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第一部分 基本概念3

第1章 微电子计量测试的基本概念3

1.1微电子计量的基本概念3

1.1.1微电子计量的目的与任务3

1.1.2微电子计量的技术领域和地位3

1.1.3微电子计量的工作和研究范围3

1.1.4微电子计量的单位制4

1.1.5微电子计量的主要术语和名词4

1.1.5.1微电子器件4

1.1.5.2微电子器件参数4

1.1.5.3测试设备4

1.1.5.4（测试设备的）系统量4

1.1.5.5工程量5

1.1.5.6系统量和工程量的对应关系5

1.1.5.7内部参考源法5

1.1.5.8通道末端法5

1.1.5.9标准样片法6

1.1.5.10量值传递体系6

1.1.5.11测试设备量值的稳定性指标7

1.2微电子测试的基本概念7

1.2.1微电子测试的目的与任务7

1.2.2微电子测试的技术领域和地位8

1.2.3微电子测试的工作和研究范围8

1.2.4微电子测试的单位制8

1.2.5微电子测试的主要术语和名词8

1.2.5.1与微电子计量单位相同的名词8

1.2.5.2微电子测试8

1.2.5.3功能测试法8

1.2.5.4穷举法9

1.2.5.5基于输入向量的有限扩展法（状态穷举）9

第二部分 微电子计量技术13

第2章 微电子测试设备的计量技术13

2.1综述13

2.2微电子测试设备的计量检定技术13

2.2.1微电子测试设备的计量确认13

2.2.2微电子测试设备的溯源性规则14

2.2.3微电子测试设备的计量检定原理14

2.2.4微电子测试设备的计量检定方法15

2.2.4.1微电子测试设备的内部参考源检定法15

2.2.4.2微电子测试设备的通道末端检定法15

2.2.4.3微电子测试设备的标准样片检定法16

2.2.4.4微电子测试设备的内部参考源检定方法实例16

2.2.5设备计量的不确定度评定20

2.2.5.1影响因素分析20

2.2.5.2标准计量器具或装置固有的不确定度20

2.2.5.3环境条件引起的不确定度21

2.2.5.4人员素质引起的不确定度21

2.2.5.5测量方法和过程引入的不确定度21

2.2.5.6辅助硬件如夹具、引线等引起的不确定度21

2.2.5.7测量重复性引起的不确定度21

2.2.5.8设备计量的不确定度的合成21

2.2.5.9设备计量的不确定度评定实例21

参考文献27

第3章 微电子标准样片的制备、维护和应用技术28

3.1综述28

3.2微电子数字器件标准样片的制备技术28

3.2.1制备内容28

3.2.2制备方法29

3.2.3制备过程29

3.2.3.1原材料（器件类型）的确认29

3.2.3.2采购29

3.2.3.3临时标识29

3.2.3.4三温检测29

3.2.3.5老化（静态和动态老化）30

3.2.3.6检漏30

3.2.3.7常温终测30

3.2.3.8赋值参量的确定30

3.2.3.9赋值及稳定性验证30

3.2.3.10命名及包装（标识）31

3.2.3.11申请定级32

3.2.3.12定级鉴定32

3.2.3.13审批（发证书）32

3.2.4微电子标准样片的维护技术32

3.2.4.1微电子标准样片的维护32

3.2.4.2微电子标准样片的复验和周期检定32

3.2.5微电子标准样片的应用技术32

3.2.5.1应用规范32

3.2.5.2软件开发33

3.2.5.3辅助硬件开发及误差消除技术33

3.2.5.4消除辅助硬件误差实例33

3.2.5.5通道复用技术34

3.2.5.6通道冗余测量技术34

3.2.5.7通道变换技术35

参考文献35

第4章 微电子器件参数的计量检定技术36

4.1综述36

4.2微电子器件参数的计量检定技术36

4.2.1微电子器件参数的计量检定原理36

4.2.1.1输入低电流Iil的计量检定原理38

4.2.1.2输入高电流Iih的计量检定原理38

4.2.1.3输出高阻态时的高电平电流Iozh的计量检定原理38

4.2.1.4输出高阻态时的低电平电流Iozl的计量检定原理39

4.2.1.5电源电流Idd的计量检定原理39

4.2.1.6输出高电平Voh的计量检定原理39

4.2.1.7输出低电平Vol的计量检定原理39

4.2.1.8输入电容Ci的计量检定原理39

4.2.1.9输出电容Co的计量检定原理40

4.2.1.10数据延迟时间TD（Q）的计量检定原理40

4.2.1.11地址延迟时间TD（A）的计量检定原理40

4.2.2微电子器件参数的计量检定依据41

4.2.3微电子器件参数的计量检定方法43

4.2.3.1当前存在的致命问题43

4.2.3.2解决方法44

4.2.4参数检定程序设计规范实例45

4.2.4.1目的和适用范围45

4.2.4.2引用文件45

4.2.4.3定义45

4.2.4.4职责45

4.2.4.5要求46

4.2.4.6记录49

4.2.5参数计量的不确定度评价49

4.2.5.1基础知识49

4.2.5.2 AC参量的量值校准方法49

4.2.5.3不确定度评定／计算49

参考文献51

第三部分 微电子测试技术55

第5章 微电子测试技术55

5.1综述55

5.2微电子测试技术55

5.2.1微电子器件的分类55

5.2.1.1按规模分类的方法55

5.2.1.2按用途分类的方法56

5.2.1.3按结构分类的方法56

5.2.1.4按功能分类的方法56

5.2.2微电子器件的参数57

5.2.2.1 TTL器件参数57

5.2.2.2 HTL器件参数58

5.2.2.3 ECL器件参数58

5.2.2.4 CMOS器件参数59

5.2.2.5双极形随机存储器参数60

5.2.2.6 MOS器件参数60

5.2.2.7微处理器及外围接口器件参数61

5.2.2.8运算放大器参数61

5.2.2.9线性放大器参数62

5.2.2.10稳压器参数63

5.2.2.11时基电路参数64

5.2.2.12模拟锁相环参数64

5.2.2.13数字锁相环参数65

5.2.2.14模拟乘法器参数65

5.2.2.15 模拟开关参数66

5.2.2.16电压比较器参数66

5.2.2.17 D／A转换器参数67

5.2.2.18 A／D转换器参数67

5.2.2.19读出放大器参数68

5.2.2.20外围驱动器参数68

5.2.2.21磁芯存储器参数68

5.2.2.22显示驱动器参数69

5.2.2.23电平转换器参数69

5.2.2.24线电路参数70

5.2.3微电子器件的测试原理、技术和方法70

5.2.3.1功能测试71

5.2.3.2交流参数测试74

5.2.3.3直流参数测试76

5.2.3.4微电子器件参数的重要性分析76

5.3微电子测试的操作规范82

5.3.1微电子测试的人员要求82

5.3.2微电子测试设备的要求82

5.3.3微电子测试的环境要求83

5.3.4微电子测试的操作规程要求84

5.3.5微电子测试的记录和报告要求84

参考文献86

第6章 十大专用的测试技术87

6.1内建自测试87

6.1.1综述87

6.1.2器件级离线BIST的体系结构87

6.1.3 BIST的功能和关键元素89

6.1.4 BIST的测试过程89

6.1.5当前BIST的水平89

6.2 Iddq参数测试90

6.2.1 Iddq参数测试原理90

6.2.2 Iddq参数测试集生成90

6.2.3Iddq参数测试方法91

6.2.4Iddq参数测试的将来91

6.3 Iddt参数测试91

6.3.1 Iddt参数测试的基本原理92

6.3.2 Iddt参数测试的基本方法93

6.3.3进一步研究93

6.3.3.1 CMOS电路电流成分93

6.3.3.2 Iddt参数的特性分析93

6.3.4 Iddt参数解析模型研究95

6.3.4.1橇杠电流解析模型95

6.3.4.2橇杠电流解析模型的修正96

6.4存储器测试97

6.4.1存储器的分类97

6.4.2存储器的结构98

6.4.3存储器的故障模型98

6.4.4存储器的常见故障现象98

6.4.5测试图形及其作用99

6.4.5.1 N类测试图形99

6.4.5.2 N2类测试图形100

6.4.5.3 2／3类测试图形102

6.4.6存储器的测试技术103

6.4.6.1 EPROM测试技术104

6.4.6.2静态RAM测试技术110

6.4.6.3动态RAM测试技术110

6.4.7存储器测试中存在的问题111

6.5微处理器测试111

6.5.1实装法112

6.5.2比较（测试）法112

6.5.3图形（测试）法112

6.5.3.1输入／输出（I／O）通道设置113

6.5.3.2时钟发生器（TG）设置和数据格式的设置113

6.5.3.3测试图形的编制和调试114

6.5.3.4交流参数测试115

6.6 PLD芯片测试115

6.6.1 ispLSI器件测试116

6.6.2对E2 CMOS单元和编程通路的测试117

6.6.3对I／O单元和GLB，ORP的测试118

6.6.4具体实现118

6.6.4.1辅助硬件设计118

6.6.4.2程序设计120

6.7 FPGA测试122

6.7.1 FPGA器件资源122

6.7.2 FPGA测试的特殊性123

6.7.3 FPGA测试方法124

6.7.3.1 FPGA测试方法之一124

6.7.3.2 FPGA测试方法之二124

6.8 DSP测试125

6.8.1 DSP基本结构125

6.8.2 DSP测试126

6.8.2.1 DSP测试方法之一126

6.8.2.2 DSP测试方法之二126

6.9 SOC测试127

6.9.1有关基本概念127

6.9.2 SOC的测试体系结构127

6.9.3 SOC的测试128

6.10边界扫描测试128

6.10.1边界扫描测试综述128

6.10.2边界扫描测试原理129

6.10.3边界扫描测试的物理基础129

6.10.4边界扫描测试129

6.10.5边界扫描测试标准130

参考文献130

第四部分 微电子测试设备133

第7章 微电子测试设备133

7.1微电子测试设备发展历史133

7.1.1现有测试设备的分类与用途133

7.1.2测试设备的发展趋势134

7.2我国使用的通用主流机134

7.2.1 S10测试系统134

7.2.1.1 S10测试系统的主要技术指标134

7.2.1.2 S10测试系统的物理布局135

7.2.1.3 S10测试系统的逻辑布局136

7.2.1.4 S10测试系统的主要模块的功能结构136

7.2.1.5 S10测试系统的计量138

7.2.2 ITS9000系列138

7.2.2.1 ITS9000MX测试系统的主要技术指标138

7.2.2.2 ITS9000MX系统的物理布局139

7.2.2.3 ITS9000MX系统的逻辑布局140

7.2.2.4主要模块的功能说明141

7.2.2.5操作系统和语言143

7.2.2.6系统的开关143

7.2.2.7关于系统自带的校验和诊断143

7.2.2.8关于ITS9000MX正确计量问题144

7.2.3 V93000系列144

7.2.3.1主要技术指标144

7.2.3.2外观结构145

7.2.3.3物理布局146

7.2.3.4主要模块的功能指标146

7.2.3.5操作系统和语言147

7.2.3.6计量147

7.2.4 ASL3000／1000系列149

7.2.4.1主要技术指标149

7.2.4.2物理布局150

7.2.4.3逻辑布局151

7.2.4.4主要模块的功能结构153

7.2.4.5操作系统和语言154

7.2.4.6计量154

7.2.5 SapphireS40测试系统154

7.2.5.1主要技术指标154

7.2.5.2物理布局155

7.2.5.3主要模块的功能结构和技术指标156

7.2.5.4操作系统和语言158

7.2.5.5计量158

7.2.6 J750测试系统158

7.2.6.1主要技术指标159

7.2.6.2物理布局160

7.2.6.3逻辑布局160

7.2.6.4主要模块的功能结构和主要技术指标160

7.2.6.5操作系统和语言162

7.2.6.6计量162

7.2.7 Cstalist测试系统162

7.2.7.1主要技术指标163

7.2.7.2逻辑布局163

7.2.7.3测试头的物理布局164

7.2.7.4主要模块的功能结构和技术指标164

7.2.7.5操作系统和语言165

7.2.7.6计量165

7.2.8国产JC3160系列165

7.2.8.1主要技术指标165

7.2.8.2系统结构166

7.2.8.3主要模块的功能和技术指标166

7.2.8.4操作系统和语言169

7.2.8.5计量169

7.2.9国产SP31××系列169

7.2.9.1主要技术指标169

7.2.9.2系统结构169

7.2.9.3主要模块的功能和技术指标170

7.2.9.4操作系统和语言171

7.2.9.5计量172

第五部分 微电子测试程序设计开发技术175

第8章 测试软件设计开发技术175

8.1综述175

8.2测试软件设计开发技术175

8.2.1测试软件开发的目的和要求175

8.2.2测试软件设计依据175

8.2.3一般软件设计原理和方法176

8.2.3.1结构化的设计原理176

8.2.3.2逐步求精的实现方法176

8.2.3.3 N-S图177

8.2.4测试软件的可测性设计技术177

8.2.4.1微电子测试程序的可测性设计要求178

8.2.4.2微电子测试程序的可测性设计技术178

8.2.4.3微电子测试程序的正确性验证179

8.2.4.4测试软件可测性设计的得益和代价180

8.2.4.5结论180

8.2.5辅助测试硬件180

8.2.5.1辅助测试硬件综述180

8.2.5.2 LB设计技术180

8.2.5.3 DUT设计技术182

8.2.5.4通用的LB+DUT方式182

8.2.5.5带有自动修正机制的LB设计技术183

8.2.5.6测试速率200 MHz以上的LB设计技术183

第9章 测试程序开发的质量保障技术184

9.1综述184

9.2测试程序开发的质量保障技术184

9.2.1软件工程技术184

9.2.1.1工程化管理184

9.2.1.2文件化描述184

9.2.1.3结构化设计185

9.2.2开发规范185

9.2.2.1规范的一般要求185

9.2.2.2规范的详细要求185

9.2.2.3规范举例1（重点：开发过程）185

9.2.2.4程序的可靠性验证191

9.2.2.5规范举例2（重点：可测性设计及验证）191

9.2.3检测过程的质量保证198

参考文献199

第10章 ASIC器件的自动测试与自动测试程序生成（ATPG）技术200

10.1综述200

10.2 ASIC器件的自动测试与ATPG技术平台200

10.2.1硬、软件组成200

10.2.1.1硬件组成200

10.2.1.2软件组成201

10.2.1.3通信规则201

10.2.2工作流程202

10.2.3应用条件203

10.2.4实现过程203

10.2.4.1测试程序的自动生成203

10.2.4.2时序电路的图形码重用205

10.2.4.3直流测试时的自动定位205

10.2.4.4系统间的自动切换205

10.2.4.5自动编译、加载和测试205

10.2.4.6数据流程和工作流程206

10.2.5 ASICATPG使用说明书206

10.2.5.1设计目标206

10.2.5.2运行环境206

10.2.5.3执行程序名字206

10.2.5.4结果文件名字206

10.2.5.5操作过程206

10.2.5.6其他说明212

10.2.6与ATPG有关的部分关键技术213

10.2.6.1自动定位技术213

10.2.6.2状态复位技术213

10.2.6.3常态三态测试向量的一体化设计技术213

10.2.7测试生成算法217

10.2.7.1功能法217

10.2.7.2穷举法218

10.2.7.3基于输入向量的有限扩展法218

10.2.7.4其他算法218

第11章 测试程序的软件测试和验证技术222

11.1综述222

11.2微电子测试程序质量验证的发展历史222

11.2.1设计规范222

11.2.2可测性程序设计技术222

11.2.2.1局部化测试参数223

11.2.2.2相对性模拟223

11.2.3验证的具体方法223

11.2.3.1静态检查的目的和方法223

11.2.3.2调试的目的和方法223

11.2.3.3实测验证的目的和方法223

11.2.4当前的验证水平224

11.3微电子测试程序的软件自动测试224

11.3.1基于软件测试的新概念和新方法224

11.3.2完备的微电子测试程序的软件测试方案224

11.4发展方向227