반도체 소자는 최소 소자 특성화와 생산 테스트, 두 가지 종류의 생산 테스트를 거친다.
생산 테스트는 모든 반도체 소자의 생산 중에 무작위적으로 발생하는 제조 결함을 발견하는데 사용되며,
소자 특성화는 반도체 설계와 그 물리적 구현을 검증하는데 사용된다. 이 글에서는 테스트 방법과 Cyclone II 및 MAX II 소자의 확장 온도 지원에 테스트 방법이 수행하는 역할을 설명한다.
자료제공│알테라 코리아
반도체 소자는 최소 두 가지 종류의 테스트인 소자 특성화와 생산 테스트를 거친다. 소자 특성화는 반도체 설계와 그 물리적 구현을 검증하는데 사용된다. 생산 테스트는 모든 반도체 소자의 생산 중에 무작위적으로 발생하는 제조 결함을 발견하는데 사용된다. 이 백서는 이러한 테스트 방법과 Cyclone II 및 MAX II 소자의 확장 온도 지원에 테스트 방법이 수행하는 역할을 설명한다.
온도 등급
Cyclone II 및 MAX II 소자는 세 가지 온도 등급에서 사용할 수 있다. 각 온도 등급은 다음과 같은 지정된 온도 범위에서 규격 내 동작을 보장한다.(표 1)
알테라는 상용, 산업용 및 확장 온도 범위에 대해 Cyclone II와 MAX II 소자를 특성화하고 엄격한 규격 내에서 소자의 동작을 검증해 왔다. 그러나 상용 등급 소자는 상용 온도에서 생산 테스트를 거쳐 선별되고 상업용 등급 소자는 산업용 상한 온도에서 생산 테스트를 거쳐 선별되고 있지만, 알테라는 확장 온도 동작에 대해서는 생산 선별을 수행하지 않는다. 따라서 극한 확장 온도에서 나타날 수 있는 생산 소자 오류는 생산 테스트 동안 식별되지 않을 수 있다.
소자 지원
표 2에 보이는 소자와 패키지 조합은 확장 온도 범위를 지원한다.
표 3은 주문된 해당 산업용 소자와 Quartus II 소프트웨어 타겟 소자를 보여준다.
테스트
공정, 전압, 온도 범위에 대해 성능 및 성능 변화를 특성화하기 위해 소량의 샘플 소자에 대해 소량 특성화가 수행된다. 소자 특성화가 수행된 다음에는 상용, 산업용 및 확장 온도 범위를 포함하여 다양한 동작 조건에 걸쳐 소자 동작을 잘 이해할 수 있다. 알테라는 소자 특성화를 통해 제품을 상용, 상업용 및 확장 온도 조건에서 사용할 수 있을지 결정할 수 있다.
생산 테스트는 제품을 출하하기 전 소자의 제조 결함을 식별하는데 사용된다. 생산 테스트에는 두 가지 주요 단계로 웨이퍼 소트와 소자 조립(패키징)후 테스트가 있다. 웨이퍼 소트는 생산 공정에서부터 소자 조립까지 양호한 다이를 선별한다. 조립 후, 소자의 기능을 검증하고 성능 비닝(속도와 온도 등급)을 결정하기 위해 추가 테스트가 수행된다.
온도와 관련된 성능
반도체 소자 동작의 주요 측면은 소자의 성능이 동작 온도와 역상관관계(In-versely Correlated)를 보인다는 것이다. 알테라 Cyclone II와 MAX II 소자의 특성화를 통해 섭씨 온도 일 도 당 fMAX 변화는 매우 약간의 퍼센트 감소를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 고온에서 fMAX는 감소하는 반면, 저온에서 fMAX는 증가한다. 이러한 특성은 특정 소자와 속도 등급의 조합으로 설계를 구현할 때 자동으로 알테라 소프트웨어에 고려된다. 이것은 의도된 동작 온도 범위(예: 상용 동작의 경우 0℃~85℃)에서 적절한 타이밍 마진이 포함되도록 보장하므로 동기 설계에서 타이밍 위반이 발생하지 않는다.
확장 온도 규격
- Cyclone II의 일부 확장 온도 규격은 산업용 등급 소자의 규격과 다르다. 제공되는 Cycl-one II 확장 온도에 대한 자세한 내용은 Cyclone II 핸드북의 DC 특성과 타이밍 규격(DC Characteristics & Timing Specifications) 장을 참조한다(http://www.altera.com/liter-ature/lit-cyc2.jspwww.altera. com/literature/lit-cyc2.jsp)
- 확장 온도 소자를 설계하기 전 MAX II 핸드북의 DC 및 스위칭 특성(DC & Switching Characteristic) 장을 참조한다(www.altera.com/literature/ lit-max2.jsp).
<자료제공: 월간 반도체네트워크 2007년 02월호>