[发明专利]一种针对硅通孔漏电故障的绑定后硅通孔测试结构及方法

说明书

一种针对硅通孔漏电故障的绑定后硅通孔测试结构及方法，涉及集成电路测试领域。本发明是为了解决传统的硅通孔测试结构测量精度低、有误故障时测量误差小、且无法确定故障点的问题。本发明所述的一种针对硅通孔漏电故障的绑定后硅通孔测试结构，包括传统的基于环形振荡器的硅通孔测试电路和用于降低环形振荡器的频率的RC电路。本发明针对硅通孔的绑定后测试，所检测的故障为硅通孔的漏电故障。当硅通孔接入时，使测试结构输出信号的周期对硅通孔的漏电故障更加敏感，使测试成本降低，使诊断结果受测量误差影响更小，适用于检测微小的漏电面积。

技术领域

本发明属于集成电路测试领域。

背景技术

摩尔定律预示着，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约隔18-24个月便会增加一倍。这种趋势已经持续了半个世纪，但是随着互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管的物理尺寸逐渐接近极限，单纯的依靠减小晶体管尺寸来提升集成电路性能已经不再合理。因此依靠缩小晶体管尺寸来提升集成电路性能和降低功耗已经变得不可行。传统的二维集成电路工艺已经不能满足当今工业界对集成电路高处理速度和低功耗的要求。三维集成电路被认为是延续摩尔定律、进一步提高集成电路性能和降低功耗的一种可行方案。在三维集成电路中，各个集成电路模块，比如处理器、存储器、AD、DA等，被垂直堆叠，由硅通孔连接各个模块。相较于二维集成电路，三维集成电路中的硅通孔技术可以减小两个节点之间的互连长度，因此对比二维集成电路有如下几个优势：更短的信号延时、更高的运行频率、更小寄生电容和更低的耗能。

在三维集成电路的制作工艺中，可能会因为硅通孔的制作缺陷，而对生产产量造成不可忽略的影响。因此，检测出这些故障至关重要。硅通孔测试分为绑定前测试和绑定后测试。在硅通孔绑定前阶段，硅通孔只有一端可以获得，另一端被埋在基质当中；在硅通孔绑定后阶段，硅通孔两端都可以被获得。绑定前测试主要是为了减少产量损失，又因为很多故障在绑定期间发生而且有一些故障通过绑定前测试无法检测出来，所以进行绑定后测试也很有必要。

传统的绑定后硅通孔故障检测电路是基于环形振荡器的测试结构，如附图1所示。将硅通孔接入环形振荡器中，由于硅通孔在有无故障两种情况下，环形振荡器的周期不同，因此可以用环形振荡器的周期来预测硅通孔是否发生故障。传统的基于环形振荡器的硅通孔测试结构的优点是电路结构简单，但是也存在一些缺陷：

一、环形振荡器频率过高，导致很难对环形振荡器的周期进行精确测量；

二、硅通孔在有故障和无故障时，其等效电容仅仅相差数十fF，这会导致环形振荡器的周期在硅通孔有无故障两种情况下相差极小，很小的测量误差也可能会导致误判；

三、采用图1的结构，即使检测出来故障，也无法确定是哪一个硅通孔发生了故障。

发明内容

本发明是为了解决传统的硅通孔测试结构测量精度低、有误故障时测量误差小、且无法确定故障点的问题，现提供一种针对硅通孔漏电故障的绑定后硅通孔测试结构及方法。

一种针对硅通孔漏电故障的绑定后硅通孔测试结构，包括基于环形振荡器的硅通孔测试电路，它还包括：用于降低环形振荡器的频率的RC电路。

上述基于环形振荡器的硅通孔测试电路包括：选择器MUX1、选择器MUX2、反相器G1、反相器G2、反相器G3、与门电路和计数器；

选择器MUX2的信号输出端连接1号硅通孔的一端，1号硅通孔的另一端连接反相器G1的信号输入端，反相器G1的信号输出端连接反相器G2的信号输入端，反相器G2的信号输出端连接反相器G3的信号输入端，反相器G3的信号输出端连接选择器MUX1的测试信号输入端，选择器MUX1的信号输出端连接2号硅通孔的一端，2号硅通孔的另一端连接选择器MUX2的测试信号输入端，

与门电路用于将2号硅通孔的另一端的输出信号与高电平脉冲信号相与，

计数器用于记录与门电路输出信号的数值。