根據(jù)芯片測(cè)試 的目的，可以分為以下5種類型。
1）電學(xué)測(cè)試
電學(xué)測(cè)試是從待 測(cè)器件中鑒別并分離出有電氣故障的器件。一個(gè)電氣故障就是其屮一 個(gè)單元沒有達(dá)到器件的性能規(guī)格。具體來講，電學(xué)測(cè)試就是對(duì)待測(cè)器件（Device Under Test, DUT）施加一連串的電學(xué)激勵(lì)并測(cè)試DUT的響應(yīng)。對(duì)于所加的每一項(xiàng)激勵(lì)，將所測(cè)得的響應(yīng)和期望值相比較，任何一個(gè)器件如果所測(cè)得的響應(yīng)在期望值范圍之 外，這個(gè)器件就被認(rèn)為是有故障的。
在生產(chǎn)模式中，電學(xué)測(cè)試的執(zhí)行通常要使用一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)或平臺(tái)，它由一個(gè)測(cè)試儀 和一個(gè)處理機(jī)組成，如圖1所示。這樣的測(cè)試系統(tǒng)又常被稱為自動(dòng)測(cè)試裝置（Automatic Test Equipment, ATE）。測(cè)試儀執(zhí)行測(cè)試，而處理機(jī)負(fù)責(zé)傳送DUT到測(cè)試點(diǎn)和定位DUT，同時(shí)，負(fù)責(zé)在測(cè)試過程執(zhí)行完之后把器件重新裝入到另一個(gè)管子里。
圖1 VLSI自動(dòng)測(cè)試設(shè)備
由測(cè)試儀
有 兩種版本的測(cè)試程序：一種是生產(chǎn)模式版本（Production Version），另一種是品質(zhì)保證版本（Quality Assurance Version）。與QA版本相比，生產(chǎn)模式版本具有史嚴(yán)格的限制，而QA版本則接近于數(shù)據(jù)手冊(cè)（Datasheet）。生產(chǎn)模式版本和QA版本之間限制 的差異或者防護(hù)帶（Guard Bands）應(yīng)該足夠大，以便將由于整個(gè)測(cè)試過程中不穩(wěn)定或噪聲導(dǎo)致的誤差 考慮在內(nèi)。當(dāng)然也不能太大，否則會(huì)導(dǎo)致超出被否決的范圍（Over-rejection）。如果防護(hù)帶選擇恰當(dāng)，任何一個(gè)器件只要通過了生產(chǎn)模式測(cè)試，幾 乎就能通過數(shù)據(jù)手冊(cè)上的限制，不管使用哪個(gè)測(cè)試儀器。
測(cè)試程序通常包括兩種類型的測(cè)試模塊，即參數(shù)測(cè)試和功能測(cè)試。功能測(cè)試檢査器件能否執(zhí) 行它的基本操作。參數(shù)測(cè)試檢查器件是否表現(xiàn)出正確的電壓、電流或者功率特性。參數(shù)測(cè)試通常是在一個(gè)節(jié)點(diǎn)處施加一個(gè)恒壓并在那個(gè)節(jié)點(diǎn)處測(cè)量電流響應(yīng) （Force-Voltage-Measuer-Current, FVMC）或者施加恒流并測(cè)量電壓響應(yīng)（Force-Current-Measure-Voltage, FCMV）.
電學(xué)測(cè)試通常是在室溫下進(jìn)行的，不過根據(jù)篩選時(shí)也需要在其他溫度下測(cè)試, 比如在高溫下更容易檢測(cè)到閂鎖效應(yīng)，而在低溫下更容易檢測(cè)到熱載流子故障。除了25℃外，其他一些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溫度包括-40℃、0℃、70℃、85℃、100℃和125℃。
2）老化測(cè)試
老 化測(cè)試是對(duì)封裝好的電路進(jìn)行可靠性測(cè)試（Reliability Test），它的主要目的是為了檢出早期失效的器件，稱為Infant Mortality。在該時(shí)期失效的器件一般是在硅制造工藝中引起的缺陷（即它厲于壞芯片，但在片上測(cè)試時(shí)并未發(fā)現(xiàn)）。在老化試驗(yàn)中，電路插在電路板上， 加上偏壓，并放置在髙溫爐中。圖2所示即為老化測(cè)試版。圖3所示為老化測(cè)試爐。 老化試驗(yàn)的溫度、電壓負(fù)載和吋間都因器件的不同而不同。問一種器件，不同的供應(yīng)商也可能使用不同的條件。但比較通用的條件是溫度在125~150℃，通電 電壓在6.2~7.0V（— 般高出器件工作電壓20%~40%），通電測(cè)試24~48小時(shí)。
圖2 老化測(cè)試 板
圖3 老化測(cè)試爐
老 化測(cè)試本質(zhì)上是模仿DUT的工作壽命，因?yàn)樵诶匣瘻y(cè)試過程屮所施加的電學(xué)激勵(lì)可以反映DUT在它整個(gè)可用壽命周期當(dāng)中所經(jīng)歷的最壞悄況偏置。根據(jù)老化測(cè)試 進(jìn)行的時(shí)間，所測(cè)得的可靠性信息可能會(huì)適合于DUT早期的工作壽命也可能適合于DUT用壞的時(shí)候。老化測(cè)試可以被用作一個(gè)可靠性監(jiān)控或者一個(gè)生產(chǎn)篩子 （Production Screen），以降低器件潛在的早期失效率。
早斯故障（Early Life Failure,ELF）監(jiān)控老化測(cè)試
高溫操作壽命測(cè)試（High Temperature Operating Life, HTOL）與ELF監(jiān)控老化測(cè)試相反,測(cè)試的是樣品在被用壞的狀態(tài)下的可靠性。HTOL測(cè)試操作需要1000個(gè)小時(shí)，中間在168小時(shí)和500小時(shí)的時(shí)候讀取測(cè)試點(diǎn)。
為 了了解集成電路器件的使用壽命和可靠性，除了上述的老化測(cè)試外，常用加速試驗(yàn)使器件在較短的時(shí)間里失效，并進(jìn)行失效機(jī)理分析，以便盡快找到失效原因，改進(jìn) 設(shè)計(jì)或工藝條件，提高器件的壽命和可靠性。加速試驗(yàn)（Accelerated Test）是可靠性測(cè)試中的一種.一般選擇一個(gè)或幾個(gè)可能引起器件失效的加速因子，如潮氣、溫度、溶劑、潤(rùn)滑劑、沾污、一般的環(huán)境應(yīng)力和剩余應(yīng)力等，模擬 器件在實(shí)際使用過程中可能遇到的使用環(huán)境。對(duì)絕大多數(shù)集成電路產(chǎn)品來講，最短的工作時(shí)間也有好幾年，但是，制造的時(shí)間卻很短，因此，在常規(guī)操作條件下做品 質(zhì)測(cè)試（Qualification Test）是不太實(shí)際的，也是不經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于使用壽命很長(zhǎng)、 可靠性很高的產(chǎn)品來講，在60%的置倌度（Confidence Level）條件下，以每千小時(shí)0.1%的失效速率（即103FIT,Failure Unit）測(cè)試產(chǎn)品，則無失效時(shí)間長(zhǎng)達(dá)915 000小時(shí)，即若器件樣本數(shù)為915，則要測(cè)試1000小時(shí)才會(huì)有一個(gè)器件失效；若器件的樣本數(shù)為92，則要測(cè) 試10000小時(shí)才會(huì)有一個(gè)器件失效，這樣的測(cè)試既不經(jīng)濟(jì)又費(fèi)時(shí)，因此，必須在加速使用條件下進(jìn)行測(cè)試。
3）特性測(cè)試
特 性測(cè)試也稱為設(shè)計(jì)測(cè)試或驗(yàn)證測(cè)試。這類測(cè)試在生產(chǎn)之前進(jìn)行，目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并且器件要滿足所有的需求規(guī)范。需要進(jìn)行功能測(cè)試和全面的AC/DC 測(cè)試。特性測(cè)試確定器件工作參數(shù)的范圍。通常測(cè)試最壞情況，因?yàn)樗绕骄闆r更容易評(píng)估.并且 通過此類測(cè)試的器件將會(huì)在其他任何條件下工作。選擇一個(gè)能判斷芯片好壞的測(cè)試做最壞情況測(cè)試，對(duì)兩個(gè)或更多環(huán)境參數(shù)的每一種組合反復(fù)進(jìn)行測(cè)試，并記錄結(jié) 果。這就意味著要 改變諸如等不同的參數(shù)，重復(fù)進(jìn)行功能測(cè)試和各種AD/DC測(cè)試。
特性測(cè)試診斷和修正設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤、測(cè)量芯片的特性、設(shè)定最終規(guī)范，并開發(fā)生產(chǎn)測(cè)試程 序。有時(shí)一些特性測(cè)試將進(jìn)入器件的生產(chǎn)過程，以改善設(shè)計(jì)，提高良率。
4）生產(chǎn)測(cè)試
每一塊加工的芯片都需要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試，它沒有特性測(cè)試全面，但必須判定芯片是否符合設(shè)計(jì)的質(zhì)量和要求。測(cè)試矢量需要高的故障覆蓋率，但不需要覆蓋所有的功能和數(shù)據(jù)類型，芯片測(cè)試
5）成品檢測(cè)
將 采購到的器件集成到系統(tǒng)之前，系統(tǒng)制造商都要進(jìn)行成品檢測(cè)。根據(jù)具體情況，這個(gè)測(cè)試可以與生產(chǎn)測(cè)試相似，或者比生產(chǎn)測(cè)試更全面些，甚至可以在特定的應(yīng)用系 統(tǒng)中測(cè)試。 成品檢測(cè)亦可以隨機(jī)抽樣進(jìn)行，抽樣的多少依據(jù)器件的質(zhì)量和系統(tǒng)的要求而定。成品檢測(cè)最重要的目的就是避免將有缺陷的器件放人系統(tǒng)中，否則診斷成本會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超 過成品檢測(cè)的成本。
