通过嵌入式存储器测试和修复解决良品率问题

、诊断和生成修复标志。

测试器把修复标志传输到激光熔丝烧断设备，由它依次烧断熔丝盒中的熔丝。熔丝盒的内容与修复标志相对应，由STAR处理器加载到相应的存储器进行修复。因此，IIP彻底地减少了测试成本，并使外部测试资源需求最小化。此外，利用不需要外部激光熔丝烧断设备的非易失性熔丝，制造成本被降低了。该技术使多次修复成为可能，因而适用于现场级修复，特别适用于用纳米技术制成的、更易出现后制造可靠性故障的器件。

随着设计中存储器密度的增加，一个设计中就有几百个存储器实例，让一个STAR处理器来驱动所有存储器的测试和修复是不切实际的，因此，需要一个具有多STAR处理器的先进嵌入式IP解决方案来支持调试、诊断和现场修复。每一个STAR存储器系统由一个STAR处理器、一定容量的存储器和一个熔丝盒组成。当前典型的设计需要采用多STAR存储器系统实例。

多STAR存储器系统实例如图3所示，需要彼此之间互连并连接到IEEE 1149.1 JTAG接口，以便外部测试设备在诊断和调试过程中访问芯片。每一个STAR处理器上的P1500端口采用IEEE提出的IP到IP互连协议将多STAR存储器系统实例彼此之间连接起来。然而，这些P1500端口也要连接到芯片的JTAG接口。为了使连接过程自动完成，一个称为JPC编译器的JTAG到P1500转换器的设计已完成。掌握了每一个STAR存储器系统实例的情况，JPC编译器就可以生成逻辑把所有P1500端口与外部JTAG接口互连起来。就本质而言，JPC逻辑起到芯片级IP基础架构"集线器"的作用，图3所示为具有两个STAR存储器系统实例的复合IP(功能和IIP的混合)。先进技术的存储器缺陷分布随着位单元更小、版图更密而发生变化，Generic March型测试算法不足以处理这些技术中的复杂缺陷。STAR存储器系统提供增强型March测试算法，覆盖了单个单元故障、双单元故障、复杂耦合故障以及多测试模式，从而为存储器读写操作创建专用应力情形。因为缺省算法不足以处理细微工艺变化引起的缺陷，STAR处理器还支持可对系统进行编程的用户定义算法。为了确保最佳的品质，STAR存储器系统采用存储器拓扑不规则信息来生成最精确的背景模式。

STAR存储器系统支持弹性修复策略以优化制造和现场操作过程中的良品率，制造流程跨越从晶圆探测到最终封装部件量产的全过程。修复策略描述确定冗余分配和执行修复的条件，STAR存储器系统支持硬修复、组合修复和累积修复。

硬修复需要利用芯片上的永久存储机制(例如激光熔丝、NV熔丝)以便掉电后保持修复信息。

组合修复结合了硬修复和软修复的优点。软修复不用熔丝，因而上电后要生成修复标志。因为软修复在所有测试条件下对所有故障类型的揭示不够有效，我们建议与硬修复结合使用。因此，组合修复就是工厂中的硬修复和随后现场的软修复的结合。

累积修复有助于累积多种测试条件的修复标志以获得最高的修复效率和最大化地恢复良品率。

嵌入式存储器测试和修复技术的未来趋势

随着半导体技术从130nm、90nm、65nm向更小特征尺寸的变化，缺陷率会更高，引入的新缺陷会更多，缺陷类型更加多变。为了解决缺陷率问题，测试和修复组织机构需要更为智能的方法以及更新的测试和修复方案。新兴工艺技术，例如90nm以下工艺，会造成泄漏急剧增加，因而需要专用泄漏屏蔽措施来实现更高的品质。随着缺陷密度的增加，更密密集的存储器需要额外的冗余资源(行和列冗余)。当设计中只有少量存储器(数十个)的时候，很容易在芯片级实现测试和修复来控制缺陷。然而，当存储器达到好几百个的时候，在设计实现和制造过程中管理缺陷就复杂了。试想一下，不借助于芯片级中央网关与所有存储器组通信，逻辑和物理版图复杂度的快速增加会导致难以在芯片级与所有存储器实例进行通信，所以，有必要采用智能地芯片级测试基础架构IP来管理数量众多存储器的芯片级测试和修复功能。STAR JPC是一个有助于存储器子系统和外部测试器通信的芯片级基础架构IP的例子，它极大地减少了芯片级布线拥塞，这意味着：为功能模块节省了更多面积、模块间布线更少、各种时序问题最少以及时序收敛更快。

随着几何尺寸更小(泄漏更高，是现在的10倍)，要实现更高的品质，保持力(Retention）测试就变得越来越重要。然而，如果我们严格测试每一个存储器的话，保持力测试也会造成测试时间太长。因为这是一个面向所有存储器的公共测试功能，所以可以移到芯片级IIP来并行运行该测试。保持力测试可以在多个STAR存储器组之间并行运行，极大地