[發(fā)明專利]待測器件的延遲測量電路及延遲測量方法

有效

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108134594B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 胡軍
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H03K5/13
• 分類號: H03K5/13
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種待測器件的延遲測量電路及延遲測量方法，延遲測量電路包括環(huán)路振蕩器和周期測量單元；所述周期測量單元適于測量所述環(huán)路振蕩器的振蕩周期，并根據(jù)所述環(huán)路振蕩器的振蕩周期得到所述待測器件的延遲；所述環(huán)路振蕩器包括至少五個直接或間接串聯(lián)成環(huán)的振蕩單元，每一個所述振蕩單元包括待測器件、前置開關和旁路開關；其中，在一組控制信號的作用下，所述環(huán)路振蕩器中的各個前置開關和旁路開關導通或者關斷，使得所述環(huán)路振蕩器中的振蕩單元中的待測器件串聯(lián)形成振蕩環(huán)路，并且受控串聯(lián)于所述振蕩環(huán)路中的各個振蕩單元中，所述前置開關和旁路開關有且僅有一個導通。本發(fā)明實施例的延遲測量電路可以大大提高對待測器件的延遲測量精度。

技術領域

本發(fā)明涉及電子工藝偏差檢測技術，特別涉及一種待測器件的延遲測量電路及延遲測量方法。

背景技術

在芯片設計中，延遲時間是衡量電子器件最為重要的電參數(shù)之一。由于電子工藝偏差的存在，芯片上的電子器件的延遲時間有所不同，因此，需要對電子器件的延遲時間進行測量。同時，在芯片上，固定區(qū)域內部的多個相同類型的電子器件也可能存在延遲時間的差異，對所述固定區(qū)域內部的相同類型的電子器件之間的延遲時間的偏差進行檢測也十分重要。其中，所述電子器件可以是邏輯門器件，例如反相器、與門等，也可以是邏輯門器件形成的組合電路，此處不做限定。而且，在實際測量中個，可以將單級的電子器件作為延遲時間測量的對象，也可以將級聯(lián)的多級電子器件作為測量對象。

隨著電子工藝水平達到了28nm甚至更為精細，電子器件的單級延遲低于10ps，大大增加了片上電子器件延遲測量的難度。以下將待測的所述電子器件稱為待測器件。下面以單級的待測器件為測試對象，所述待測器件為反相器為例進行說明。

現(xiàn)有技術中，為了降低待測器件延遲的測量難度，一般采用環(huán)路振蕩器(RingOscillator，RO)對待測器件的延遲進行測量。所述環(huán)路振蕩器包括多個振蕩單元，每一個振蕩單元中包含一個待測器件，在電路設計中，可以控制某個待測器件所在的振蕩單元串聯(lián)于或者排除于所述環(huán)路振蕩器形成的振蕩環(huán)路，再測量所述環(huán)路振蕩器的振蕩周期，通過對不同情況下得到的振蕩周期的大小進行計算，可以得出所述待測器件的延遲。由于環(huán)路振蕩器內的振蕩單元數(shù)量較多，例如高達255個，相比于測量單級的待測器件的延遲，對環(huán)路振蕩器的振蕩周期進行測量可以大大地降低測量難度。此外，還可以對環(huán)路振蕩器的振蕩周期進行進一步地分頻，以進一步有利于時域測量。

現(xiàn)有技術中存在一種采用上述方法的待測器件的延遲測量電路。參照圖1所示，圖1是對待測器件的延遲進行測量的環(huán)路振蕩器中的一個振蕩單元的電路圖。圖1所示的多個振蕩單元組成環(huán)路振蕩器，其中，每一個振蕩單元中均包括有待測器件I1，待測器件I1以反相器示出，待測器件I1的輸出端為所述振蕩單元的輸入端Input，I2和I3組成緩沖器，I4和I5也組成緩沖器，反相器I3的輸出端作為振蕩單元的輸出端Output，而I4和I5的作用為與I2和I3形成對稱的電路結構，因此，反相器I5的輸出端僅為虛擬的輸出端Dummy Output。通過多路復用器(Multiplexer，MUX)Mux1和Mux2對待測器件I1串聯(lián)于或者排除于環(huán)路振蕩器的振蕩環(huán)路。通過比較待測器件I1串聯(lián)于和排除于環(huán)路振蕩器的振蕩環(huán)路時環(huán)路振蕩器的振蕩周期，可以獲得待測器件I1的延遲。然而，在對環(huán)路振蕩器進行配置時，多路復用器在切換時，將使得環(huán)路振蕩器中的待測器件的等效負載和驅動強度不同，這將嚴重影響待測器件的延遲測量的精度。

因此，現(xiàn)有技術中的延遲測量電路對待測器件的測量精度難以得到保證。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是在芯片設計中，如何提高待測器件的延遲測量精度。