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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种基于线性反馈移位寄存器LFSR的TSV测试装置，是应用于n层结构的芯片中，每层结构上的电路测试装置，包括：线性反馈移位寄存器LFSR模块、Si条扫描链、通过LFSR和可配置可重构的环形振荡器模块、测试响应分析器、冗余TSV、传输TSV、PolyID寄存器和Decoderlogic模块，通过LFSR和环形振荡器以及测试相应分析器对3D芯片进行电路和TSV的测试，并利用线性反馈移位寄存器解压种子形成测试向量，然后在通过扫描链移入测试电路得到测试响应，最后送入测试响应分析器中进行分析判断。本发明能复用键合前各层芯片的LFSR和测试结构对3DIC键合的各个过程进行电路测试与TSV测试，从而能够降低测试成本，提高芯片的可靠性和稳定性。

主权项：1.一种基于线性反馈移位寄存器LFSR的TSV测试装置，是应用于n层结构的芯片中，且芯片中的每层结构由下往上依次编号，相邻第i层结构与第i+1层结构之间有Ni个测试TSV连接；每层结构上均设置有待测电路，其特征在于，在第i层结构上设置有第i层的TSV和电路测试装置，并包括：线性反馈移位寄存器LFSR模块、Si条扫描链、通过LFSR和可配置可重构的环形振荡器模块、测试响应分析器、冗余TSV、传输TSV、PolyID寄存器和Decoderlogic模块；其中，第i层结构上的LFSR模块与第i+1层结构上的LFSR模块通过传输TSV垂直互连；当对第i层结构中的待测电路进行键合前测试时，所述第i层结构上的PolyID寄存器接收外部设备发送的测试种子seedc并分别发送给第i层的线性反馈移位寄存器LFSRi和Decoderlogic模块；所述第i层结构上的Decoderlogic模块对测试种子seedc进行解析，从而根据解析结果改变第i层的线性反馈移位寄存器LFSRi的特征多项式c；所述第i层结构上的线性反馈移位寄存器LFSRi接收测试种子seedc并根据所述特征多项式c对测试种子seedc进行解压，得到测试向量后发送给第i层的Si条扫描链；Si条扫描链利用测试向量对第i层的待测电路进行串行或并行测试，得到第i层的测试响应，并发送给第i层的测试响应分析器进行处理，得到第i层的分析结果并输出，从而判断第i层结构上的待测电路是否故障；若第i层结构上的待测电路有故障，则表示芯片故障，并不对其余层结构的测试TSV进行测试；当所有层结构上的待测电路均无故障时，将相邻第i层结构与第i+1层结构上的可重配置的环形振荡器模块中的开关TG1、TG2和TG3全部打开；从而对相邻第i层结构与第i+1层结构之间的Ni个测试TSV进行键合前测试；第i层结构上的PolyID寄存器接收外部设备发送的TSV测试种子seedt并分别发送给第i层的线性反馈移位寄存器LFSRi和Decoderlogic模块；第i层结构上的Decoderlogic模块对TSV测试种子seedt进行解析，从而根据解析结果改变第i层的线性反馈移位寄存器LFSRi的特征多项式t，所述第i层结构上的线性反馈移位寄存器LFSRi接收TSV测试种子seedt，并根据特征多项式t对TSV测试种子seedt进行解压，得到TSV测试向量后发送给第i层的Si条扫描链；Si条扫描链根据TSV测试向量控制第i层结构上的可重配置的环形振荡器模块中的异或门产生非门的作用，从而形成第i层结构上的环形振荡器模块；第i层结构上的环形振荡器模块接收外部设备发送的脉冲信号并在环形振荡器模块内对Ni个测试TSV进行循环振荡；当至少振荡两个完整的振荡周期后，第i层结构上的可重配置的环形振荡器模块将第i层的振荡信号输出到第i层的测试响应分析器进行处理，得到第i层的分析结果并输出，从而判断第i层结构与第i+1层结构之间的Ni个测试TSV是否故障；当对相邻第i层结构与第i+1层结构之间的Ni个测试TSV进行键合中和键合后测试时，将相邻第i层结构与第i+1层结构上的可重配置的环形振荡器模块中的开关TG2打开，开关TG1和开关TG3关闭；第1层结构上的PolyID寄存器接收外部设备发送的TSV种子集合seedwt并转发给第1层的线性反馈移位寄存器LFSR1和Decoderlogic模块；第i层结构上的Decoderlogic模块将第i层结构以外的其余层结构的TSV种子集合seedwt通过第i层的传输TSV发送给第i+1层结构的Decoderlogic模块，直至每一层的Decoderlogic模块都得到各自对应层的种子seedwt_i；第i层结构的Decoderlogic模块对第i层的TSV种子seedwt_i进行解析，从而根据解析结果改变第i层的线性反馈移位寄存器LFSRi的特征多项式WT，以使得第i层结构上的线性反馈移位寄存器LFSRi根据特征多项式WT解压第i层的TSV种子seedwt_i，并得到第i层测试向量后，发送给第i层的Si条扫描链；Si条扫描链根据第i层测试向量控制第i层结构上的可重配置的环形振荡器模块中的异或门产生非门的作用，从而在相邻第i层结构与第i+1层结构之间形成一个包含所有Ni个测试TSV的环形振荡器模块；环形振荡器模块接收外部设备发送的一个脉冲信号，并在环形振荡器模块内循环振荡；当Ni为偶数时，脉冲信号将依次通过Ni个测试TSV并进入下一个振荡周期；当Ni为奇数时，脉冲信号先通过Ni个测试TSV，再经过第i层结构上的冗余TSV后，进入下一个振荡周期；当至少振荡两个完整的振荡周期后，第i层结构上的环形振荡器模块将第i层的振荡信号输出至第i层的测试响应分析器中进行处理，得到第i层的分析结果并输出，从而判断第i层的Ni个测试TSV是否故障；若第i层的Ni个测试TSV故障，则表示芯片故障，并不对其余层的待测电路进行测试；当所有的测试TSV均无故障时，则对第i层结构的待测电路进行键合中和键合后测试；第1层芯片上的PolyID寄存器接收外部设备发送的L位的测试种子Seedwc并分别转发给第1层的线性反馈移位寄存器LFSR1和第1层的Decoderlogic模块；第i层结构上的Decoderlogic模块将除了第i层结构以外的其余层的测试种子通过第i层的传输TSV发送给第i+1层结构上的Decoderlogic模块，直至每一层的Decoderlogic模块都得到了各自对应层的种子seedwc_i；第i层结构上的Decoderlogic模块对第i层的测试种子Seedwc_i进行解析，从而根据解析结果改变第i层结构上的LFSR模块的特征多项式wc；第i层结构上的Decoderlogic模块根据第i层的测试种子Seedwc_i将第i层结构上的LFSR模块与第i+1层结构上的LFSR模块连通后，形成级数为的级联LFSR模块；相邻层结构上的LFSR模块均连通后，重配置成级数最大为N级的整体LFSR模块；整体LFSR模块对L位的测试种子Seedwc进行解压，并将每层结构上的测试向量分别发送给每层结构上的Si条扫描链，每层结构上的Si条扫描链利用每层结构上测试向量对自身层上的待测电路进行串行或并行测试，得到每层结构上的测试响应并转发给对应层结构上的测试响应分析器进行处理，并得到每层结构上的分析结果并输出，从而判断芯片中每层结构上的待测电路是否故障。

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