[发明专利]测量装置特性变化的可扫描虚拟轨道方法与环形振荡器电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路特性化方法和电路，特别涉及用于测量测试集成电路中的装置特性变化的电路和方法。

背景技术

特性化集成电路通常用于对工艺上的设计进行评估，并且随着工艺发生收缩而变得越来越必要。环形振荡器电路常常用于这种设计，以便研究导致电路参数(例如延迟时间)变化的装置特性变化。性能屏(performancescreen)环形振荡器(PSRO)与产品集成电路中的功能电路一起实现，以便协助产品屏检查(screening)并作为设计/工艺改进工具。由于准确测量环形振荡器的输出频率相对较为容易，且输出频率典型地直接与延迟时间有关，频率测量提供了对延迟时间的工艺与设计效果进行研究的有效手段。

然而，环形振荡器测试电路典型地既不提供P沟道装置与N沟道装置之间的系统与变化差别的信息，也不提供关于装置特性随机局部变化的信息。由于环形振荡器的振荡频率依赖于绕环路的总延迟，环形振荡器测试典型地仅得到振荡器对振荡器的变化信息，其可能是晶片(die)对晶片的，或者是晶片上的许多环形振荡器之间的。不存在环形振荡器自身之内的局部变化的测量。

因此，人们希望提供一种用于确定环形振荡器内的以及环形振荡器内P沟道与N沟道装置之间的装置特性变化的特性化方法和环形振荡器电路，使得局部随机变化、系统偏差以及N沟道对P沟道失真(skew)能够得到测量。

发明内容

测量装置特性中的局部随机、系统以及P沟道对N沟道变化的上述目的在环形振荡器电路和方法中实现。

环形振荡器由通过多个头部(header)晶体管(其在物理上沿着环形振荡器级的路径并接近环形振荡器级地分布)连接到实际电源轨道的至少一个虚拟电源轨道运行。然而，可能有任意数量的环形振荡器级和头部晶体管，故不需要特别的对应。晶体管的栅极(gate)受到一组可编程元件--例如扫描锁存器(scan latch)--的控制，故每个晶体管可被独立地启用。通过依次选择各晶体管，晶体管间的变化可通过环形振荡器频率上的影响进行测量。可使用两个虚拟电源轨道(例如虚拟V_DD和虚拟地)，P沟道多个晶体管与较高电压电源轨道耦合，N沟道多个晶体管与较低电压电源轨道耦合，故环形振荡器频率中的变化能通过在一个虚拟电源轨道上启用的一个晶体管(同时，多个晶体管在另一虚拟电源轨道上被启用)进行研究。

在一个实施例中，可编程元件被共同地连接到P沟道头部晶体管和N沟道尾部(footer)晶体管的栅极，使得一个晶体管在第一虚拟电源轨道上被启用，且除一个晶体管以外的所有晶体管在第二虚拟电源轨道上被启用。在另一实施例中，为各受控晶体管提供一可编程元件，故所有晶体管可在一个虚拟电源轨道上被启用，且每个个体晶体管可在另一虚拟电源轨道上被扫描。

可编程元件也可被配置为环(或者，对于独立电源轨道控制实施例为两个环)，故位启用个体晶体管可在扫描时钟的控制下在整个扫描链中旋转，而不需要完整的边界扫描来启用每个个体晶体管。

如附图所示，本发明的上述以及其他的目的、特征以及优点将由下面对本发明优选实施例的更为具体的介绍明了。

附图说明

图1为一原理图，其示出了根据本发明一实施例的测试电路；

图2为一原理图，其示出了根据本发明另一实施例的测试电路；

图3为一图表，其示出了根据本发明一实施例的测试方法学的测量结果；

图4为根据本发明一实施例的电路布局的直观图；

图5为晶圆测试系统的框图，该系统可用于使用根据本发明的实施例的方法和电路进行测试；

图6为根据本发明一实施例的方法的流程图。

具体实施方式