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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的车规级MRAM晶圆级测试与良率提升技术.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的车规级MRAM晶圆级测试与良率提升技术
摘要
MRAM晶圆级测试面临传统存储器测试未遇到的独特挑战——MTJ器件在测试过程中可能因探针接触、静电放电或测试电流过大而损坏，且MTJ的磁矩状态在测试过程中可能被外部磁场干扰。本文针对车载存算一体芯片的MRAM量产测试需求，系统分析了MRAM晶圆级测试的挑战——包括MTJ的测试敏感度、测试时间优化和良率提升策略，提出了自适应测试流程和冗余修复方案，将MRAM晶圆的良率从68%提升至92%以上，为车载存算一体芯片的大规模量产提供了测试层面的技术保障。
一、MRAM晶圆级测试的挑战
1.1 MTJ的测试敏感度
MTJ器件对测试条件极为敏感：过大的测试电流（>50μA）可能导致MTJ误翻转，探针接触时的静电放电（ESD）可能损坏MgO势垒层，外部磁场（>500Oe）可能干扰磁矩状态。
1.2 测试时间优化
MRAM的测试需要覆盖所有存储单元的读/写功能和数据保持特性，测试时间随存储容量线性增长。对于128Mb的MRAM芯片，传统测试方案的测试时间超过10秒，无法满足量产测试的吞吐量需求。
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