[發(fā)明專利]SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710414615.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107202951B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳義強(qiáng);潘偉鋒;恩云飛;池源;雷登云;黃云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所
• 主分類號(hào): G01R31/28
• 分類號(hào): G01R31/28
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本發(fā)明涉及一種SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量環(huán)形振蕩器、參考環(huán)形振蕩器、第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，測(cè)量環(huán)形振蕩器連接電源端和第一計(jì)數(shù)器模塊，參考環(huán)形振蕩器連接電源端和第二計(jì)數(shù)器模塊。測(cè)量環(huán)形振蕩器接收表征與SoC片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，與參考環(huán)形振蕩器同時(shí)接入電源端輸入的電壓并開始振蕩，測(cè)量環(huán)形振蕩器和參考環(huán)形振蕩器在振蕩時(shí)分別輸出波形至第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行NBTI退化檢測(cè)的電平數(shù)量，以此判斷被測(cè)電路是否已經(jīng)發(fā)生NBTI退化，操作簡(jiǎn)便可靠，測(cè)試便利性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

集成電路尤其是片上系統(tǒng)(SoC)可靠性受到高度關(guān)注，存在多種失效機(jī)理，例如熱載流子注入效應(yīng)(Hot Carrier Injection，HCI)、負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性(Negative BiasTemperature Instability，NBTI)、正偏置溫度不穩(wěn)定性(Positive Bias TemperatureInstability，PBTI)、時(shí)間依賴電介質(zhì)擊穿(Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB)等。在特征尺寸為納米量級(jí)時(shí)代，NBTI效應(yīng)是影響SoC可靠性的最主要因素，它導(dǎo)致PMOS管閾值電壓上升、飽和漏電流下降等一系列問(wèn)題，從而影響SoC工作頻率和輸出擺幅等電路特性。

傳統(tǒng)的NBTI效應(yīng)檢測(cè)方式是通過(guò)比較PMOS管閾值電壓得到電路退化信息，根據(jù)其所檢測(cè)PMOS管的退化情況判斷是否發(fā)生NBTI效應(yīng)。傳統(tǒng)的NBTI效應(yīng)檢測(cè)方式測(cè)試方法較為復(fù)雜，需要一定存儲(chǔ)空間保存測(cè)試數(shù)據(jù)用于比較得出PMOS管的閾值電壓的變化值，存在測(cè)試便利性低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種測(cè)試便利性高的SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)。

一種SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量環(huán)形振蕩器、參考環(huán)形振蕩器、第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，所述測(cè)量環(huán)形振蕩器連接電源端和所述第一計(jì)數(shù)器模塊，所述參考環(huán)形振蕩器連接所述電源端和所述第二計(jì)數(shù)器模塊，

所述測(cè)量環(huán)形振蕩器用于接收表征與SoC片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收所述外部電路信號(hào)后，與所述參考環(huán)形振蕩器同時(shí)接入電源端輸入的電壓并開始振蕩，所述測(cè)量環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器在振蕩時(shí)分別輸出波形至所述第一計(jì)數(shù)器模塊和所述第二計(jì)數(shù)器模塊，所述第一計(jì)數(shù)器模塊和所述第二計(jì)數(shù)器模塊對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行NBTI退化檢測(cè)的電平數(shù)量。

上述SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量環(huán)形振蕩器接收表征與SoC片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，與參考環(huán)形振蕩器同時(shí)接入電源端輸入的電壓并開始振蕩，測(cè)量環(huán)形振蕩器和參考環(huán)形振蕩器在振蕩時(shí)分別輸出波形至第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行NBTI退化檢測(cè)的電平數(shù)量。通過(guò)統(tǒng)計(jì)第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊在測(cè)量時(shí)間內(nèi)得到的電平數(shù)量就能確定兩個(gè)環(huán)形振蕩器各自的輸出頻率，以此判斷被測(cè)電路是否已經(jīng)發(fā)生NBTI退化，操作簡(jiǎn)便可靠，測(cè)試便利性高。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例中SoC片上NBTI退化檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為一實(shí)施例中環(huán)形振蕩器電路的原理圖；

圖3為一實(shí)施例中整流濾波電路的原理圖；

圖4為一實(shí)施例中第一計(jì)數(shù)器模塊的原理圖；

圖5為一實(shí)施例中D觸發(fā)器的原理圖；