采用電編程熔絲調節芯片參數的測試流程

王帆

摘 要 利用電子的遷移特性可以生成一種微小的熔絲結構，這種熔絲結構稱為電編程熔絲eFUSE，可以在芯片上編程。為了提高芯片測試的準確性并降低測試成本，eFUSE被廣泛的用于芯片的設計中，用來調整芯片的各項參數。本文主要介紹了一種采用eFUSE調節芯片參數的測試流程，并通過與傳統的芯片參數調節方法作對比，展示出采用eFUSE的優勢。

【關鍵詞】電編程熔絲 參數調節 測試流程

1 引言

隨著芯片測試準確性要求的提高，以及減少測試時間降低測試成本的壓力，傳統的采用測試模式調節芯片參數的缺點變得明顯：首先，當芯片在各站點進行測試時，每個站點均需開啟測試模式，進行參數校準，造成測試時間的浪費；其次，通過測試模式進行參數調節受芯片掉電的影響，需要嚴格控制芯片上電及掉電的順序；最后，各站點的測試溫度不同，受測試溫度的影響，達到同一參數目標值的調節代碼存在不同的可能性，當采用其中一站的調節代碼進行鐳射對產品的失效率有一定的影響，這種影響受芯片制造工藝的制約，存在不可控性。因此，本文開發了一種采用電編程熔絲eFUSE調節芯片參數的測試流程，有效地避免了傳統的測試模式調節芯片參數的缺點。

2 采用電編程熔絲調節芯片參數的測試流程

采用電編程熔絲eFUSE調節芯片參數的測試流程如圖1所示，其中主要有以下4步：

2.1 芯片目標代碼尋找

芯片起測時，芯片內部的各項參數均是默認值。受微電子制造工藝的影響，即使在相同的默認值下，芯片的各項參數也處在不同的水平線上。而微小的參數差異將導致芯片間性能的差異，必須對所有的參數按照設計規則進行最優化校準，才能保證芯片的良好性能。因此，芯片起測后，首先要對芯片各項參數的目標代碼進行尋找。

芯片目標代碼的尋找通常是以固定芯片目標值為前提，通過不同的代碼寫入，進行測量值與目標值的比對，確定最優目標代碼。

2.2 目標代碼分組寫入eFUSE寄存器

當完成所有同測芯片目標代碼的確定后，這些目標代碼將會被寫入到芯片中。目標代碼的寫入是通過芯片的eFUSE寄存器實現的。在實際測試中，需要嚴格按照設計人員給出的命令組合激活芯片的eFUSE寄存器，才能實現芯片目標值的寫入。

為了節約測試時間降低測試成本，同測芯片的目標代碼不能采用芯片間串行的方法進行寫入操作。因此，需要對同測芯片的目標帶碼進行篩選分組，按照相同目標代碼芯片同時激活，一次性寫入的方式滿足量產需求。

2.3 eFUSE固化目標值

通過I/O電路的片上電壓，通常為2.5V，持續200微秒的10毫安直流脈沖可以編程單根熔絲，根據目標代碼選取需要熔斷的熔絲，控制I/O電路的脈沖狀態，即可達到調節芯片參數的目的。

2.4 eFUSE固化后參數值的測量

由于eFUSE存在失敗的概率，因此在參數值固化后，必須對每個芯片的參數值進行測量，通過測量值和目標值比對，篩選出通過的芯片。通過的芯片將進入后續的功能測試；失效的芯片需要作廢片處理，確保不流入客戶端，達到管控產品品質的目的。

3 采用電編程熔絲調節芯片參數的優勢

由于電編程熔絲能夠固化芯片的目標參數，因此它的優點明顯：

3.1 不受芯片掉電的影響

在芯片的功能測試中，為了測試電源網絡的健壯性，需要對芯片進行頻繁的上電及掉電操作，電編程熔絲有效地避免了芯片上電掉電操作后，電參數需要再次校準的問題；

3.2 提升了產品的性能

芯片的各站點測試的溫度不同，受溫度的影響，各參數的目標代碼存在不同的可能性。當采用電編程熔絲在第一測試站點固化參數值后，各站點均在該相同的固化代碼下進行測量，即使存在參數值的偏差，也能確保測試的準確性，提升了產品性能。

3.3 節約測試時間

芯片參數僅需要一次性固化，有效的避免了傳統方法下多次寫入造成的測試時間浪費的，并且在測試的過程當中固化芯片參數，可以省略后續鐳射機臺的使用，縮短了測試周期。

4 結論

本文通過電編程熔絲eFUSE調節芯片參數測試流程的開發，有效的規避了傳統測試模式下，測試代碼需要反復寫入的缺點。同時，通過第一站固化代碼在各站點的重復使用，提升了產品的質量。該測試流程不需要使用鐳射機臺，簡化了站點測試，縮短了芯片的測試周期，節約了測試成本。

參考文獻

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作者單位

西安紫光國芯半導體有限公司 陜西省西安市 710075