基於片內超速時延測試的小時延缺陷檢測方法研究

《基於片內超速時延測試的小時延缺陷檢測方法研究》是依託北京化工大學，由裴頌偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於片內超速時延測試的小時延缺陷檢測方法研究
• 依託單位：北京化工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：裴頌偉

項目摘要

在深亞微米以及納米工藝尺寸下，為了確保晶片的品質和可靠性，小時延缺陷的檢測已經至關重要。本項目擬開展片內超速時延測試方法的研究，通過在晶片片內提供頻率精準的超速時延測試時鐘，並以此降低被測通路的時隙值，從而為小時延缺陷的檢測提供關鍵技術和實現方案，主要研究內容包括：(1) 研究基於頻率編程和環形振盪校正的超速時延測試時鐘生成方法，從而在工藝偏差的影響下，依然能夠為晶片提供頻率精準的超速時延測試時鐘; (2) 研究基於短通路可測優先的超速時延測試向量選擇方法，並以此降低超速時延測試時工藝偏差導致的小時延缺陷漏測機率；(3) 研究基於通路時延分析的超速時延測試向量分組和壓縮方法，並以此降低超速時延測試的套用時間和測試向量規模。通過在晶片片內設計超速時延測試時鐘生成結構以及相應的測試向量選擇、分組和壓縮方法，可以對晶片中的小時延缺陷進行有效檢測，從而對於提升晶片的品質和可靠性具有非常重要的意義。

結題摘要

在深亞微米以及納米工藝尺寸下，晶片中易於存在小時延缺陷，從而導致電路發生時序故障。因此，為了確保晶片的質量和可靠性，非常有必要對小時延缺陷進行檢測。片內可測性設計技術為小時延缺陷的檢測提供了一條有效地途徑。本項目主要開展基於片內可測性設計技術的小時延缺陷檢測方法研究，主要研究內容和成果包括：(1) 項目提出了一種超速時延測試時鐘生成和頻率測量方法。該方法可以首先通過在測試向量中配置頻率信息並產生測試時鐘，然後構建環形振盪通路並記錄環形振盪次數，測量和計算出測試時鐘的真實頻率。實驗結果表明該方法能提供頻率已知的高速測試時鐘;(2)項目實現了一種基於片內超速時延測試的快速檢測小時延缺陷的套用方法。在該方法中，基於高斯分布，測試時鐘在設定周期時預留了足夠裕量，從而可以避免由於實際測試時鐘周期小於預期周期時帶來的測試失效及良率下降。在小時延缺陷檢測實驗中，通過ITC99基準電路中內部結點的最長通路被選擇用於進行超速時延測試。實驗結果表明，該方法可以實現強用力的小時延缺陷檢測; (3) 項目實現了一種三維積體電路矽通孔時延缺陷檢測方法，該方法的實現是通過構建環形振盪器對矽通孔的傳輸時延進行測量。在該方法中，三個矽通孔和相關邏輯構成了一個基本的矽通孔傳輸時延測量單元。通過配置控制信號，時延測量單元中能夠建立三個環形振盪器。通過首先測量三個高速振盪的振盪器的振盪周期，可以計算出矽通孔的傳輸時延。實驗結果驗證了該方法的有效性。通過在晶片片內設計和套用可測性設計技術，可以有效檢測小時延缺陷，從而提升晶片的質量和可靠性。