微电子计量测试技术PDF电子书下载

第一部分 基本概念 3

第1章 微电子计量测试的基本概念 3

1.1微电子计量的基本概念 3

1.1.1微电子计量的目的与任务 3

1.1.2微电子计量的技术领域和地位 3

1.1.3微电子计量的工作和研究范围 3

1.1.4微电子计量的单位制 4

1.1.5微电子计量的主要术语和名词 4

1.1.5.1微电子器件 4

1.1.5.2微电子器件参数 4

1.1.5.3测试设备 4

1.1.5.4（测试设备的）系统量 4

1.1.5.5工程量 5

1.1.5.6系统量和工程量的对应关系 5

1.1.5.7内部参考源法 5

1.1.5.8通道末端法 5

1.1.5.9标准样片法 6

1.1.5.10量值传递体系 6

1.1.5.11测试设备量值的稳定性指标 7

1.2微电子测试的基本概念 7

1.2.1微电子测试的目的与任务 7

1.2.2微电子测试的技术领域和地位 8

1.2.3微电子测试的工作和研究范围 8

1.2.4微电子测试的单位制 8

1.2.5微电子测试的主要术语和名词 8

1.2.5.1与微电子计量单位相同的名词 8

1.2.5.2微电子测试 8

1.2.5.3功能测试法 8

1.2.5.4穷举法 9

1.2.5.5基于输入向量的有限扩展法（状态穷举） 9

第二部分 微电子计量技术 13

第2章 微电子测试设备的计量技术 13

2.1综述 13

2.2微电子测试设备的计量检定技术 13

2.2.1微电子测试设备的计量确认 13

2.2.2微电子测试设备的溯源性规则 14

2.2.3微电子测试设备的计量检定原理 14

2.2.4微电子测试设备的计量检定方法 15

2.2.4.1微电子测试设备的内部参考源检定法 15

2.2.4.2微电子测试设备的通道末端检定法 15

2.2.4.3微电子测试设备的标准样片检定法 16

2.2.4.4微电子测试设备的内部参考源检定方法实例 16

2.2.5设备计量的不确定度评定 20

2.2.5.1影响因素分析 20

2.2.5.2标准计量器具或装置固有的不确定度 20

2.2.5.3环境条件引起的不确定度 21

2.2.5.4人员素质引起的不确定度 21

2.2.5.5测量方法和过程引入的不确定度 21

2.2.5.6辅助硬件如夹具、引线等引起的不确定度 21

2.2.5.7测量重复性引起的不确定度 21

2.2.5.8设备计量的不确定度的合成 21

2.2.5.9设备计量的不确定度评定实例 21

参考文献 27

第3章 微电子标准样片的制备、维护和应用技术 28

3.1综述 28

3.2微电子数字器件标准样片的制备技术 28

3.2.1制备内容 28

3.2.2制备方法 29

3.2.3制备过程 29

3.2.3.1原材料（器件类型）的确认 29

3.2.3.2采购 29

3.2.3.3临时标识 29

3.2.3.4三温检测 29

3.2.3.5老化（静态和动态老化） 30

3.2.3.6检漏 30

3.2.3.7常温终测 30

3.2.3.8赋值参量的确定 30

3.2.3.9赋值及稳定性验证 30

3.2.3.10命名及包装（标识） 31

3.2.3.11申请定级 32

3.2.3.12定级鉴定 32

3.2.3.13审批（发证书） 32

3.2.4微电子标准样片的维护技术 32

3.2.4.1微电子标准样片的维护 32

3.2.4.2微电子标准样片的复验和周期检定 32

3.2.5微电子标准样片的应用技术 32

3.2.5.1应用规范 32

3.2.5.2软件开发 33

3.2.5.3辅助硬件开发及误差消除技术 33

3.2.5.4消除辅助硬件误差实例 33

3.2.5.5通道复用技术 34

3.2.5.6通道冗余测量技术 34

3.2.5.7通道变换技术 35

参考文献 35

第4章 微电子器件参数的计量检定技术 36

4.1综述 36

4.2微电子器件参数的计量检定技术 36

4.2.1微电子器件参数的计量检定原理 36

4.2.1.1输入低电流Iil的计量检定原理 38

4.2.1.2输入高电流Iih的计量检定原理 38

4.2.1.3输出高阻态时的高电平电流Iozh的计量检定原理 38

4.2.1.4输出高阻态时的低电平电流Iozl的计量检定原理 39

4.2.1.5电源电流Idd的计量检定原理 39

4.2.1.6输出高电平Voh的计量检定原理 39

4.2.1.7输出低电平Vol的计量检定原理 39

4.2.1.8输入电容Ci的计量检定原理 39

4.2.1.9输出电容Co的计量检定原理 40

4.2.1.10数据延迟时间TD（Q）的计量检定原理 40

4.2.1.11地址延迟时间TD（A）的计量检定原理 40

4.2.2微电子器件参数的计量检定依据 41

4.2.3微电子器件参数的计量检定方法 43

4.2.3.1当前存在的致命问题 43

4.2.3.2解决方法 44

4.2.4参数检定程序设计规范实例 45

4.2.4.1目的和适用范围 45

4.2.4.2引用文件 45

4.2.4.3定义 45

4.2.4.4职责 45

4.2.4.5要求 46

4.2.4.6记录 49

4.2.5参数计量的不确定度评价 49

4.2.5.1基础知识 49

4.2.5.2 AC参量的量值校准方法 49

4.2.5.3不确定度评定／计算 49

参考文献 51

第三部分 微电子测试技术 55

第5章 微电子测试技术 55

5.1综述 55

5.2微电子测试技术 55

5.2.1微电子器件的分类 55

5.2.1.1按规模分类的方法 55

5.2.1.2按用途分类的方法 56

5.2.1.3按结构分类的方法 56

5.2.1.4按功能分类的方法 56

5.2.2微电子器件的参数 57

5.2.2.1 TTL器件参数 57

5.2.2.2 HTL器件参数 58

5.2.2.3 ECL器件参数 58

5.2.2.4 CMOS器件参数 59

5.2.2.5双极形随机存储器参数 60

5.2.2.6 MOS器件参数 60

5.2.2.7微处理器及外围接口器件参数 61

5.2.2.8运算放大器参数 61

5.2.2.9线性放大器参数 62

5.2.2.10稳压器参数 63

5.2.2.11时基电路参数 64

5.2.2.12模拟锁相环参数 64

5.2.2.13数字锁相环参数 65

5.2.2.14模拟乘法器参数 65

5.2.2.15 模拟开关参数 66

5.2.2.16电压比较器参数 66

5.2.2.17 D／A转换器参数 67

5.2.2.18 A／D转换器参数 67

5.2.2.19读出放大器参数 68

5.2.2.20外围驱动器参数 68

5.2.2.21磁芯存储器参数 68

5.2.2.22显示驱动器参数 69

5.2.2.23电平转换器参数 69

5.2.2.24线电路参数 70

5.2.3微电子器件的测试原理、技术和方法 70

5.2.3.1功能测试 71

5.2.3.2交流参数测试 74

5.2.3.3直流参数测试 76

5.2.3.4微电子器件参数的重要性分析 76

5.3微电子测试的操作规范 82

5.3.1微电子测试的人员要求 82

5.3.2微电子测试设备的要求 82

5.3.3微电子测试的环境要求 83

5.3.4微电子测试的操作规程要求 84

5.3.5微电子测试的记录和报告要求 84

参考文献 86

第6章 十大专用的测试技术 87

6.1内建自测试 87

6.1.1综述 87

6.1.2器件级离线BIST的体系结构 87

6.1.3 BIST的功能和关键元素 89

6.1.4 BIST的测试过程 89

6.1.5当前BIST的水平 89

6.2 Iddq参数测试 90

6.2.1 Iddq参数测试原理 90

6.2.2 Iddq参数测试集生成 90

6.2.3Iddq参数测试方法 91

6.2.4Iddq参数测试的将来 91

6.3 Iddt参数测试 91

6.3.1 Iddt参数测试的基本原理 92

6.3.2 Iddt参数测试的基本方法 93

6.3.3进一步研究 93

6.3.3.1 CMOS电路电流成分 93

6.3.3.2 Iddt参数的特性分析 93

6.3.4 Iddt参数解析模型研究 95

6.3.4.1橇杠电流解析模型 95

6.3.4.2橇杠电流解析模型的修正 96

6.4存储器测试 97

6.4.1存储器的分类 97

6.4.2存储器的结构 98

6.4.3存储器的故障模型 98

6.4.4存储器的常见故障现象 98

6.4.5测试图形及其作用 99

6.4.5.1 N类测试图形 99

6.4.5.2 N2类测试图形 100

6.4.5.3 2／3类测试图形 102

6.4.6存储器的测试技术 103

6.4.6.1 EPROM测试技术 104

6.4.6.2静态RAM测试技术 110

6.4.6.3动态RAM测试技术 110

6.4.7存储器测试中存在的问题 111

6.5微处理器测试 111

6.5.1实装法 112

6.5.2比较（测试）法 112

6.5.3图形（测试）法 112

6.5.3.1输入／输出（I／O）通道设置 113

6.5.3.2时钟发生器（TG）设置和数据格式的设置 113

6.5.3.3测试图形的编制和调试 114

6.5.3.4交流参数测试 115

6.6 PLD芯片测试 115

6.6.1 ispLSI器件测试 116

6.6.2对E2 CMOS单元和编程通路的测试 117

6.6.3对I／O单元和GLB，ORP的测试 118

6.6.4具体实现 118

6.6.4.1辅助硬件设计 118

6.6.4.2程序设计 120

6.7 FPGA测试 122

6.7.1 FPGA器件资源 122

6.7.2 FPGA测试的特殊性 123

6.7.3 FPGA测试方法 124

6.7.3.1 FPGA测试方法之一 124

6.7.3.2 FPGA测试方法之二 124

6.8 DSP测试 125

6.8.1 DSP基本结构 125

6.8.2 DSP测试 126

6.8.2.1 DSP测试方法之一 126

6.8.2.2 DSP测试方法之二 126

6.9 SOC测试 127

6.9.1有关基本概念 127

6.9.2 SOC的测试体系结构 127

6.9.3 SOC的测试 128

6.10边界扫描测试 128

6.10.1边界扫描测试综述 128

6.10.2边界扫描测试原理 129

6.10.3边界扫描测试的物理基础 129

6.10.4边界扫描测试 129

6.10.5边界扫描测试标准 130

参考文献 130

第四部分 微电子测试设备 133

第7章 微电子测试设备 133

7.1微电子测试设备发展历史 133

7.1.1现有测试设备的分类与用途 133

7.1.2测试设备的发展趋势 134

7.2我国使用的通用主流机 134

7.2.1 S10测试系统 134

7.2.1.1 S10测试系统的主要技术指标 134

7.2.1.2 S10测试系统的物理布局 135

7.2.1.3 S10测试系统的逻辑布局 136

7.2.1.4 S10测试系统的主要模块的功能结构 136

7.2.1.5 S10测试系统的计量 138

7.2.2 ITS9000系列 138

7.2.2.1 ITS9000MX测试系统的主要技术指标 138

7.2.2.2 ITS9000MX系统的物理布局 139

7.2.2.3 ITS9000MX系统的逻辑布局 140

7.2.2.4主要模块的功能说明 141

7.2.2.5操作系统和语言 143

7.2.2.6系统的开关 143

7.2.2.7关于系统自带的校验和诊断 143

7.2.2.8关于ITS9000MX正确计量问题 144

7.2.3 V93000系列 144

7.2.3.1主要技术指标 144

7.2.3.2外观结构 145

7.2.3.3物理布局 146

7.2.3.4主要模块的功能指标 146

7.2.3.5操作系统和语言 147

7.2.3.6计量 147

7.2.4 ASL3000／1000系列 149

7.2.4.1主要技术指标 149

7.2.4.2物理布局 150

7.2.4.3逻辑布局 151

7.2.4.4主要模块的功能结构 153

7.2.4.5操作系统和语言 154

7.2.4.6计量 154

7.2.5 SapphireS40测试系统 154

7.2.5.1主要技术指标 154

7.2.5.2物理布局 155

7.2.5.3主要模块的功能结构和技术指标 156

7.2.5.4操作系统和语言 158

7.2.5.5计量 158

7.2.6 J750测试系统 158

7.2.6.1主要技术指标 159

7.2.6.2物理布局 160

7.2.6.3逻辑布局 160

7.2.6.4主要模块的功能结构和主要技术指标 160

7.2.6.5操作系统和语言 162

7.2.6.6计量 162

7.2.7 Cstalist测试系统 162

7.2.7.1主要技术指标 163

7.2.7.2逻辑布局 163

7.2.7.3测试头的物理布局 164

7.2.7.4主要模块的功能结构和技术指标 164

7.2.7.5操作系统和语言 165

7.2.7.6计量 165

7.2.8国产JC3160系列 165

7.2.8.1主要技术指标 165

7.2.8.2系统结构 166

7.2.8.3主要模块的功能和技术指标 166

7.2.8.4操作系统和语言 169

7.2.8.5计量 169

7.2.9国产SP31××系列 169

7.2.9.1主要技术指标 169

7.2.9.2系统结构 169

7.2.9.3主要模块的功能和技术指标 170

7.2.9.4操作系统和语言 171

7.2.9.5计量 172

第五部分 微电子测试程序设计开发技术 175

第8章 测试软件设计开发技术 175

8.1综述 175

8.2测试软件设计开发技术 175

8.2.1测试软件开发的目的和要求 175

8.2.2测试软件设计依据 175

8.2.3一般软件设计原理和方法 176

8.2.3.1结构化的设计原理 176

8.2.3.2逐步求精的实现方法 176

8.2.3.3 N-S图 177

8.2.4测试软件的可测性设计技术 177

8.2.4.1微电子测试程序的可测性设计要求 178

8.2.4.2微电子测试程序的可测性设计技术 178

8.2.4.3微电子测试程序的正确性验证 179

8.2.4.4测试软件可测性设计的得益和代价 180

8.2.4.5结论 180

8.2.5辅助测试硬件 180

8.2.5.1辅助测试硬件综述 180

8.2.5.2 LB设计技术 180

8.2.5.3 DUT设计技术 182

8.2.5.4通用的LB+DUT方式 182

8.2.5.5带有自动修正机制的LB设计技术 183

8.2.5.6测试速率200 MHz以上的LB设计技术 183

第9章 测试程序开发的质量保障技术 184

9.1综述 184

9.2测试程序开发的质量保障技术 184

9.2.1软件工程技术 184

9.2.1.1工程化管理 184

9.2.1.2文件化描述 184

9.2.1.3结构化设计 185

9.2.2开发规范 185

9.2.2.1规范的一般要求 185

9.2.2.2规范的详细要求 185

9.2.2.3规范举例1（重点：开发过程） 185

9.2.2.4程序的可靠性验证 191

9.2.2.5规范举例2（重点：可测性设计及验证） 191

9.2.3检测过程的质量保证 198

参考文献 199

第10章 ASIC器件的自动测试与自动测试程序生成（ATPG）技术 200

10.1综述 200

10.2 ASIC器件的自动测试与ATPG技术平台 200

10.2.1硬、软件组成 200

10.2.1.1硬件组成 200

10.2.1.2软件组成 201

10.2.1.3通信规则 201

10.2.2工作流程 202

10.2.3应用条件 203

10.2.4实现过程 203

10.2.4.1测试程序的自动生成 203

10.2.4.2时序电路的图形码重用 205

10.2.4.3直流测试时的自动定位 205

10.2.4.4系统间的自动切换 205

10.2.4.5自动编译、加载和测试 205

10.2.4.6数据流程和工作流程 206

10.2.5 ASICATPG使用说明书 206

10.2.5.1设计目标 206

10.2.5.2运行环境 206

10.2.5.3执行程序名字 206

10.2.5.4结果文件名字 206

10.2.5.5操作过程 206

10.2.5.6其他说明 212

10.2.6与ATPG有关的部分关键技术 213

10.2.6.1自动定位技术 213

10.2.6.2状态复位技术 213

10.2.6.3常态三态测试向量的一体化设计技术 213

10.2.7测试生成算法 217

10.2.7.1功能法 217

10.2.7.2穷举法 218

10.2.7.3基于输入向量的有限扩展法 218

10.2.7.4其他算法 218

第11章 测试程序的软件测试和验证技术 222

11.1综述 222

11.2微电子测试程序质量验证的发展历史 222

11.2.1设计规范 222

11.2.2可测性程序设计技术 222

11.2.2.1局部化测试参数 223

11.2.2.2相对性模拟 223

11.2.3验证的具体方法 223

11.2.3.1静态检查的目的和方法 223

11.2.3.2调试的目的和方法 223

11.2.3.3实测验证的目的和方法 223

11.2.4当前的验证水平 224

11.3微电子测试程序的软件自动测试 224

11.3.1基于软件测试的新概念和新方法 224

11.3.2完备的微电子测试程序的软件测试方案 224

11.4发展方向 227