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根據(jù)芯片測試的目的，可以分為以下5種類型。

1）電學測試

電學測試是從待 測器件中鑒別并分離出有電氣故障的器件。一個電氣故障就是其屮一 個單元沒有達到器件的性能規(guī)格。具體來講，電學測試就是對待測器件（Device Under Test, DUT）施加一連串的電學激勵并測試DUT的響應。對于所加的每一項激勵，將所測得的響應和期望值相比較，任何一個器件如果所測得的響應在期望值范圍之 外，這個器件就被認為是有故障的。

在生產(chǎn)模式中，電學測試的執(zhí)行通常要使用一個測試系統(tǒng)或平臺，它由一個測試儀和一個處理機組成，如圖1所示。這樣的測試系統(tǒng)又常被稱為自動測試裝置（Automatic Test Equipment, ATE）。測試儀執(zhí)行測試，而處理機負責傳送DUT到測試點和定位DUT，同時，負責在測試過程執(zhí)行完之后把器件重新裝入到另一個管子里。

圖1 VLSI自動測試設備

由測試儀進行的測試過程是由測試程序或測試軟件控制，這些測試程序通常是由高級語言如C++或Pascal編寫的。芯片測試過程由一系列的測試模塊組成，每一測試模塊測試DUT的某一特定參數(shù)。每一個測試模塊內(nèi)包括被測參數(shù)和必要的給定參數(shù)、測試激勵以及測試時間信息。

有 兩種版本的測試程序：一種是生產(chǎn)模式版本（Production Version），另一種是品質(zhì)保證版本（Quality Assurance Version）。與QA版本相比，生產(chǎn)模式版本具有史嚴格的限制，而QA版本則接近于數(shù)據(jù)手冊（Datasheet）。生產(chǎn)模式版本和QA版本之間限制 的差異或者防護帶（Guard Bands）應該足夠大，以便將由于整個測試過程中不穩(wěn)定或噪聲導致的誤差 考慮在內(nèi)。當然也不能太大，否則會導致超出被否決的范圍（Over-rejection）。如果防護帶選擇恰當，任何一個器件只要通過了生產(chǎn)模式測試，幾 乎就能通過數(shù)據(jù)手冊上的限制，不管使用哪個測試儀器。

測試程序通常包括兩種類型的測試模塊，即參數(shù)測試和功能測試。功能測試檢査器件能否執(zhí) 行它的基本操作。參數(shù)測試檢查器件是否表現(xiàn)出正確的電壓、電流或者功率特性。參數(shù)測試通常是在一個節(jié)點處施加一個恒壓并在那個節(jié)點處測量電流響應 （Force-Voltage-Measuer-Current, FVMC）或者施加恒流并測量電壓響應（Force-Current-Measure-Voltage, FCMV）.

電學測試通常是在室溫下進行的，不過根據(jù)篩選時也需要在其他溫度下測試, 比如在高溫下更容易檢測到閂鎖效應，而在低溫下更容易檢測到熱載流子故障。除了25℃外，其他一些標準測試溫度包括-40℃、0℃、70℃、85℃、100℃和125℃。

2）老化測試

老 化測試是對封裝好的電路進行可靠性測試（Reliability Test），它的主要目的是為了檢出早期失效的器件，稱為Infant Mortality。在該時期失效的器件一般是在硅制造工藝中引起的缺陷（即它厲于壞芯片，但在片上測試時并未發(fā)現(xiàn)）。在老化試驗中，電路插在電路板上， 加上偏壓，并放置在髙溫爐中。圖2所示即為老化測試版。圖3所示為老化測試爐。 老化試驗的溫度、電壓負載和吋間都因器件的不同而不同。問一種器件，不同的供應商也可能使用不同的條件。但比較通用的條件是溫度在125~150℃，通電 電壓在6.2~7.0V（— 般高出器件工作電壓20%~40%），通電測試24~48小時。

圖2 老化測試板

圖3 老化測試爐

老 化測試本質(zhì)上是模仿DUT的工作壽命，因為在老化測試過程屮所施加的電學激勵可以反映DUT在它整個可用壽命周期當中所經(jīng)歷的最壞悄況偏置。根據(jù)老化測試 進行的時間，所測得的可靠性信息可能會適合于DUT早期的工作壽命也可能適合于DUT用壞的時候。老化測試可以被用作一個可靠性監(jiān)控或者一個生產(chǎn)篩子 （Production Screen），以降低器件潛在的早期失效率。

早斯故障（Early Life Failure,ELF）監(jiān)控老化測試，顧名思義，執(zhí)行此項是為廣篩選出潛在的早期故障。這項操作最多需要168個小時.通常48小時就可以了。在ELF控老化測試之后的電學故障被稱為早期故障，意思是有這種故陣的器件會在正常的操作過程中過早地失效。

高溫操作壽命測試（High Temperature Operating Life, HTOL）與ELF監(jiān)控老化測試相反,測試的是樣品在被用壞的狀態(tài)下的可靠性。HTOL測試操作需要1000個小時，中間在168小時和500小時的時候讀取測試點。

為 了了解集成電路器件的使用壽命和可靠性，除了上述的老化測試外，常用加速試驗使器件在較短的時間里失效，并進行失效機理分析，以便盡快找到失效原因，改進 設計或工藝條件，提高器件的壽命和可靠性。加速試驗（Accelerated Test）是可靠性測試中的一種.一般選擇一個或幾個可能引起器件失效的加速因子，如潮氣、溫度、溶劑、潤滑劑、沾污、一般的環(huán)境應力和剩余應力等，模擬 器件在實際使用過程中可能遇到的使用環(huán)境。對絕大多數(shù)集成電路產(chǎn)品來講，最短的工作時間也有好幾年，但是，制造的時間卻很短，因此，在常規(guī)操作條件下做品 質(zhì)測試（Qualification Test）是不太實際的，也是不經(jīng)濟的。對于使用壽命很長、 可靠性很高的產(chǎn)品來講，在60%的置倌度（Confidence Level）條件下，以每千小時0.1%的失效速率（即103FIT,Failure Unit）測試產(chǎn)品，則無失效時間長達915 000小時，即若器件樣本數(shù)為915，則要測試1000小時才會有一個器件失效；若器件的樣本數(shù)為92，則要測 試10000小時才會有一個器件失效，這樣的測試既不經(jīng)濟又費時，因此，必須在加速使用條件下進行測試。

3）特性測試

特 性測試也稱為設計測試或驗證測試。這類測試在生產(chǎn)之前進行，目的是驗證設計的正確性，并且器件要滿足所有的需求規(guī)范。需要進行功能測試和全面的AC/DC 測試。特性測試確定器件工作參數(shù)的范圍。通常測試最壞情況，因為它比平均情況更容易評估.并且 通過此類測試的器件將會在其他任何條件下工作。選擇一個能判斷芯片好壞的測試做最壞情況測試，對兩個或更多環(huán)境參數(shù)的每一種組合反復進行測試，并記錄結 果。這就意味著要 改變諸如等不同的參數(shù)，重復進行功能測試和各種AD/DC測試。

特性測試診斷和修正設計的錯誤、測量芯片的特性、設定最終規(guī)范，并開發(fā)生產(chǎn)測試程 序。有時一些特性測試將進入器件的生產(chǎn)過程，以改善設計，提高良率。

4）生產(chǎn)測試

每一塊加工的芯片都需要進行生產(chǎn)測試，它沒有特性測試全面，但必須判定芯片是否符合設計的質(zhì)量和要求。測試矢量需要高的故障覆蓋率，但不需要覆蓋所有的功能和數(shù)據(jù)類型，芯片測試時間（即測試費用）必須最小。不考慮故障診斷，只做通過不通過的判決。生產(chǎn)測試的特點就是時間短，但又必須檢驗器件的相關指標。它對每一個器件進行次性的檢杳，不重復。只是在正常環(huán)境下測試這些DUT的參數(shù)是否符合器件的規(guī)格指標。

5）成品檢測

將 采購到的器件集成到系統(tǒng)之前，系統(tǒng)制造商都要進行成品檢測。根據(jù)具體情況，這個測試可以與生產(chǎn)測試相似，或者比生產(chǎn)測試更全面些，甚至可以在特定的應用系 統(tǒng)中測試。 成品檢測亦可以隨機抽樣進行，抽樣的多少依據(jù)器件的質(zhì)量和系統(tǒng)的要求而定。成品檢測最重要的目的就是避免將有缺陷的器件放人系統(tǒng)中，否則診斷成本會遠遠超 過成品檢測的成本。