Монолитные трехмерные интегральные схемы (M3D IC) представляют собой инновационное решение для преодоления ограничений традиционного двумерного масштабирования устройств, позволяющее повысить производительность, снизить энергопотребление и улучшить функциональность. Важным компонентом M3D IC являются межслойные переходы (ILV), обеспечивающие вертикальное соединение между слоями, однако они подвержены отказам в процессе производства и эксплуатации, таким как засоры (SAF), короткие замыкания, обрывы цепи, что негативно влияет на надежность системы. Решение вышеуказанных проблем требует применения передовых методов встроенного самотестирования (BIST) для эффективного обнаружения и локализации отказов при одновременном снижении затрат на тестирование. В данной статье предлагается новая структура BIST, способная эффективно обнаруживать отказ ILV, особенно при нерегулярном распределении ILV, и реализующая приближённую локализацию отказов внутри кластера на основе поэтапного метода. В предлагаемой структуре BIST ILV разделены на несколько кластеров в зависимости от вероятности возникновения отказа для эффективного обнаружения всех отказов SAF и мостовых отказов (BF), а также большинства множественных отказов. Эта стратегия позволяет проектировщикам настраивать покрытие отказов, точность локализации и время тестирования для удовлетворения конкретных требований дизайна. Новый метод BIST устраняет ключевой недостаток существующих решений — значительное сокращение количества конфигураций теста и общего времени тестирования за счёт введения многокластерной структуры ILV. Метод также улучшает использование площади и аппаратных ресурсов и особенно подходит для масштабных эталонных тестов, например, в эталонном тесте LU32PEENG после разделения ILV на 64 кластера энергопотребление, площадь и аппаратные затраты снизились на 0,82%, 1,03% и 1,14% соответственно.

Монолитные трехмерные интегральные схемы (M3D IC); межслойные переходы (ILV); встроенное самотестирование (BIST); обнаружение и локализация отказов