CMOS集成电路瞬态电流测试技术

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集成电路的故障诊断是集成电路生产中的一个重要问题。随着集成电路技术的飞速发展,单芯片上的集成度越来越高,其可控性和可观性不断降低,测试生成难度不断增大,测试成本呈指数增长。 传统的电压测试方法已日趋完善并得到了广泛的应用。电压测试方法可以检测出大量的物理缺陷,简单而且速度较快,但由于所使用的故障模型存在局限性,故只适用于验证电路的功能。作为电压测试的补充,电流(I<,DDQ>和I<,DDT>)测试方法应运而生。I<,DDT>测试能检测出电压测试和I<,DDQ>测试所不能检测出的故障,正逐渐受到研究领域和工业界的普遍关注。 本文从CMOS电路电流分析基础理论出发,根据I<,DDT>的主要成份,首次提出了具有高精度的“crowbar”电流均值算法模型,极大的方便了I<,DOT>的定量计算。 基于PSPICE仿真平台,本文对组合逻辑电路和SRAM存储单元电路的弱故障I<,DDT>特性和故障检测技术开展了研究,探索了工程化的I<,DDT>故障检测技术。研究结果表明,I<,DDT>信号能够检测出弱电阻桥接和开路故障;而且I<,DDT>信号中还带有明显的故障位置信息,使得采用该方法进行故障定位成为可能。 并在国内首次开展了面向弱故障的、瞬态电流I<,DDT>测试结构的设计:进行了基于信号处理技术的非积分式测试结构,和基于平均值计算的积分式测试结构的设计,前者主要用于设计验证和失效分析阶段,故障诊断的精度高,但效率较低;后者主要用于批量测试,达到快速筛选的目的,效率高但故障诊断的精度低。同时提出了用于批量测试的I<,DDT>失效判据确定原则,为I<,DDT>测试技术走向工程化应用迈出了重要的一步。
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