纳米尺度CMOS工艺下的非接触测试关键技术的研究

Nano-scale CMOS technology offers higher operating frequency but low frequency, hence it is celebrated as the future of circuit design. Nevertheless, it faces great challenges in reliability and testing. This project aims at key factors in contactless testing in nano-scale CMOS circuits. It includes several important techniques such as defect-oriented testing, mapping of internal and external measurement parameters, built-in-self-test circuits, high-efficiency near-field communication,parastic removing in addressable array,etc. Hence to construct a high performance contactless testing system. It project is an inter-disciplinary one which cross micro-electronices, circuits and systems, testing, wireless communication. It has a great value in both scientifical research and industrial applications. The verified solutions of circuits and system can be industrized in the future to obtain maximized economic and social value.

作为今后集成电路设计的主要方向，纳米尺度的CMOS集成电路拥有更高的工作频率而更低的功耗，但是面临着可靠性与测试技术的巨大挑战。本项目研究纳米尺度CMOS工艺下的集成电路测试的非接触式测试方法的关键技术。其中包括缺陷与偏差导向型的测试技术；器件测试物理量的片内外映射技术；内建式的电路测试技术；高效近场非接触耦合技术；可寻址阵列电路测试的寄生补偿技术。以此为基础构建一个非接触式的纳米尺度CMOS集成电路测试理论与系统。本项目将微电子、电路与系统、测试、无线通信等多个学科的理论与技术相结合，有非常重要的科学研究价值和实践意义。项目中验证的电路与系统可以用于产业化，带来很好的经济效益和社会效益。

本项目研究纳米尺度CMOS工艺下的集成电路测试的非接触式测试方法的关键技术。主要研究内容包括：纳米尺度 CMOS 工艺下的器件与电路误差和缺陷的科学描述；片内器件或者电路测试物理量到片外测试机物理量的科学有效的映射；阵列测试的寄生补偿或者抵消机制的研究。建立非接触式的测试信号传输机制,并设计完整的通信系统；最后将子电路,通信模块进行结合,形成测试系统。本项目研究了非接触式测试主要的技术方案，在射频耦合与近场耦合这两种方式上进行了详细研究，在主流的13.56MHz，sub-GHz,2.4GHz, 40GHz, 60GHz等一系列重要的频段上进行了电路与系统的研究，设计了多款集成电路并在主流的CMOS工艺上进行了流片验证。另外在测试方法学上，本项目还研究了工艺偏差、外在干扰对集成电路性能的影响，并对现有的CMOS工艺条件下的片上隔离器件进行了建模和设计。另外，本项目还研究了片上无源器件的测试方法，并提出了一种可寻址的S参数测试方法。本项目的实施是集成电路设计领域的一次多学科融合的非常有益的尝试，本研究集成电路工艺与测试、集成电路设计、射频系统、电磁兼容性等领域解决了多项科学问题。而从工程应用角度来看，本项目研发并流片验证了超过20款集成电路，这些集成电路IP完全可以满足相关的应用需求，有非常重要的应用前景。