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IDDQ的检测方法 北京自动测试技术研究所 戴昌培 内容摘要： 本文简要说明IDDQ测试所涉及的测试向量集、高速 监测电路及检测方法等三个方面。以实验数据为基础说明从CMOs 数字IC成品中筛选出高可靠性、低功耗IC是可能的。文章着重说 明了IDDQ惺值ID硼。的确定方法及IDDQ的检测步骤。本文对CMOs 数字IC生产单位及用户单位有一定意义。 一、引言 CMOS数字IC是集成电路的主流产品，广泛应用于国民经济和国防建设中。特别在 航天、航空、航海、医学及各种手持设备等所有要求高可靠、低功耗场合中，CMOS数字 IC已成为不可替代的核心器件。如何保证CMOS数字IC高可靠性和低功耗是业界关注的 重要课题。 以动态功能测试为主要特征的电压测试方法，直观地测试了逻辑和时序的正确与否， 当然成为CMOS数字IC的主流测试方法，但对CMOs数字Ic故障的深入研究后，发现 传统的电压测试方法并不完备，它不能有效测试CMOS数字IC内部的桥接缺陷和某些开 路故障。内部桥接缺陷是IC生产工艺流程中的公差、污染等造成的，是普遍存在的工艺缺 陷。传统的电压测试方法不能测试这种普遍存在的桥接缺陷实在是一种遗憾。 j∽(VDD静态功耗电流)测试却正好能最有效地探测到CMOS数字IC内部的桥接缺 陷。电路内部任何两个结点之间若存在桥接缺陷，即存在有限的阻值(包括短路)的话， 只要在两个结点之间加相反的逻辑电压，则肯定能在IDDo的幅度上反映出来，桥接的阻值 越小，I。∞值越高。因此，通过改变CMOS数字IC输入向量，探测每条向量对应的I。Do， 若某个输入向量对应的IDD。≥IDDqL，刚该电路存在桥接故障。其中IDD。L是预先设定的IDDQ 上限值。 当然传统的电压测试法与IDD。电流测试法并不矛盾，I。D。测试法是传统电压测试法的 重要补充。 IDDo测试技术涉及下列几个方面： · 输入向量如何确定。 Ⅵ。SI的输入向量个数可能是一个天文数字，加之IDDo是低电流测量，测量速度受到 严重限制，在这样前提下，确定能达到预定故障覆盖率的最小输入向量集成为IDDo测试技 术的关键。 · IDDo探测电路 IDw探测电路要求能通过大的瞬态电流，测量小的I。D。电流并在保证准确度条件下提 高工作速度。 · IDDo检测方法 如何实现I。∞检测是IDD。测试技术应用于IC生产和IC应用的极重要方面。由于篇幅 ’ 限制，本文只对I。D0检测方法进行讨论。 =、IDD0实验数据 对20支4叭93 CMOS数字IC成品作IDDo测试，每支IC用相同的96条向量钡4试对应 OV、10 的IDDQ值，VDD值分别取5OV及15 OV，共取得5760个InDQ数据。 83 测试条件：环境温度：200C IC加屏蔽 读数取波动的最大值 完全静态测试。 l 输入向量转换时的而D瞬态波形 输入向量转换时对应如。的瞬态波形示子图l。 图l a)，b)分别表示40193不 同的输入状态变化对应的泐瞬态 波形，其中MR复位，—豇，预置，CP。 加计数。 2 单支IC向量数在IDD。轴上的分布 1)单支1c向量数分布在同一lD∞值上．其IDD。值与IC数量的关系示于表l。 表1