[发明专利]超导单磁通量子电路的测试系统

说明书

本发明提供一种超导单磁通量子电路的测试系统，在设计好的电路进行制版流片时，将该选片电路与待测电路放置在同一个芯片上，在测试时，就可以先对选片电路进行一个快速的测试，得到选片电路的测试结果，这样就可以反映出这一个芯片的质量，从而测试人员可以根据选片电路的测试结果来选择芯片质量较好的电路进行待测电路的测试，来节约测试电路所用的时间。本发明设计了三种不同的选片电路，分别对应了不同的电路测试难度，来应对不同的工艺或待测电路的需要。本发明的电路仅需要三个端口连接；电路测试简单快捷；电路规模较小；电路复杂度可调。

技术领域

本发明涉及超导电路领域，特别是涉及一种超导单磁通量子电路的测试系统。

背景技术

超导单磁通量子(Single Flux Quantum，SFQ)电路，相对于半导体电路有着高速和低功耗的优势，但是超导电路是在低温下(4K)工作的电路，其测试也必须在低温环境下进行，在目前还无法做到类似半导体电路一样全自动的测试流程，且由于超导电路发展年限较短，工艺的稳定性还无法保证，因此电路的测试比较耗时。

超导单磁通量子电路在工艺流片结束后的基本测试过程是：首先对晶圆(wafer)进行分割、封装，然后对wafer上的PCM电路(Process Control Monitoring Circuits，选片电路)进行测试，PCM电路是专门设计用来测试工艺过程中的一系列指标的电路，包括测量结的Jc(约瑟夫森结的特征参数)，电阻层的方块电阻，通孔的连通性等基本电路参数，通过对PCM电路的芯片(chip)进行测试，可以从测试结果得到本次流片的可靠性，在PCM电路测试结果正常的情况下，然后我们再对设计的电路进行测试。但是PCM电路也有一定的缺点，PCM电路是用来监测工艺过程中的很多参数而设计的，所以包含的电路数量众多，PCM需要单独占据一个chip，而不能与待测电路在同一个chip上，另一方面，我们对一个PCM的chip进行测试需要花费大量的时间，由于工艺存在片上不均匀性，一个PCM芯片的测试结果良好，只能说明这个芯片周围部分的芯片质量较好，要用一两个PCM芯片的结果来反映整个wafer的芯片的质量，是不够准确的，而如果要对整个wafer上的所有PCM芯片进行测试，那又将花费大量的时间，得不偿失。

因此，如何缩小选片电路的规模、简化测试步骤，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超导单磁通量子电路的测试系统，用于解决现有技术中选片电路的规模大、测试步骤复杂等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超导单磁通量子电路的测试系统，所述超导单磁通量子电路的测试系统至少包括：

待测电路及至少一选片电路，各选片电路与所述待测电路设置于同一芯片上；

所述选片电路接收一个输入信号、一个偏置信号，并输出一个输出信号，基于各选片电路的测试结果确定当前芯片的质量。

可选地，所述选片电路包括第一接口模块，约瑟夫森结传输线模块及第二接口模块；所述第一接口模块接收输入信号；所述约瑟夫森结传输线模块连接于所述第一接口模块的输出端；所述第二接口模块连接于所述约瑟夫森结传输线模块的输出端，并输出所述选片电路的输出信号；所述偏置信号为所述选片电路中的约瑟夫森结提供偏置电流。

更可选地，所述第一接口模块为DC/超导单磁通量子转换器，所述第二接口模块为超导单磁通量子/DC转换器。

更可选地，所述约瑟夫森结传输线模块包括至少一路约瑟夫森结传输线。

可选地，所述选片电路为基于同或型线性反馈移位寄存器。

更可选地，所述选片电路包括第三接口模块、第四接口模块、第一触发器、第二触发器、第三触发器、第一异或门及第一反相器；