MemoryBIST

この記事で学べること

MemoryBIST（Memory Built-In Self-Test）は、組み込みメモリ（SRAM、ROM など）をチップ内部で自動テストするための回路である。
外部テスター（ATE）に依存せず、メモリの故障検出を高速かつ高カバレッジで実行できる点が特徴。

一般的な MemoryBIST は以下の要素で構成される：

MemoryBIST は、SoC の大部分を占める組み込みメモリの品質保証に不可欠な技術であり、量産テスト・歩留まり改善・フィールド診断に広く利用されている。

近年の SoC では、チップ面積の 50〜90% をメモリが占めることも珍しくない。
メモリは微細化の影響を受けやすく、故障モードも多様であるため、高品質なテストが不可欠。

外部テスター（ATE）だけでメモリをテストすると以下の課題がある：

MemoryBIST はこれらを解決し、チップ内部で高速・低コストにテストを実行できる。

MemoryBIST は、故障位置や故障種類を特定しやすく、リペア（BISR）との連携により歩留まり改善にも寄与する。

組み込みメモリを自動テストするためのオンチップ回路
例：SRAM のアドレスを順番に走査し、書き込み・読み出しを繰り返す
実務での意味：量産テスト時間の短縮、品質向上、歩留まり改善

メモリの故障検出に特化したアクセスパターンの集合
例：March C-, March Y, March SS など
実務での意味：高い故障カバレッジを確保するための標準的テスト手法

メモリで発生しうる故障を抽象化したモデル
例：Stuck-at Fault, Transition Fault, Coupling Fault
実務での意味：テストパターンの設計根拠となる

MemoryBIST で検出した故障を、スペア行/列で修復する仕組み
例：冗長ビットを使ったリペア
実務での意味：歩留まり改善に直結する

MemoryBIST を起動し、短時間でメモリ全体をテストする。ATE は結果を読み取るだけなので、テスト時間とコストが大幅に削減される。

ウェハテスト（WAT）で MemoryBIST を実行し、早期に不良チップを除外する。

製品出荷後に MemoryBIST を実行し、経年劣化やソフトエラーの検出に利用される。

MemoryBIST → 故障検出、BISR → スペア行/列で修復という流れで、歩留まりを最大化する。

March Test の種類により、テスト時間が大きく変わる。（例：March C- は比較的短いが、March SS は長い）

MemoryBIST はメモリの実動作条件で動かす必要があるため、タイミングクロージャが設計上の課題になることがある。