雖然可以對各種器件進(jìn)行開路和短路測試，但這在半導(dǎo)體驗(yàn)證測試中最為常見。本文將詳細(xì)描述在CMOS芯片上測試開路和短路的過程。

 

在深入研究開路和短路測試的技術(shù)細(xì)節(jié)之前，我們必須首先了解其與半導(dǎo)體驗(yàn)證的相關(guān)性。半導(dǎo)體驗(yàn)證通常分為結(jié)構(gòu)和功能兩部分。結(jié)構(gòu)測試可確保芯片正確構(gòu)建。功能測試確定芯片是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范并在最終環(huán)境中按預(yù)期執(zhí)行。打開和短路測試檢查半導(dǎo)體芯片的保護(hù)二極管電路中的故障。因此，它是一種結(jié)構(gòu)測試。
 

下圖表示典型的CMOS芯片。可以看出，每個(gè)引腳都具有保護(hù)二極管和CMOS晶體管的網(wǎng)絡(luò)。

 

 

圖1： CMOS芯片的內(nèi)部電路

 

每個(gè)輸入引腳上的CMOS晶體管通過允許電流從V DD（芯片的電源電壓）流入DUT電路以及從DUT電路流向V SS（地）來起到開關(guān)的作用。如果在輸入或輸出引腳上感應(yīng)出過壓，可能會損壞CMOS晶體管。為了保護(hù)這些器件，每個(gè)信號引腳都放置了兩個(gè)二極管（參見圖1）。第一個(gè)位于信號引腳和V DD之間，第二個(gè)位于信號引腳和V SS之間。如果在任何引腳上施加大于V DD的正過壓，則V DD二極管變?yōu)檎蚱?，允許電流在信號引腳和V DD之間流動(dòng)。類似地，如果在任何引腳上施加大于V SS的負(fù)過壓，則V SS二極管變?yōu)檎蚱?，允許電流在V SS和信號引腳之間流動(dòng)。這樣，保護(hù)二極管可防止在過壓條件下?lián)p壞CMOS晶體管和DUT電路。V DD和V SS保護(hù)二極管必須在開路和短路條件下進(jìn)行測試，以確保其正常工作。如果保護(hù)二極管缺失或功能不正常，可能會出現(xiàn)開路情況。如果存在直接連接，則可能出現(xiàn)短暫情況：

 

引腳和V DD之間

引腳和V SS之間

引腳和另一個(gè)信號引腳之間

 

這些短路故障模式中的每一種都妨礙了設(shè)備的正確操作。打開并短接所有上述故障模式的測試檢查。

 

注：CMOS集成電路基于FET技術(shù)，因此通常使用V DD / V SS術(shù)語來確定正電源電壓/負(fù)電源電壓（接地）。這些端子也可以記錄為V CC / Gnd。

 

1.第1節(jié)：硬件設(shè)置

 

測試設(shè)置

開路和短路的測試設(shè)置分為兩個(gè)例程：測試V DD保護(hù)二極管和測試V SS保護(hù)二極管。

 

測試V DD保護(hù)二極管

為了檢測信號引腳的V DD保護(hù)二極管的開路或短路，將V SS，V DD和所有其他信號引腳連接到SMU地，并將最小電流（即100μA）強(qiáng)制插入信號引腳。如果V DD保護(hù)二極管正常工作，它將變?yōu)檎蚱?，電流將在信號引腳和V DD之間流動(dòng)（見圖2）。

 

 

圖2：測試VDD二極管（開關(guān)未顯示）

 

通過測量正向偏置V DD二極管兩端的壓降，我們可以確定它是否正常工作。如果信號引腳和地之間測量的電壓接近0 V（或接地），則信號引腳與地之間通過V SS，V DD和/或另一個(gè)信號引腳之間存在一個(gè)或多個(gè)短路。如果在信號引腳之間測量的電壓或上升到高于可接受的正向偏置電壓的電位，則信號引腳和地之間存在開路。如果測得的電壓是可接受的正向偏壓，則V DD保護(hù)二極管正常工作。表1顯示了V DD的示例 保護(hù)二極管測試結(jié)果和由此產(chǎn)生的通過/失敗規(guī)范。

 

注意： 沒有電流（除少量漏電流外）流過V SS保護(hù)二極管，因?yàn)樗鼤聪蚱谩?/div>