种能够快速检测存储器普遍存在的故障的测试算法-March FM,并且在实际应用中得到了验证。
【图文】：

模型图,部分故障,模型,存储单元

对于在存储器电路中的故障模型主要表现在存储器存储单元电路、地址解码逡逑器电路和读写逻辑电路中。下面列出了一些存储器的故障及其在ＳＲＡＭ存储单元逡逑电路中的表现，如图２－３所示，其中包括：逡逑Ｉ逦逦ＷＬ逦逦逡逑／逦ＶＤＤ逦Ａ逡逑／逦Ｍ７］ｈ邋ＨＱ／４逡逑ｌ逦￣１逦１邋￣￣逦Ｍ６逡逑＼逦Ａｉ５逦－＝＝Ｌ．逡逑Ａ邋］逦－ｆ±＝ｒ逦—逦逦逦＾＿邋Ｑ邋？邋ＦＴ逡逑瓦逦Ｔ逦ＢＬ逡逑ＧＮＤ逡逑图２－３邋ＳＲＡＭ部分故障模型逡逑Ｆｉｇ邋２－３邋ＳＲＡＭ邋ｐａｒｔｉａｌ邋ｆａｉｌｕｒｅ邋ｍｏｄｅｌ逡逑（１）存储单元固定故障（Ｓｔｕｃｋ－Ａｔ－Ｆａｕｌｔ，简称ＳＡＦ）逡逑单元固定故障就是存储单元固定为０或者１。其故障电路结构表现如图２－３中逡逑Ｅ点所示，由于位线ＢＬ的开路导致其电压值为固定值。检测这类故障的方法是对逡逑每一个存储器单元和传输线进行读（写）０和１的操作［１６】。逡逑９逡逑

示意图,敏感故障,图形,示意图

对于在存储器电路中的故障模型主要表现在存储器存储单元电路、地址解码逡逑器电路和读写逻辑电路中。下面列出了一些存储器的故障及其在ＳＲＡＭ存储单元逡逑电路中的表现，如图２－３所示，，其中包括：逡逑Ｉ逦逦ＷＬ逦逦逡逑／逦ＶＤＤ逦Ａ逡逑／逦Ｍ７］ｈ邋ＨＱ／４逡逑ｌ逦￣１逦１邋￣￣逦Ｍ６逡逑＼逦Ａｉ５逦－＝＝Ｌ．逡逑Ａ邋］逦－ｆ±＝ｒ逦—逦逦逦＾＿邋Ｑ邋？邋ＦＴ逡逑瓦逦Ｔ逦ＢＬ逡逑ＧＮＤ逡逑图２－３邋ＳＲＡＭ部分故障模型逡逑Ｆｉｇ邋２－３邋ＳＲＡＭ邋ｐａｒｔｉａｌ邋ｆａｉｌｕｒｅ邋ｍｏｄｅｌ逡逑（１）存储单元固定故障（Ｓｔｕｃｋ－Ａｔ－Ｆａｕｌｔ，简称ＳＡＦ）逡逑单元固定故障就是存储单元固定为０或者１。其故障电路结构表现如图２－３中逡逑Ｅ点所示，由于位线ＢＬ的开路导致其电压值为固定值。检测这类故障的方法是对逡逑每一个存储器单元和传输线进行读（写）０和１的操作［１６】。逡逑９逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP333

【参考文献】