王帆

摘 要 利用電子的遷移特性可以生成一種微小的熔絲結(jié)構(gòu)，這種熔絲結(jié)構(gòu)稱為電編程熔絲eFUSE，可以在芯片上編程。為了提高芯片測試的準(zhǔn)確性并降低測試成本，eFUSE被廣泛的用于芯片的設(shè)計中，用來調(diào)整芯片的各項參數(shù)。本文主要介紹了一種采用eFUSE調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的測試流程，并通過與傳統(tǒng)的芯片參數(shù)調(diào)節(jié)方法作對比，展示出采用eFUSE的優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】電編程熔絲 參數(shù)調(diào)節(jié) 測試流程

1 引言

隨著芯片測試準(zhǔn)確性要求的提高，以及減少測試時間降低測試成本的壓力，傳統(tǒng)的采用測試模式調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的缺點變得明顯：首先，當(dāng)芯片在各站點進行測試時，每個站點均需開啟測試模式，進行參數(shù)校準(zhǔn)，造成測試時間的浪費；其次，通過測試模式進行參數(shù)調(diào)節(jié)受芯片掉電的影響，需要嚴(yán)格控制芯片上電及掉電的順序；最后，各站點的測試溫度不同，受測試溫度的影響，達到同一參數(shù)目標(biāo)值的調(diào)節(jié)代碼存在不同的可能性，當(dāng)采用其中一站的調(diào)節(jié)代碼進行鐳射對產(chǎn)品的失效率有一定的影響，這種影響受芯片制造工藝的制約，存在不可控性。因此，本文開發(fā)了一種采用電編程熔絲eFUSE調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的測試流程，有效地避免了傳統(tǒng)的測試模式調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的缺點。

2 采用電編程熔絲調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的測試流程

采用電編程熔絲eFUSE調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的測試流程如圖1所示，其中主要有以下4步：

2.1 芯片目標(biāo)代碼尋找

芯片起測時，芯片內(nèi)部的各項參數(shù)均是默認(rèn)值。受微電子制造工藝的影響，即使在相同的默認(rèn)值下，芯片的各項參數(shù)也處在不同的水平線上。而微小的參數(shù)差異將導(dǎo)致芯片間性能的差異，必須對所有的參數(shù)按照設(shè)計規(guī)則進行最優(yōu)化校準(zhǔn)，才能保證芯片的良好性能。因此，芯片起測后，首先要對芯片各項參數(shù)的目標(biāo)代碼進行尋找。

芯片目標(biāo)代碼的尋找通常是以固定芯片目標(biāo)值為前提，通過不同的代碼寫入，進行測量值與目標(biāo)值的比對，確定最優(yōu)目標(biāo)代碼。

2.2 目標(biāo)代碼分組寫入eFUSE寄存器

當(dāng)完成所有同測芯片目標(biāo)代碼的確定后，這些目標(biāo)代碼將會被寫入到芯片中。目標(biāo)代碼的寫入是通過芯片的eFUSE寄存器實現(xiàn)的。在實際測試中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計人員給出的命令組合激活芯片的eFUSE寄存器，才能實現(xiàn)芯片目標(biāo)值的寫入。

為了節(jié)約測試時間降低測試成本，同測芯片的目標(biāo)代碼不能采用芯片間串行的方法進行寫入操作。因此，需要對同測芯片的目標(biāo)帶碼進行篩選分組，按照相同目標(biāo)代碼芯片同時激活，一次性寫入的方式滿足量產(chǎn)需求。

2.3 eFUSE固化目標(biāo)值

通過I/O電路的片上電壓，通常為2.5V，持續(xù)200微秒的10毫安直流脈沖可以編程單根熔絲，根據(jù)目標(biāo)代碼選取需要熔斷的熔絲，控制I/O電路的脈沖狀態(tài)，即可達到調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的目的。

2.4 eFUSE固化后參數(shù)值的測量

由于eFUSE存在失敗的概率，因此在參數(shù)值固化后，必須對每個芯片的參數(shù)值進行測量，通過測量值和目標(biāo)值比對，篩選出通過的芯片。通過的芯片將進入后續(xù)的功能測試；失效的芯片需要作廢片處理，確保不流入客戶端，達到管控產(chǎn)品品質(zhì)的目的。

3 采用電編程熔絲調(diào)節(jié)芯片參數(shù)的優(yōu)勢

由于電編程熔絲能夠固化芯片的目標(biāo)參數(shù)，因此它的優(yōu)點明顯：

3.1 不受芯片掉電的影響

在芯片的功能測試中，為了測試電源網(wǎng)絡(luò)的健壯性，需要對芯片進行頻繁的上電及掉電操作，電編程熔絲有效地避免了芯片上電掉電操作后，電參數(shù)需要再次校準(zhǔn)的問題；

3.2 提升了產(chǎn)品的性能

芯片的各站點測試的溫度不同，受溫度的影響，各參數(shù)的目標(biāo)代碼存在不同的可能性。當(dāng)采用電編程熔絲在第一測試站點固化參數(shù)值后，各站點均在該相同的固化代碼下進行測量，即使存在參數(shù)值的偏差，也能確保測試的準(zhǔn)確性，提升了產(chǎn)品性能。

3.3 節(jié)約測試時間

芯片參數(shù)僅需要一次性固化，有效的避免了傳統(tǒng)方法下多次寫入造成的測試時間浪費的，并且在測試的過程當(dāng)中固化芯片參數(shù)，可以省略后續(xù)鐳射機臺的使用，縮短了測試周期。

4 結(jié)論

本文通過電編程熔絲eFUSE調(diào)節(jié)芯片參數(shù)測試流程的開發(fā)，有效的規(guī)避了傳統(tǒng)測試模式下，測試代碼需要反復(fù)寫入的缺點。同時，通過第一站固化代碼在各站點的重復(fù)使用，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。該測試流程不需要使用鐳射機臺，簡化了站點測試，縮短了芯片的測試周期，節(jié)約了測試成本。

參考文獻

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作者單位

西安紫光國芯半導(dǎo)體有限公司 陜西省西安市 710075