解讀FinFET存儲器的設計挑戰以及測試和修復方法

有些情況下，這些缺陷會(huì )是以前在平面工藝中見(jiàn)過(guò)的故障模型，但FinFET存儲器有幾種額外的失效模式。比如，圖8給出了一種微妙的失效模式。下拉晶體管中的電阻性鰭片開(kāi)路導致動(dòng)態(tài)偽讀破壞故障（dDRDF）。在此，一個(gè)寫(xiě)操作，接著(zhù)7個(gè)讀操作，導致存儲器單元的位值翻轉。然后可以更加詳細地分析此故障，因為它原來(lái)與頻率有關(guān)。在1.2MHz頻率上，產(chǎn)生這個(gè)故障僅用了4次讀操作，而在4MHz上，則用了18次讀操作。溫度和電壓也會(huì )影響這些值。

　　圖8：缺陷注入調查結果：dDRDF-7

來(lái)自Synopsys關(guān)于FinFET工藝故障建模的部分普遍結論是：

FinFET存儲器比平面存儲器對動(dòng)態(tài)故障更敏感

FinFET存儲器對制程變異故障更穩定

靜態(tài)單單元和耦合故障在兩種存儲器中均很常見(jiàn)

應力角（電壓、溫度、頻率）對于檢測FinFET故障非常重要，僅使用標稱(chēng)角會(huì )遺漏一些問(wèn)題。

生成測試序列

故障建模背景完成后，設計人員要明確測試的電壓、溫度和頻率要求。給定應力角的序列與稱(chēng)為測試算法發(fā)生器（TAG）的引擎結合。TAG將與針對個(gè)別故障類(lèi)型的小測試序列組合在一起，產(chǎn)生使測試時(shí)間和測試成本最小化的最小測試算法。

圖9展示了針對FinFET的TAG。圖中的過(guò)程是全自動(dòng)的，從故障注入到測試序列識別再到TAG本身。不同的算法片段可以分割以應對不同的應力角和不同的故障檢測級別。分割形成了一個(gè)針對不同條件的測試序列池，這是由于不同用戶(hù)和應用具有不同的要求。比如，生產(chǎn)測試期間，設計人員必須識別故障，以便他們能夠糾錯，但是確定每個(gè)故障根源的完整分析可能十分耗時(shí)。然而，如果某種錯誤經(jīng)常發(fā)生，設計人員會(huì )執行更加復雜而昂貴的測試，以縮小故障范圍，從而能采取相應的糾錯措施。

　　圖9：FinFETs測試算法綜合

這些過(guò)程和測試全部在STAR存儲器系統中得以實(shí)現，考慮了來(lái)自大多數FinFET提供商的故障，這些故障在不同提供商之間具有很大的共性，盡管位單元彼此相差很大。

STAR存儲器系統還將可編程能力納入其中?？梢酝ㄟ^(guò)JTAG端口和TAP控制器更新算法，修改測試序列本身或為調試和診斷而升級算法，或者就是簡(jiǎn)單的算法升級，甚至是在現場(chǎng)。

使用STAR存儲器系統檢測并修復故障

Synopsys對FinFET潛在故障和缺陷的深入而徹底的分析內建在了STAR存儲器系統之中，使得該系統可以在很多層次上使用，如圖10所示。最高層次是了解哪個(gè)存儲器例化單元出現失效，這對于生產(chǎn)測試和糾錯可能就足夠了。下一個(gè)層次是故障的邏輯地址和物理地址。