[發(fā)明專利]工藝傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911382899.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113125920A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 孫浩
• 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: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜

一種工藝傳感器，用于檢測工藝角，包括：自偏置基準電路，包括第一基準電路和第二基準電路，第一基準電路包括第一三極管和第二三極管，第一基準電路適于輸出第二三極管的基極?發(fā)射極電壓作為第一參考電壓；第二基準電路包括第一NMOS晶體管，第二基準電路適于輸出所述第一NMOS晶體管的漏極電壓作為第二參考電壓；第一電壓電流轉換電路，適于根據第一參考電壓輸出與第一參考電壓成正比例關系的第一電流；第二電壓電流轉換電路，適于根據第二參考電壓輸出與第二參考電壓成正比例關系的第二電流；電流電壓轉換電路，適于獲得輸出電壓，輸出電壓與第二參考電壓和第一參考電壓的差值相關。所述工藝傳感提高對半導體加工工藝的檢測精度，且降低結構復雜度。

技術領域

本發(fā)明實施例涉及半導體制造領域，尤其涉及一種工藝傳感器。

背景技術

隨著集成電路技術的高速發(fā)展，對芯片速度、精度等更高指標的設計需求不斷提高，設計者需要更加全面了解芯片中各種器件的特性及其變化。其中，在芯片的流片生產過程中，由于同一塊晶圓(wafer)上的位置差別，或者在不同批次的晶圓之間，金屬-氧化物-半導體-場效晶體管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)的參數會有所差異，稱之為工藝角(process corner)，工藝角的偏差對芯片中各模塊的性能影響較大。

為了在一定程度上減輕電路設計任務的困難，工程師們要保證器件的性能在某個標準范圍內，對工藝過程進行嚴格控制，使工藝參數在允許范圍內變化。同時對超出性能范圍的晶圓進行報廢處理，以確保器件性能指標滿足需求。

工藝角檢測電路對優(yōu)化集成電路性能以及提高芯片良率，具有至關重要的作用。目前，工藝傳感器(process sensor)作為一種檢測工藝角的技術被提出，以檢測當前工藝對電路的影響，并根據MOS晶體管所在的工藝角對電路進行實時調整，以提高電路對工藝變化的自我補償能力。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種工藝傳感器，在提高對半導體加工工藝的檢測精度的同時，降低工藝傳感器的結構復雜度。

為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種工藝傳感器，用于檢測工藝角，所述工藝傳感器包括：自偏置基準電路，包括第一基準電路和第二基準電路，所述第一基準電路包括第一三極管和第二三極管，所述第一三極管的基極和集電極接地，所述第二三極管的基極和集電極接地，所述第二三極管的基極面積為所述第一三極管的基極面積的整數倍，所述第一基準電路適于輸出所述第二三極管的基極-發(fā)射極電壓作為第一參考電壓，所述第二基準電路包括第一NMOS晶體管，所述第一NMOS晶體管的柵極和漏極短接，所述第一NMOS晶體管的源極接地，所述第二基準電路適于輸出所述第一NMOS晶體管NM1的漏極電壓作為第二參考電壓；第一電壓電流轉換電路，與所述第一基準電路耦接，適于接收所述第一參考電壓并根據所述第一參考電壓輸出第一電流，所述第一電流與所述第一參考電壓成正比例關系；第二電壓電流轉換電路，與所述第二基準電路耦接，適于接收所述第二參考電壓并根據所述第二參考電壓輸出第二電流，所述第二電流與所述第二參考電壓成正比例關系；電流電壓轉換電路，與所述第一電壓電流轉換電路以及所述第二電壓電流轉換電路耦接，適于根據所述第一電流和第二電流獲得輸出電壓，所述輸出電壓與所述第二參考電壓和第一參考電壓的差值相關。