[发明专利]MOS管阈值电压分布的测量系统及测量方法

摘要

本发明公开了一种MOS管阈值电压分布的测量系统，包括由多个测量单元并联构成的测量单元阵列以及处理单元。每个测量单元包括尺寸相同的串联的第一MOS管和第二MOS管，以及第三MOS管，第一MOS管和第二MOS管的连接点共同连接第三MOS管。各第一MOS管的漏/源极连接第一电压、栅极相连，各第二MOS管的栅极相连、源/漏极接地，各第三MOS管的源/漏极相连、栅极相连。处理单元通过控制各MOS管的开闭和栅极电压，获得第一MOS管的亚阈值S因子；以及第三MOS管打开和关闭时的测量单元阵列输出的第一总电流和第二总电流比值峰值，从而计算出第一MOS管和第二MOS管阈值电压正态分布的标准差。

主权项

1.一种NMOS管阈值电压分布的测量系统，其特征在于，包括：由多个测量单元并联构成的测量单元阵列，每个所述测量单元包括尺寸相同的串联的第一NMOS管和第二NMOS管，以及第三NMOS管，所述第一NMOS管的源极和第二NMOS管的漏极共同连接于第三NMOS管的漏极；所述测量单元阵列中，各所述第一NMOS管的漏极连接第一电压、栅极相连，各所述第二NMOS管的栅极相连、源极接地，各所述第三NMOS管的源极相连、栅极相连；处理单元，通过将所述第一电压和各所述第二NMOS管和第三NMOS管的栅极电压设置为电源电压，打开各所述第二NMOS管和第三NMOS管，并控制各所述第一NMOS管的栅极电压从0V至电源电压变化以获取各所述第一NMOS管的亚阈值S因子；通过将所述第一电压设置为小于等于200mV的低电压，设置各所述第二NMOS管的栅极电压将各所述第二NMOS管置于亚阈值区，在各所述第三NMOS管打开时控制各所述第一NMOS管的栅极电压从0V至电源电压变化以及在各所述第三NMOS管关闭时控制各所述第一NMOS管的栅极电压从0V至电源电压变化，以测量在各所述第三NMOS管打开时所述测量单元阵列输出的第一总电流和关闭时所述测量单元阵列输出的第二总电流并获得所述第一总电流和第二总电流比值的峰值；根据所述第一总电流和第二总电流比值峰值时各所述第一NMOS管的栅极电压的电压值获得各所述第三NMOS管打开时每个所述测量单元的第一平均电流函数和关闭时每个所述测量单元的第二平均电流函数；以及根据所述第一总电流和第二总电流比值的峰值和所述亚阈值S因子获得各所述第一NMOS管和各所述第二NMOS管阈值电压正态分布的标准差。