利用ATE测试设备监测三维叠层存储器内部温度与故障分析

"本文主要探讨了三维叠层存储器在三温测试时的温度监测问题，提出了利用ATE(自动测试设备)测量引脚寄生二极管正向压降的方法来监测存储器内部芯片温度。此外，该技术还能够应用于并联引脚开路失效的故障分析。文中通过理论分析和实验验证，建立了多引脚并联结构二极管正向压降与温度的线性关系。" 三维叠层存储器是一种先进的集成电路封装技术，它通过堆叠多个封装芯片或裸芯片，提高了功能密度，尤其适用于存储器产品，如DRAM、SRAM、EEPROM、NandFlash和NorFlash等，减少了航空、航天电子信息系统在体积和重量上的负担。在航天领域，大容量存储器是必不可少的，用于数据的存储和处理。 在按照GJB2438A-2002混合集成电路通用规范进行高温和低温测试时，通常采用两种方法：一是使用气流罩，虽然能提供稳定的温度环境，但测试效率低；二是使用高、低温箱，虽然适合小批量测试，但实际测试温度可能因操作时间难以精确控制而产生偏差。因此，需要一种能够准确监测内部芯片温度的方法。 本文提出的解决方案是通过分析存储器端口的寄生二极管结构，利用其作为ESD保护和温度监测的手段。当二极管处于正向导通状态时，其压降与温度之间存在一定的线性关系。单个二极管的正向导通压降会随着温度的升高而减小，这是因为半导体材料的载流子浓度随温度增加，导致PN结的势垒降低。这一特性使得可以通过测量二极管的压降来推算芯片温度。 对于三维叠层存储器，由于其多层结构，每个引脚可能并联了多个二极管。在理论推导中，建立了这种多引脚并联结构下二极管正向压降与温度之间的数学模型，并通过实验验证了其准确性。这种方法不仅可以用于温度监测，还可以帮助诊断并联引脚开路的故障，因为开路故障可能导致二极管正向压降的异常变化。 这项技术为三维叠层存储器的温度监测和故障分析提供了一个有效且实用的工具，能够确保在高低温测试中准确评估存储器的性能和稳定性，同时提高了测试效率和故障定位的精度。