基于三维芯片的扫描测试方法技术

本发明专利技术提出一种基于三维芯片的扫描测试方法，包括如下步骤：建立用于三维芯片的扫描森林结构；生成测试集和测试周期，并将测试集划分为多个测试向量子集；对多个测试向量子集进行排序并将多个测试向量子集中的测试向量分布在测试周期中；获取测试向量子集的当前热点分布；根据扫描树结构对测试向量子集按照芯片的热点温度升高值最小化进行排序以生成测试向量策略；根据测试向量策略获取排序后的测试向量子集中的热点温度升高值未超过预设温度阈值的向量子集，生成被选测试集；将被选测试集应用扫描树结构并更新被选测试集的热点分布。本发明专利技术可以有效的降低测试时间，同时可以压缩测试激励数据和测试响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维集成电路测试，特别涉及一种。
技术介绍
随着CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)工艺开发的不断发展，继续等比例缩小的局限越专利技术显，因此设计者开始越来越多地转向多芯片封装，而不是继续依赖在单一芯片上集成更多的器件来提高性能。叠层芯片封装技术，简称三维封装，是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术。通过层与层之间的穿透娃通孔(TSV, Through Si via)的连接，三维集成电路可以很好的解决二维集成电路上越来越突出的延迟问题。三维封装的方式可以大幅缩小芯片尺寸，提高芯片的晶体管密度，改善层间电气互联性能，提升芯片运行速度，并且很大程度上的减少了芯片的功耗和延时。在设计阶段导入三维集成电路的概念，可以将一个完整、复杂的芯片，拆分成若干子功效芯片，在不同层实现，既增强了芯片功能，又避免了相关的成本、设计复杂度增加等问题。此外，采用三维封装方式还可以降低功耗。但是，三维芯片设计和制造流程复杂，其中测试方法和热问题是最大的两个问题。由于在三维芯片绑定前还需要对其测试，所以三维芯片测试问题必须解决。另一方面，由于在二维芯片这一问题就已经存在，三维芯片更是以其高互连密度使内热问题日趋严重。随着COMS技术的进一步发展，微电子设计中的功率密度与日俱增。例如，在100纳米技术的节点中一个高性能微处理器的功率密度已经达到了 50W/cm2，并且当技术发展到50纳米以下的时候，功率密度会迅速变到100W/cm2。近几年微处理器的功率密度增长迅速，并且上述趋势将会持续下去，从而会导致芯片上的温度迅速增加。更进一步的说，芯片上的热点(hotspot)通常的功率密度会比其他的地方要高出许多，使得热点的温度也就比其他地方要高出许多了。由于微处理器消耗的能量都转换成了热能，相应的热密度会呈现指数级的增长，这样也会导致可靠性急剧下降，制造成本也显著上升。在任何一个功率耗散层次上，产生的热必须从芯片的表面迅速移走。现有的冷却办法花费昂贵。特别对于高性能的微处理器，冷却费用相当高，并必将会威胁到计算机工业部署新系统的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。为达到上述目的，本专利技术的实施例提出一种，包括如下步骤建立用于三维芯片的扫描森林结构，其中，所述扫描森林结构包括多个扫描输入端和对应的多个扫描树结构，每个所述扫描树结构包括多个扫描链，且每个所述扫描链中 的任两个扫描触发器不具有相同的后继；生成测试集和测试周期，并将所述测试集划分为多个测试向量子集；对所述多个测试向量子集进行排序并将所述多个测试向量子集中的测试向量分布在所述测试周期中；获取所述测试向量子集的当前热点分布；根据所述扫描树结构，对所述测试向量子集按照芯片的热点温度升高值最小化进行排序以生成测试向量策略；根据所述测试向量策略获取排序后的测试向量子集中的热点温度升高值未超过预设温度阈值的向量子集，生成被选测试集；以及将所述被选测试集应用所述扫描树结构，并更新所述被选测试集的热点分布。 根据本专利技术实施例的，可以有效的降低测试时间，同时可以压缩测试激励数据和测试响应。此外，在降低温度方面，扫描树结构也有很好的表现。由于在三维芯片中的热点经常会影响性能和可靠性，本专利技术提供的测试向量排序策略，避免测试向量可能会影响温度分布不均，有效的降低了三维芯片的温度。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I为根据本专利技术一个实施例的的流程图；图2为根据本专利技术另一个实施例的的流程图；图3(a)为具有三个硅通孔的扫描结构示意图；图3(b)为具有两个硅通孔的扫描结构示意图；图4为根据本专利技术实施例的绑定后测试的扫描结构示意图；图5为根据本专利技术实施例的绑定前测试策略的示意图；以及图6为根据本专利技术实施例的绑定前扫描测试的扫描结构示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。本专利技术实施例提出一种三维芯片的扫描测试方法，建立一种新颖的扫描树结构，充分考虑了硅通孔(TSVs)互连的代价，可以有效地降低测试时间，并且达到压缩测试激励数据和测试响应。本专利技术实施例提供的三维芯片的扫描测试方法可以应用于绑定前测试和绑定后测试。如图I所示，本专利技术实施例的三维芯片的扫描测试方法，包括如下步骤SlOl，对三维芯片的电路进行划分。S102，将电路划分为多个子电路。S103，电路布局。S104，建立路由驱动扫描结构。S105，利用ATPG产生器对划分得到的多个子电路产生自动测试码。S106，初始温度分析。 S107，判断测试集是否为空，如果是，则执行S508，否则执行S511。S108，返回最终温度，然后执行S509。S109，结束。SI 10，对测试向量进行排序。S111，根据排序结果，选择测试向量Ti中的测试向量子集。SI 12，运行选定的测试向量。S113，将i+1赋予i，即在对当前测试向量Ti选定的子集运行完成后，选择下一个测试向量。SI 14，判断i是否等于k，如果是则执行S515，否则执行S511。S115，应用选定的测试向量，并另i等于O。SI 16，进行功耗分析。S117，进行温度分析，并在温度分析完成后，返回执行S507以更新芯片的热点分布。下面参考图2至图6对本专利技术实施例的进行详细描述。步骤S201，建立用于三维芯片的扫描森林结构。扫描森林结构包括多个扫描输入端和对应的多个扫描树结构，每个扫描树结构包括多个扫描链，且每个扫描链中的任两个扫描触发器不具有相同的后继。建立扫描森林结构，包括如下步骤首先，利用电路分割工具hMETIS(超图分割算法)，将一个大电路分割成多个子电路，每个子电路作为扫描森林结构的一层，即作为三维芯片的一层。然后设置扫描森林结构的扫描输入端C、扫描森林结构的深度D和扫描树结构的数量T并建立扫描树结构。其中，扫描输入端口用于驱动多条扫描链，每条扫描链上设置有多个扫描触发器，每条扫描链上的扫描触发器位于扫描树结构的同一层。建立扫描树结构，包括如下步骤设置扫描树结构的级别和层次，其中，每层扫描树结构包括多个级别的扫描触发器；对扫描树结构的每一级设置扫描触发器，其中，相邻级别的扫描触发器对应相连，且相邻层的扫描触发器通过硅通孔相连。并且，如果两个扫描触发器没有相同的组合后继，则将上述两个扫描触发器分配到同一组。下面对扫描触发器的选取依据进行说明。在建立扫描树时，按照距离扫描输入端口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维芯片的扫描测试方法，其特征在于，包括如下步骤 建立用于三维芯片的扫描森林结构，其中，所述扫描森林结构包括多个扫描输入端和对应的多个扫描树结构，每个所述扫描树结构包括多个扫描链，且每个所述扫描链中的任两个扫描触发器不具有相同的后继； 生成测试集和测试周期，并将所述测试集划分为多个测试向量子集； 对所述多个测试向量子集进行排序并将所述多个测试向量子集中的测试向量分布在所述测试周期中； 获取所述测试向量子集的当前热点分布； 根据所述扫描树结构，对所述测试向量子集按照芯片的热点温度升高值最小化进行排序以生成测试向量策略； 根据所述测试向量策略获取排序后的测试向量子集中的热点温度升高值未超过预设温度阈值的向量子集，生成被选测试集；以及 将所述被选测试集应用所述扫描树结构，并更新所述被选测试集的热点分布。2.如权利要求I所述的扫描测试方法，其特征在于，所述建立扫描森林结构包括如下步骤 将电路划分为多个子电路，其中，每个子电路作为所述扫描森林结构的一层，设置所述扫描森林结构的扫描输入端、所述扫描森林结构的深度和所述扫描树结构的数量并建立所述扫描树结构。3.如权利要求2所述的扫描测试方法，其特征在于，所述建立所述扫描树结构，包括如下步骤 设置所述扫描树结构的级别和层次，其中，每层扫描树结构包括多个级别的扫描触发器； 对所述扫描树结构的每一级设置扫描触发器，其中，相邻级别的扫描触发器对应相连，且相邻层的扫描触发器通过硅通孔相连。4.如权利要求3所述的扫描测试方法，其特征在于，所述扫描输入端口用于驱动多条扫描链，其中，每条扫描链上设置有多个扫描触发器，其中，每条所述扫描链上的扫描触发器位于所述扫描树结构的同一层。5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：向东，神克乐，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：