芯片电压的修调方法与流程

1.本发明涉及集成电路测试技术领域，具体涉及一种芯片电压的修调方法。


背景技术：

2.集成电路领域，由于工艺自身分布的影响，生产出来的芯片参数都会有一定的偏差，在对参数精度有要求的应用中，就需要使用修调的方法减小参数分布的影响，提高参数精度的一致性，以达到应用要求。
3.目前已知的修调手段主要有电修调、激光修调、efuse或者eerom写码修调，在写码修调中，修调码一般通过计算法获查表法获取，然后再通过获取的修调码对熔丝进行修调。
4.如图1所示，图1示出根据现有的芯片电压的修调方法的流程示意图，首先测试获得芯片待修调电压的初始值(步骤s01)；之后将该初始值带入查表法的公式中，获得对应多个修调位的修调码(步骤s02)；将获得的修调码对应写入芯片中，复测获得待修调电压的最终值(步骤s03)。现有的一种查表法公式如下：
[0005][0006]
其中，lsb(least significant bit)为最低有效修调位对应的修调权重(即最小步长)，v
ref
为待修调电压的初始值，v
ref0
为待修调电压的目标值，a为正数。通过获得待修调电压的修调比例所处的修调步数范围，进而查表获得对应的修调码。
[0007]
采用查表公式计算法获取修调码虽然简单易行，但是这种方法对最低有效修调位对应的修调权重lsb的一致性要求很高，即公式成立的条件是每次修调时，最低有效修调位对应的修调权重lsb的值应尽可能保持一致，以便获得准确的修调步数。在芯片的批量测试时，芯片的修调权重会随着量产批次的变化而发生变化，如此会导致每次修调时，最低有效修调位对应的修调权重lsb的值会有所差异，若此时仍采用查表公式计算法会导致修调精度达不到预期(正负半个lsb)，甚至导致芯片的产品良率不高。
[0008]
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。


技术实现要素：

[0009]
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种芯片电压的修调方法，能够保证在量产操作时修调精度仍能满足要求，提高了产品良率。
[0010]
根据本发明提供的一种芯片电压的修调方法，包括：获取待修调电压的初始值；基于芯片最低有效修调位对应的修调权重及待修调电压的目标值获得第一阈值和第二阈值；基于所述第一阈值和所述第二阈值判断所述初始值所处的电压范围；当所述初始值大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，直接确定芯片所有修调位的赋值，并将确定的芯片所有修调位的赋值烧录至芯片，重新测试获得所述待修调电压的最终值，或者
[0011]
当所述初始值小于所述第一阈值或大于所述第二阈值时，执行如下步骤：基于所述初始值所处的电压范围确定芯片最高修调位的赋值；执行迭代步骤，直至所述预修调值
大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，结束执行所述迭代步骤，以依次确定芯片最高修调位后所有修调位的赋值；将确定的芯片最高修调位及最高修调位后所有修调位的赋值烧录至芯片，重新测试获得所述待修调电压的最终值，
[0012]
其中，所述迭代步骤包括：对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值，并将已确定的芯片修调位的赋值和所述预赋值写入芯片，测试获得所述待修调电压的预修调值；基于所述第一阈值和所述第二阈值判断所述预修调值所处的电压范围，并基于所述预修调值所处的电压范围确定芯片当前修调位的赋值。
[0013]
优选地，所述赋值为赋予第一电压值和第二电压值的其中之一，其中，当芯片的某一修调位被赋予所述第一电压值时，该修调位对应的修调权重对所述待修调电压的修调无效；或者当芯片的某一修调位被赋予所述第二电压值时，该修调位对应的修调权重对所述待修调电压的修调有效。
[0014]
优选地，当所述初始值大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，直接确定芯片所有修调位的赋值包括：当所述初始值大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，将芯片所有修调位全部赋予所述第一电压值。
[0015]
优选地，基于所述初始值所处的电压范围确定对应芯片最高修调位的赋值包括：当所述初始值小于所述第一阈值时，将芯片最高修调位赋予所述第一电压值；或者当所述初始值大于所述第二阈值时，将芯片最高修调位赋予所述第二电压值。
[0016]
优选地，对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值包括：将已确定的芯片修调位的下一修调位赋予所述第二电压值。
[0017]
优选地，基于所述第一阈值和所述第二阈值判断所述预修调值所处的电压范围，并基于所述预修调值所处的电压范围确定芯片当前修调位的赋值包括：当所述预修调值小于所述第一阈值时，将芯片当前修调位赋予所述第二电压值；或者当所述预修调值大于所述第二阈值时，将芯片当前修调位赋予所述第一电压值。
[0018]
优选地，执行迭代步骤，以依次确定芯片最高修调位后所有修调位的赋值，直至所述预修调值大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，结束执行所述迭代步骤进一步包括：当所述预修调值大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，退出迭代步骤，并将所述预赋值赋予当前的芯片修调位，以及将当前的芯片修调位后的未确定的芯片修调位全部赋予所述第一电压值。
[0019]
优选地，所述第一阈值等于所述目标值减去所述目标值与芯片最低有效修调位对应的修调权重的二分之一的乘积；所述第二阈值等于所述目标值加上所述目标值与芯片最低有效修调位对应的修调权重的二分之一的乘积。
[0020]
优选地，所述芯片最高修调位对应对所述待修调电压进行负向修调，所述芯片最高修调位后所有修调位对应对所述待修调电压进行正向修调，其中，所述芯片所有修调位的修调权重的绝对值为依次递减，且最高修调位对应的修调权重的绝对值大于最低修调位对应的修调权重的绝对值。
[0021]
优选地，所述修调方法还包括：设置密钥，并在所述密钥有效的情况下对芯片的修调位进行赋值。
[0022]
本发明的有益效果是：本发明公开了一种芯片电压的修调方法，在获得待修调电压的初始值及目标值范围后，通过判断待修调电压的初始值与目标值范围的关系，进而在
待修调电压的初始值落在目标值范围内时直接确定芯片所有修调位的赋值，而在待修调电压的初始值落在目标值范围之外时，基于目标值范围的边界(对应第一阈值和第二阈值)确定芯片的最高修调位的赋值，之后对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值，以及根据已确定的修调位的赋值和预赋值获得待修调电压的预修调值，以及根据该预修调值与目标值范围的关系确定芯片当前修调位的赋值，迭代执行对下一修调位的预赋值，以通过自高位到低位(权重值高位到权重值低位)逐次逼近的原理依次确定芯片所有修调位的赋值，进而可以根据芯片的不同初始电压，以及不同修调位权重实时调整各修调位的赋值，实现对待修调电压的高精度修调，避免由于量产测试导致的各修调位的权重发生变化而对产品精度造成的影响，确保在量产操作时修调精度仍能满足要求，进而提高产品良率。同时，每进行一次迭代操作后均进行预修调值与目标值范围的关系判断，进而可以在预修调值符合目标值范围(即大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值)时及时停止迭代操作和直接确定所有的待修调位的赋值，可以对不同的待修调电压的初始值与目标值的差值均进行步骤最少的修调处理，进而节省运算资源，避免执行不必要的操作，缩短修调时间，提高芯片量产测试时的修调效率。
[0023]
在对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值时，将对待修调电压的修调有效的第二电压值赋予至当前修调位(即已确定的芯片修调位的下一修调位)，可以在低位修调位的赋值不确定的情况下更加准确的判断出高位修调位的赋值，进而减少由于逐次逼近时修调不可逆造成的容错率，提高芯片量产测试时的修调质量。
[0024]
应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
[0025]
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0026]
图1示出根据现有的芯片电压的修调方法的流程示意图；
[0027]
图2示出根据本发明实施例提供的芯片电压的修调方法的流程示意图；
[0028]
图3示出根据本发明实施例提供的芯片电压的修调时序示意图。
具体实施方式
[0029]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0031]
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
[0032]
图2示出根据本发明实施例提供的芯片电压的修调方法的流程示意图，图3示出根据本发明实施例提供的芯片电压的修调时序示意图。
[0033]
集成电路领域，由于工艺自身分布的影响，生产出来的芯片参数都会有一定的偏差，在对参数精度有要求的应用中，就需要使用修调的方法减小参数分布的影响，提高参数精度的一致性，以达到应用要求。目前已知的修调手段主要有电修调、激光修调、efuse或者eerom写码修调。
[0034]
在写码修调中，作为一个示例性的实施例，参考图3，vin表示电源电压，tm表示芯片进入修调模式的密钥，en表示修调用的使能信号，b0-b4依次表示自最高位到最低位的五个修调位(可以理解的是，五个修调位的表示仅是示例性的，修调位的个数也可以是其它的数量，本发明对此不作限定)。其中，使能信号en用于控制芯片进入写码状态或烧录状态，也即是说，当使能信号en为第一电平状态v1(如为2.5v)时，可控制芯片进入写码状态，此时芯片将当前修调位的赋值写入程序中；当使能信号en为第二电平状态v2(如为5v)时，可控制芯片进入烧录状态，此时芯片对当前的修调位直接进行烧录，进而由当前的修调位对应的修调权重对芯片电压(也即芯片待修调电压)进行修调，且修调不可逆。进一步的，每次写入新的修调位时，都会刷新掉前面一位修调权重对待修调电压的影响。
[0035]
如图2所示，并参考图3，可知，本实施例中，芯片电压的修调方法包括执行如下步骤：
[0036]
在步骤s11中，获取待修调电压的初始值。
[0037]
在芯片上电后，通过测量装置测试获取芯片待修调电压的初始值。
[0038]
在步骤s12中，基于芯片最低有效修调位对应的修调权重及待修调电压的目标值获得第一阈值和第二阈值。
[0039]
对待修调电压进行修调时，为基于多个修调位进行的修调，且该多个修调位中，每个修调位对应的修调权重均不相同，具体的，芯片最高修调位对应为对待修调电压进行负向修调，芯片最高修调位后所有修调位对应为对待修调电压进行正向修调。以及芯片所有修调位的修调权重的绝对值为依次递减，且最高修调位对应的修调权重的绝对值大于最低修调位对应的修调权重的绝对值。进而可以实现对各种不同偏差的待修调电压的准确修调。
[0040]
进一步地，在对待修调电压进行修调的过程中，只要修调后的电压值落在目标值的正负半个最低有效修调位内，都可以近似看作修调成功。由此可以得出：第一阈值等于待修调电压的目标值减去目标值与芯片最低有效修调位对应的修调权重的二分之一的乘积，第二阈值等于待修调电压的目标值加上目标值与芯片最低有效修调位对应的修调权重的二分之一的乘积。以及大于等于第一阈值且小于等于第二阈值所对应的电压范围即为待修调电压的目标值范围。
[0041]
在步骤s13中，基于第一阈值和第二阈值判断初始值所处的电压范围。
[0042]
在获得第一阈值和第二阈值之后，可以根据获得的第一阈值和第二阈值确定待修调电压的初始值所处的电压范围，并根据待修调电压的初始值所处的电压范围进一步的选择执行后续步骤。
[0043]
具体的，当待修调电压的初始值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，执行步骤s14；而当待修调电压的初始值小于第一阈值或大于第二阈值时，执行步骤s15至步骤s18。
[0044]
在步骤s14中，直接确定芯片所有修调位的赋值，并将确定的芯片所有修调位的赋
值烧录至芯片，重新测试获得待修调电压的最终值。
[0045]
本实施例中，赋值为赋予第一电压值和第二电压值的其中之一。则确定芯片所有修调位的赋值为确定芯片所有修调位中各修调位是被赋予第一电压值还是第二电压值。
[0046]
进一步地，当芯片的某一修调位被赋予第一电压值时，该修调位对应的修调权重对所述待修调电压的修调无效；或者当芯片的某一修调位被赋予第二电压值时，该修调位对应的修调权重对待修调电压的修调有效。
[0047]
若经过判断之后，确认待修调电压的初始值为大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值，即待修调电压的初始值落在目标值的正负半个最低有效修调位范围内，则表示当前的待修调电压满足需求，不需要再进行额外的修调。此时，则可将芯片所有修调位均赋予第一电压值，结束对当前芯片电压的修调。
[0048]
在步骤s15中，基于初始值所处的电压范围确定芯片最高修调位的赋值。
[0049]
若经过判断之后，确认待修调电压的初始值为小于第一阈值或大于第二阈值，即待修调电压的初始值落在目标值的正负半个最低有效修调位范围之外，则表示当前的待修调电压不满足需求，需要再进行额外的修调。
[0050]
进一步地，基于初始值所处的电压范围确定对应芯片最高修调位的赋值包括：当待修调电压的初始值(简称初始值)小于第一阈值时，将芯片最高修调位赋予第一电压值；或者当初始值大于第二阈值时，将芯片最高修调位赋予第二电压值。
[0051]
当初始值小于第一阈值时，表示应该对待修调电压进行正向修调，由于芯片所有修调位中的最高修调位对应的修调权重为负，则应将芯片最高修调位赋予第一电压值。而当初始值大于第二阈值时，表示应该对待修调电压进行负向修调，由于芯片所有修调位中仅有最高修调位对应的修调权重为负，则应将芯片最高修调位赋予第二电压值。
[0052]
在步骤s16中，对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值，并将已确定的芯片修调位的赋值和预赋值写入芯片，测试获得待修调电压的预修调值。
[0053]
在步骤s17中，基于第一阈值和第二阈值判断预修调值所处的电压范围，并基于预修调值所处的电压范围确定芯片当前修调位的赋值。
[0054]
在芯片的多个修调位中，当已确定最高修调位或最高修调位及之后若干修调位的赋值后，按照自高位到低位的顺序对已确定的若干修调位的下一修调位进行预赋值，之后将已确定的芯片修调位的赋值和该预赋值写入芯片，通过计算以预测获得当前待修调电压在基于已确定的修调位进行修调后的预修调值。
[0055]
优选地，对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值包括：将已确定的芯片修调位的下一修调位赋予所述第二电压值。如此，可以在低位修调位的赋值不确定的情况下更加准确的判断出高位修调位的赋值，进而减少由于逐次逼近时修调不可逆造成的容错率，提高芯片量产测试时的修调质量。例如，某一量产芯片的批量测试中对某一芯片进行测试时，修调系统的修调位包括五位(分别对应的修调权重为-20％、10％、5％、2.5％和1.25％)，该芯片的待修调电压的初始值小于目标值范围对应的第一阈值，因此可以确定最高修调位的赋值为第一电压值(对应二进制编码为0)。此时，若赋予第二修调位的预赋值为第一电压值，相当于最高修调位和第二修调位均没有对待修调电压进行修调(由于还未轮到第三修调位至第五修调位，因此默认为赋予第一电压值)，测试之后该待修调电压的与修调值也应是仍然小于目标值的，那么此时就应该判定该第二修调位的预赋值不对，则确定
第二修调位的真实赋值为第二电压值，也即是说，最终对该待修调电压的修调权重至少为10％，但若是该待修调电压的实际所需的修调权重如为3％(也满足初始值小于目标值)，那么实际的第二修调位的赋值就应该时第一电压值，这样就与上述的判断标准相悖，进而容易造成修调错误，影响芯片批量测试结构的质量。尤其是当在每确定一位的修调位的赋值后就将确定的修调位赋值烧录至芯片的情况来说(采用此种方式，可以实时的更新芯片的待修调电压的当前值，减小后续计算量，以及避免后续修调权重随量产批次的变化而发生变化时对修调结果的准确性的影响)，由于烧录后修调的不可逆性，影响更大。若赋予第二修调位的预赋值为第二电压值(即编码1)，由于只是预赋值还未确定，所以不进行烧录，之后按照该预赋值进行预测计算后，若待修调电压的预修调值还是小于目标值范围对应的第一阈值，则表示对该待修调电压的修调权重大于或等于10％，则可确定第二修调位的真实赋值即为第二电压值；若待修调电压的预修调值为大于目标值范围对应的第二阈值，则表示对该待修调电压的修调权重小于10％，则可确定第二修调位的真实赋值应为第一电压值。
[0056]
需要说明的是，上述步骤s16和步骤s17为需要循环执行的迭代步骤，按照与上述相同或相似的原理，循环执行以依次确定芯片最高修调位后所有修调位的赋值，直至获得的预修调值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，结束执行迭代步骤，进而执行步骤s18。
[0057]
进一步地，当获得的预修调值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，表示对待修调电压的修调已满足要求，剩余的修调位不需要对待修调电压进行修调，可不再执行迭代操作，而只需将预赋值赋予当前的芯片修调位，以及将当前的芯片修调位后的未确定的芯片修调位全部赋予第一电压值即可。每进行一次迭代操作后均进行预修调值与目标值范围的关系判断，进而可以在预修调值符合目标值范围(即大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值)时及时停止迭代操作和直接确定所有的待修调位的赋值，可以对不同的待修调电压的初始值与目标值的差值均进行步骤最少的修调处理，进而节省运算资源，避免执行不必要的操作，缩短修调时间，提高芯片量产测试时的修调效率。
[0058]
在步骤s18中，将确定的芯片最高修调位及最高修调位后所有修调位的赋值烧录至芯片，重新测试获得待修调电压的最终值。
[0059]
在确定完芯片所有修调位赋值后，将确定的芯片最高修调位及最高修调位后所有修调位的赋值烧录至芯片(已烧录过的修调位可不进行再次烧录)，然后测试芯片，获得待修调电压的最终值。可以理解的是，若芯片满足修调要求，则最后获得的待修调电压的最终值应是符合目标值范围的。
[0060]
进一步地，修调方法还包括：设置密钥，并在密钥有效的情况下对芯片的修调位进行赋值。进行可以有效的防止对芯片待修调电压的误修调。
[0061]
示例性的，参考图3，当需要对芯片进行测试修调时，设置电源电压vin为高电压(对芯片上电)，之后设置密钥tm为有效状态。此时假设待修调电压的目标值为25v。且在对该芯片电压的修调系统中，包括五个修调位b0、b1、b2、b3和b4，其中，修调位b0为最高修调位，b4为最低修调位，且该五个修调位对应的修调权重依次为-20％、10％、5％、2.5％和1.25％。进而，可以获知该待修调电压的目标值范围为24.84375(对应第一阈值)至25.15625(对应第二阈值)。之后，测试获得的待修调电压的初始值为22.16v。由于22.16v小
于目标值范围对应的第一阈值24.84375v，则可确定最高修调位b0的赋值为第一电压值。之后对修调位b1预赋予第二电压值，并控制此时的使能信号en为第一电平状态v1，将修调位b0和修调位b1的赋值写入芯片的程序中，经过预测计算后获得此时该待修调电压的预修调值为24.376v。由于24.376v仍小于目标值范围对应的第一阈值24.84375v，则可确定修调位b1的实际赋值为第二电压值，此时控制使能信号en变为第二电平状态v2，以将修调位b0-b1的赋值烧录至芯片。之后对修调位b2预赋予第二电压值，并控制此时的使能信号en为第一电平状态v1，将修调位b2的赋值写入芯片的程序中，经过预测计算后获得此时该待修调电压的预修调值为25.484v。由于25.484v大于目标值范围对应的第二阈值25.15625v，则可确定修调位b2的实际赋值应为第一电压值。之后对修调位b3预赋予第二电压值，并控制此时的使能信号en为第一电平状态v1，将修调位b3的赋值写入芯片的程序中，经过预测计算后获得此时该待修调电压的预修调值为24.93v。由于24.93v落在了目标值范围内，则可确定修调位b3的实际赋值为第二电压值，同时也可确定修调位b4的实际赋值应为第一电压值。此时控制使能信号en变为第二电平状态v2，以将修调位b0-b4的相应赋值烧录至芯片，再次测试以获得芯片待修调电压的最终值为24.93v。其中，当烧录的修调位为第一电压值时，该修调位对应的修调权重对待修调电压的修调无效，当烧录的修调位为第二电压值时，该修调位对应的修调权重对待修调电压的修调有效，以及第一电压值小于第二第二电压值。
[0062]
综上，本发明在获得待修调电压的初始值及目标值范围后，通过判断待修调电压的初始值与目标值范围的关系，进而在待修调电压的初始值落在目标值范围内时直接确定芯片所有修调位的赋值，而在待修调电压的初始值落在目标值范围之外时，基于目标值范围的边界(对应第一阈值和第二阈值)确定芯片的最高修调位的赋值，之后对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值，以及根据已确定的修调位的赋值和预赋值获得待修调电压的预修调值，以及根据该预修调值与目标值范围的关系确定芯片当前修调位的赋值，迭代执行对下一修调位的预赋值，以通过自高位到低位(权重值高位到权重值低位)逐次逼近的原理依次确定芯片所有修调位的赋值，进而可以根据芯片的不同初始电压，以及不同修调位权重实时调整各修调位的赋值，实现对待修调电压的高精度修调，避免由于量产测试导致的各修调位的权重发生变化而对产品精度造成的影响，确保在量产操作时修调精度仍能满足要求，进而提高产品良率。同时，每进行一次迭代操作后均进行预修调值与目标值范围的关系判断，进而可以在预修调值符合目标值范围(即大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值)时及时停止迭代操作和直接确定所有的待修调位的赋值，可以对不同的待修调电压的初始值与目标值的差值均进行步骤最少的修调处理，进而节省运算资源，避免执行不必要的操作，缩短修调时间，提高芯片量产测试时的修调效率。
[0063]
在对已确定的芯片修调位的下一修调位进行预赋值时，将对待修调电压的修调有效的第二电压值赋予至当前修调位(即已确定的芯片修调位的下一修调位)，可以在低位修调位的赋值不确定的情况下更加准确的判断出高位修调位的赋值，进而减少由于逐次逼近时修调不可逆造成的容错率，提高芯片量产测试时的修调质量。
[0064]
应当说明的是，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在
包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0065]
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。