[發明專利]一種MOSFET頻率特性偏差檢測器及檢測方法

有效

• 申請號: 200910055782.8
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101621018A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 任錚;胡少堅;周偉;曹永峰;葉紅波
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01R23/10
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 鄭 瑋

1.一種MOSFET頻率特性偏差檢測器，用以探測集成電路制造過程中由于 半導體工藝引起的MOSFET頻率特性的波動，其特征在于，包括：

參考電荷電路；

計數器電路；以及

電壓控制振蕩器，上述電壓控制振蕩器的一端耦接于上述參考電荷電路， 另一端耦接于上述計數器電路；其中上述參考電荷電路還包括：

固定電阻，其一端接地；以及

帶隙電流源，耦接于上述固定電阻的另一端；

上述帶隙電流源輸入帶隙電流與溫度補償電流，通過上述固定電阻接地，上 述帶隙電流源與上述固定電阻之間的節點與地之間的電壓，作為上述電壓控制 振蕩器的控制電壓信號輸入，以得到對應的輸出電壓信號；

上述電壓控制振蕩器還包括：

第一反相器，其包括第一P型MOS和第一N型MOS；

第二反相器，其包括第二P型MOS和第二N型MOS；

第三反相器，其包括第三P型MOS和第三N型MOS；

第一電阻，其一端耦接于上述第一N型MOS的源極，另一端接地；

第二電阻，其一端耦接于上述第一N型MOS的漏極，另一端接地；以及

電容，與上述第二電阻并聯在上述第一N型MOS的源極與地之間；

其中，上述第一P型MOS的源極與上述第一N型MOS的漏極耦接于上述 第二P型MOS與上述第二N型MOS的柵極，上述第二P型MOS的源極與上 述第二N型MOS的漏極耦接于上述第三P型MOS與上述第三N型MOS的柵 極，上述第三P型MOS的源極與上述第三N型MOS的漏極耦接于上述第一P 型MOS的柵極。

2.根據權利要求1所述的MOSFET頻率特性偏差檢測器，其特征在于，其 中上述控制電壓信號通過上述第一N型MOS的柵極輸入，上述輸出電壓信號通 過上述第一N型MOS的漏極輸出。

3.根據權利要求2所述的MOSFET頻率特性偏差檢測器，其特征在于，其 中上述輸出電壓信號輸入上述計數器電路，作為采樣信號對上述計數器電路的 基準時鐘信號進行采樣，輸出采樣計數值。

4.根據權利要求3所述的MOSFET頻率特性偏差檢測器，其特征在于，其 中上述采樣計數值的最高有效位是符號位。

5.一種MOSFET頻率特性偏差的檢測方法，其特征在于，步驟包括：

在仿真環境中建立電壓控制振蕩器及計數器電路，使用MOSFET典型模型 庫文件進行電路仿真，得到上述電壓控制振蕩器的輸出信號；

將上述輸出信號輸入上述計數器電路，作為采樣信號對上述計數器電路的 基準時鐘信號進行采樣，輸出特征輸出計數值；

將實際待測的多個MOSFET接入根據上述仿真環境中建立的實際電壓控制 振蕩器，得到實際輸出信號；

將上述實際輸出信號輸入上述計數器電路，作為采樣信號對上述計數器電 路的基準時鐘信號進行采樣，輸出實際輸出計數值；以及

將上述實際輸出計數值與上述特征輸出計數值進行比較與計算，得到上述 實際待測的多個MOSFET所組成的上述實際電壓控制振蕩器與使用上述 MOSFET典型模型庫文件在仿真環境中建立的上述電壓控制振蕩器的頻率特性 偏差。

6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，其中在仿真環境中建立 的上述電壓控制振蕩器以及上述實際電壓控制振蕩器均采用三級反相器結構。

7.根據權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，其中上述實際待測的多 個MOSFET所組成的上述實際電壓控制振蕩器與使用上述MOSFET典型模型庫 文件在仿真環境中建立的上述電壓控制振蕩器的頻率特性偏差為：(實際輸出計 數值-特征輸出計數值)/特征輸出計數值。

8.根據權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，其中上述實際待測的 MOSFET所組成的反相器單元與上述典型模型庫中的典型MOSFET模型的頻率 特性偏差為：(實際輸出計數值-特征輸出計數值)/(3×特征輸出計數值)。