【摘要】：為避免傳統(tǒng)的探針檢測對硅通孔(TSV)造成損傷的風(fēng)險(xiǎn),提出了一種非損傷的TSV測試方法。用TSV作為負(fù)載,通過環(huán)形振蕩器測量振蕩周期。TSV缺陷造成電阻電容參數(shù)的變化,導(dǎo)致振蕩周期的變化。通過測量這些變化可以檢測TSV故障,同時(shí)對TSV故障的不同位置引起的周期變化進(jìn)行了研究與分析,利用最小二乘法擬合出通過周期來判斷故障位置的曲線,同時(shí)提出預(yù)測模型推斷故障電阻范圍。測試結(jié)構(gòu)是基于45 nm PTM COMS工藝的HSPICE進(jìn)行設(shè)計(jì)與模擬,模擬結(jié)果表明,與同類方法相比,此方法在測試分辨故障的基礎(chǔ)上對TSV不同位置的故障進(jìn)行分析和判斷,并能推斷故障電阻范圍。
【圖文】：

奶秸?對與TSV接觸點(diǎn)的損傷。由于環(huán)形振蕩器對電阻開路故障的周期變化明顯，因此可以利用這種特性進(jìn)行TSV故障類型的判斷，同時(shí)提出對TSV故障的不同位置進(jìn)行分析，通過周期推斷缺陷位置，利用最小二乘法擬合出通過周期來判斷故障位置的曲線，同時(shí)利用預(yù)測模型通過周期的變化對電阻開路故障的大小進(jìn)行預(yù)測。1TSV故障模型本文主要研究TSV電阻開路故障。TSV缺陷可以通過故障被建模，例如，針孔或錯(cuò)位增加TSV在缺陷位置的電阻，因此可以被作為電阻開路故障模型�？锥磩�(chuàng)造了一個(gè)從TSV到襯底的導(dǎo)電通路，導(dǎo)致漏電故障。圖1所示為TSV由于填充不足而形成的針孔缺陷，圖中的TSV尺寸為10μm×60μm。圖1在10μm×60μmTSV中的針孔Fig.1Voidsin10μm×60μmTSV由于TSV是類似于線的被動(dòng)結(jié)構(gòu)，所以它可以形成由Ｒ，C和L集總元素組成的模型。TSV的自感應(yīng)是相對較小的，并且在幾GHz頻率下沒有顯著影響。因此制定TSV模型為ＲC電路。圖2(a)所示為無故障的TSV電氣模型。在無故障情況中，由于TSV的電阻與電感較小，TSV可以建模為一個(gè)或多個(gè)ＲC部分，Ｒ是TSV的電阻，C是TSV的電容，所以無缺陷的TSV可等效成一個(gè)電容［11］。圖2(b)所示為存在電阻開路故障的TSV電氣模型。針孔出現(xiàn)在TSV的任意位置X將TSV劃分為兩部分，頂部電容Ca=(X/1)C，，底部電容Cb=(1－X/1)C，增加的開路電阻Ｒ0取決于針孔的尺寸。Ｒ0=0，TSV無故障，Ｒ0=∞，TSV出現(xiàn)完全開路故障。圖2(c)所示為存在漏電故障的TSV的電氣模型，漏電故障是由于TSV外部的絕緣二氧化硅層產(chǎn)生孔洞缺陷使TSV與襯底發(fā)生短路。漏電模型是通過泄漏電阻ＲL與TSV電容并行，孔洞缺陷越大，ＲL越小，故障越嚴(yán)重;當(dāng)ＲL=∞，無泄漏故障。泄漏故障與芯片壽命的可靠

尚玉玲等:基于環(huán)形振蕩器的TSV故障非接觸測試方法j鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆鰆

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