MOS管参数退化的失效预警电路制造技术

本发明专利技术涉及一种MOS管参数退化的失效预警电路，包括MOS管应力施加电路、差分放大电路、放大输出电路和比较电路；MOS管应力施加电路与差分放大电路连接，差分放大电路与放大输出电路连接，放大输出电路与比较电路连接。MOS管应力施加电路对其中的MOS管施加应力，加速MOS管的参数退化，并输出对应的信号，经过差分放大电路进行差分放大，再经过放大输出电路进行放大输出，最后经过比较电路可获得MOS管参数退化预警信号，从而实时了解MOS管的参数退化情况，而且利用了差分放大电路，能消除应力施加电路的噪声和工艺偏差，同时对输出信号进行了放大，从而提高了对抗噪声的能力，增强了预警电路的灵敏性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及预警电路
，特别是涉及MOS管参数退化的失效预警电路。
技术介绍
随着超大规模集成电路制造技术向纳米方向发展，器件的尺寸特征尺寸越来越小，然而其正常工作电压并没有随之等比例降低，导致器件沟道内部的局部电场越来越大。沟道中的载流子在强电场中容易获得较大的能量从而形成热载流子。热载流子的能量较高，而且它们存在于器件沟道中，容易穿越界面势垒，注入到栅氧化层，被栅氧化层中的电荷陷阱俘获或者在Si-SiO2界面产生界面态，从而引起器件有关参数发生变化，如阈值电压、跨导以及饱和区漏极电流等参数。当因栅氧化层积累电荷导致阈值电压和跨导退化超过一定限值时，将会导致器件的失效。热载流子注入效应(HotCarriersInjection，HCI)是影响器件性能参数的重要因素，是导致器件失效率较高的失效机理之一。为了能够提前预测芯片由于HCI效应导致的MOS管参数退化问题，需要开展可靠性预测工作。传统的可靠性预测技术由于无法预测芯片所处环境和工作情况，已经不能适应现代超大规模集成(ULSI)电路系统的需要，急待探索新的可靠性预测技术手段。
技术实现思路
基于此，有必要针对由于HCI效应导致的MOS管参数退化的问题，提供一种MOS管参数退化的失效预警电路。一种MOS管参数退化的失效预警电路，包括MOS管应力施加电路、差分放大电路、放大输出电路和比较电路；MOS管应力施加电路与差分放大电路连接，差分放大电路与放大输出电路连接，放大输出电路与比较电路连接；MOS管应力施加电路接收测试激励，对MOS管应力施加电路中的MOS管施加应力，MOS管应力施加电路输出对应的信号，对应的信号经过差分放大电路进行差分放大，经过放大输出电路进行放大平移，再经过比较电路与预设参考值进行比较，获得MOS管参数退化预警信号。根据上述本专利技术的方案，MOS管参数退化的失效预警电路中通过MOS管应力施加电路对其中的MOS管施加应力，加速MOS管的参数退化，并输出对应的信号，经过差分放大电路进行差分放大，再经过放大输出电路进行放大平移，最后经过比较电路可获得MOS管参数退化预警信号，根据MOS管参数退化预警信号可实时了解MOS管的参数退化情况。在本方案中，利用了差分放大电路，消除了MOS管应力施加电路的噪声和工艺偏差，同时对输出信号进行了放大，从而提高了对抗噪声的能力，增强了预警电路的灵敏性。附图说明图1是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路的结构示意图；图2是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路中MOS管应力施加电路的结构示意图；图3是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路中差分放大电路的结构示意图；图4是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路中放大输出电路的结构示意图；图5是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路中比较电路的结构示意图；图6是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路中的锁存输出电路的结构示意图；图7是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路的结构示意图；图8是其中一个实施例中MOS管参数退化的失效预警电路的具体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。参见图1所示，为本专利技术的MOS管参数退化的失效预警电路的实施例。该实施例中的MOS管参数退化的失效预警电路，包括MOS管应力施加电路100、差分放大电路200、放大输出电路300和比较电路400；MOS管应力施加电路100与差分放大电路200连接，差分放大电路200与放大输出电路300连接，放大输出电路300与比较电路400连接；MOS管应力施加电路接收测试激励，对MOS管应力施加电路中的MOS管施加应力，MOS管应力施加电路输出对应的信号，对应的信号经过差分放大电路进行差分放大，经过放大输出电路进行放大平移，再经过比较电路与预设参考值进行比较，获得MOS管参数退化预警信号。在本实施例中，MOS管参数退化的失效预警电路中通过MOS管应力施加电路对其中的MOS管施加应力，加速MOS管的参数退化，并输出对应的信号，经过差分放大电路进行差分放大，再经过放大输出电路进行放大平移，最后经过比较电路可获得MOS管参数退化预警信号，根据MOS管参数退化预警信号可实时了解MOS管的参数退化情况。利用差分放大电路消除了MOS管应力施加电路的噪声和工艺偏差，同时对输出信号进行了放大，从而提高了对抗噪声的能力，增强了预警电路的灵敏性。在其中一个实施例中，如图2所示，MOS管应力施加电路100包括第一MOS管101、第二MOS管102、第三MOS管103、第四MOS管104、第一开关105、第二开关106、第三开关107、第四开关108、第五开关109、第六开关110、第七开关111和第八开关112；第一MOS管101的源极和第二MOS管102的源极均连接第一电源VDD1，第一MOS管101的栅极和第二MOS管102的栅极均连接第一偏置电压VB1，第一MOS管的漏极通过第一开关105连接第三MOS管103的栅极，第二MOS管102的漏极通过第二开关106连接第四MOS管104的栅极；第三MOS管103的栅极通过第三开关107连接第一测试激励Vg_stress，第三MOS管103的漏极通过第四开关108连接第二测试激励Vd_stress，第三MOS管103的栅极和漏极通过第五开关109连接，第三MOS管103的源极接地；第四MOS管104的栅极通过第六开关110接地，第四MOS管104的漏极通过第七开关111接地，第四MOS管104的栅极和漏极通过第八开关112连接，第四MOS管104的源极接地；第三MOS管103的栅极和第四MOS管104的栅极作为双端输出口与差分放大电路200的双端输入口连接。在本实施例中，MOS管应力施加电路与其所在的主电路经历同样的工作环境，且经受更加严厉的应力退化，因此能够提前于主电路发生退化，便于针对MOS管的退化进行预警。优选的，MOS管应力施加电路中的第三MOS管103和第四MOS管104为应力施加对管，第三MOS管103为应力施加管，第四MOS管104为参考管,第三MOS管103和第四MOS管104与MOS管参数退化的失效预警电路所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOS管参数退化的失效预警电路，其特征在于，包括MOS管应力施加电路、差分放大电路、放大输出电路和比较电路；所述MOS管应力施加电路与所述差分放大电路连接，所述差分放大电路与所述放大输出电路连接，所述放大输出电路与所述比较电路连接；所述MOS管应力施加电路接收测试激励，对所述MOS管应力施加电路中的MOS管施加应力，所述MOS管应力施加电路输出对应的信号，所述对应的信号经过所述差分放大电路进行差分放大，经过所述放大输出电路进行放大平移，再经过所述比较电路与预设参考值进行比较，获得MOS管参数退化预警信号。

【技术特征摘要】
1.一种MOS管参数退化的失效预警电路，其特征在于，包括MOS管应力
施加电路、差分放大电路、放大输出电路和比较电路；
所述MOS管应力施加电路与所述差分放大电路连接，所述差分放大电路与
所述放大输出电路连接，所述放大输出电路与所述比较电路连接；
所述MOS管应力施加电路接收测试激励，对所述MOS管应力施加电路中
的MOS管施加应力，所述MOS管应力施加电路输出对应的信号，所述对应的
信号经过所述差分放大电路进行差分放大，经过所述放大输出电路进行放大平
移，再经过所述比较电路与预设参考值进行比较，获得MOS管参数退化预警信
号。
2.根据权利要求1所述的MOS管参数退化的失效预警电路，其特征在于，
所述MOS管应力施加电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第
四MOS管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、
第七开关和第八开关；
所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极均连接第一电源，所述
第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极均连接第一偏置电压，所述第一
MOS管的漏极通过所述第一开关连接所述第三MOS管的栅极，所述第二MOS
管的漏极通过所述第二开关连接所述第四MOS管的栅极；
所述第三MOS管的栅极通过所述第三开关连接第一测试激励，所述第三
MOS管的漏极通过所述第四开关连接第二测试激励，所述第三MOS管的栅极
和漏极通过所述第五开关连接，所述第三MOS管的源极接地；
所述第四MOS管的栅极通过所述第六开关接地，所述第四MOS管的漏极
通过所述第七开关接地，所述第四MOS管的栅极和漏极通过所述第八开关连接，
所述第四MOS管的源极接地；
所述第三MOS管的栅极和所述第四MOS管的栅极作为双端输出口与所述
差分放大电路的双端输入口连接。
3.根据权利要求1所述的MOS管参数退化的失效预警电路，其特征在于，
所述差分放大电路包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS
管和第九MOS管；
所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷登云，陈义强，侯波，何春华，黄云，恩云飞，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44