识别工艺拐点的技术制造技术

技术编号:17958297 阅读:21 留言:0更新日期:2018-05-16 04:46
本发明专利技术提供用于识别工艺拐点的方法及设备。提供用于识别集成电路IC的工艺拐点的例示性方法。所述IC具有第一不对称环形振荡器ARO1,所述第一不对称环形振荡器包含具有低阈值电压LVT的上拉晶体管及具有常规阈值电压RVT的下拉晶体管;且具有第二不对称环形振荡器ARO2,所述第二不对称环形振荡器包含具有RVT的上拉晶体管及具有LVT的下拉晶体管。所述例示性方法包含:将致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作的超低电源供应电压施加到所述ARO1及所述ARO2;测量所述ARO1的输出频率;测量所述ARO2的输出频率;计算所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的计算比率;及比较所述计算比率与基准比率以识别所述工艺拐点。

Technology for identifying the turning point of the process

The invention provides a method and device for identifying process turning points. An exemplary method for identifying process inflexion points of integrated circuit IC is provided. The IC has a first asymmetric ring oscillator ARO1, which contains a pull transistor with a low threshold voltage LVT and a drop-down transistor with a conventional threshold voltage RVT, and has a second asymmetric ring oscillator ARO2, and the second asymmetric ring oscillator contains a pull up crystal with a RVT. The tube and the drop-down transistor with LVT. The exemplary method includes: applying the ultra low power supply voltage that causes the integrated circuit to operate at a state near the fault edge to the ARO1 and the ARO2, measuring the output frequency of the ARO1, measuring the output frequency of the ARO2, calculating the transmission frequency of the ARO1 and the output frequency of the ARO2. The ratio of the calculation and the ratio of the calculated ratio to the reference ratio are used to identify the technological inflection point.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】识别工艺拐点的技术
本专利技术大体来说涉及电子学,且更具体来说(但非排他地)涉及识别集成电路芯片上的电路的工艺拐点的方法及设备。
技术介绍
消费者需求具有持久电池寿命的电子装置。电池寿命可通过实施较低操作电压来增加。可通过减少集成电路的操作电压来减少集成电路的功率消耗。如果集成电路的操作电压减少到过低的值,则集成电路将发生故障。因此,集成电路的最小操作电压被限制于集成电路可起作用的值。在理想条件下,当制作集成电路的多个复本时,集成电路中的每一者将具有相同最小操作电压。然而,实际上,在制作多个集成电路时,由于每一相应集成电路的内部特征的天然发生的变化,每一电路与其它电路稍微不同。所述变化中的一些变化可包含区域中的掺杂剂浓度的变化、结构尺寸的变化(例如,宽度、长度、层厚度及其类似物),及其类似物。因此,特定集成电路可起作用的特定集成电路的相应最小操作电压可不同于同一制作批次中的不同集成电路的最小操作电压。因此,特定制作批次的功能产率可针对不同最小操作电压而不同。为使功能产率最佳化,确定工艺拐点。工艺拐点为集成电路可不起作用的最小所需操作值的极端范围。操作值可包含工艺(P)、电压(V)(例如,操作电压)及温度(T),也以其首字母“PVT”而被知晓。工艺拐点的曲线可组合并用图形表示为几何形状。以在那个几何形状的界限内的操作值操作的任何集成电路应起作用。使用两个字母指工艺拐点。第一字母指N沟道金属氧化物硅场效应晶体管(NMOS)拐点,且第二字母指P沟道金属氧化物硅场效应晶体管(PMOS)拐点(例如,(NP))。两个字母中的任一者可指典型拐点(T)、快拐点(F)或慢拐点(S)。因此,两个群组中存在五个拐点。第一群组具有对称拐点,其中NMOS晶体管及PMOS晶体管在操作值变化(例如,大体上变化到极值)时以类似方式动作。第一群组包含典型-典型拐点(TT)、快-快拐点(FF)及慢-慢拐点(SS)。第二群组具有不对称拐点,其中NMOS晶体管及PMOS晶体管在操作值变化时不以类似方式动作。第二群组包含快-慢(FS)拐点及慢-快(SF)拐点。举例来说,当在不对称拐点附近或在其处操作时,集成电路中的PMOS晶体管可比相同集成电路中的互补NMOS晶体管更快切换,此导致不平衡切换。在实例中,不平衡切换可将不正确数字逻辑值注入及传播到由集成电路执行的工艺中。此外,快晶体管具有比慢晶体管高的电流(作用中电流及泄漏电流)。通常,电流经设计用于对称工艺拐点(例如,SS或TT)处的最佳性能。因此在分裂拐点中,NMOS晶体管与PMOS晶体管之间的电流比率从最佳设计参数偏移且电路性能降级。此对例如触发器及存储器位元胞的“比率”电路尤其重要,其中设计的功能性取决于NMOS与PMOS之间的有限允许电流比率范围。当集成电路(IC)以较小尺寸制作时,工艺变化对晶体管特性的影响变得更显著且个别晶体管(甚至在单个集成电路芯片中)的阈值电压在工艺拐点上变化显著。工艺拐点表示集成电路芯片内的IC的参数变化的极限。通常,在跨越芯片的IC装置中存在折衷;其可为快速且泄漏的或缓慢且较不泄漏的。例如,可通过对晶体管施加体偏压以变更这些晶体管的阈值电压来调整这些特性。从适应性体偏压(ABB)可以个别IC为基础变更芯片上的IC的性能特性,且借此减少装置变化且增加芯片上的装置的可使用产率。因此,此项技术中需要能够检测这些工艺拐点以便补偿集成电路芯片内的IC的变化的特性。
技术实现思路

技术实现思路
提供对本教示内容的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
在细节上并非详尽的,且既不意欲识别所有关键特征也不意欲限制权利要求书的范围。提供用于识别集成电路的工艺拐点的例示性方法及设备。在例示性方法中,集成电路具有第一不对称环形振荡器(ARO1),其包含具有低阈值电压(LVT)的上拉晶体管及具有常规阈值电压(RVT)的下拉晶体管;及第二不对称环形振荡器(ARO2),其包含具有RVT的上拉晶体管及具有LVT的下拉晶体管。例示性方法包含:将超低电源供应电压施加到ARO1及ARO2。所施加超低电源供应电压致使集成电路在接近故障边缘的状态下操作。方法还包含:测量ARO1的输出频率,测量ARO2的输出频率,计算ARO1的输出频率与ARO2的输出频率的比率,及比较计算比率与基准比率。基准比率为在典型-典型(TT)、慢-慢(SS)或快-快(FF)工艺拐点处ARO1的输出频率与ARO2的输出频率的比率。如果计算比率大于基准比率的第一倍数,或小于基准比率的第二倍数,则集成电路及芯片的(制造)工艺变化的值大体上处于不对称工艺拐点处。另外,可确定不对称的方向。如果计算比率大于常数“A”乘以基准比率,则不对称拐点为快-慢拐点(FS)(即,n型场效应晶体管(NFET)为快,p型场效应晶体管(PFET)为慢)。如果计算比率小于常数“B”乘以基准比率,则不对称拐点为慢-快拐点(SF)(即,n型场效应晶体管(NFET)为慢;p型场效应晶体管(PFET)为快)。如果计算比率不满足上述测试,则集成电路及芯片的(制造)工艺变化的值大体上处于对称工艺拐点处—在此状况下,可通过比较ARO1或ARO2输出频率与第一阈值频率(例如针对TT裸片所测量的基线频率)来可辨别工艺拐点处于SS抑或FF处。如果ARO1或ARO2输出频率小于第一阈值频率,则工艺更倾向于SS(例如,大体上处于SS工艺拐点且因此经识别为大体上处于SS工艺拐点处)。如果ARO1或ARO2输出频率大于第一阈值频率,则工艺更倾向于FF(例如,阈值大体上处于FF工艺拐点处且因此经识别为大体上处于FF工艺拐点处)。ARO1的输出频率除以ARO2的输出频率的比率为数字值,且基准比率为数字值。任选地,如果集成电路进一步包含对称环形振荡器(RO),所述对称环形振荡器包含具有常规阈值电压(RVT)的上拉晶体管及具有RVT的下拉晶体管,则方法可包含:将超低电源供应电压施加到RO,测量RO的输出频率,及比较RO的输出频率的值与第二阈值频率(例如,针对TT裸片所测量的基线频率)。所施加超低电源供应电压致使集成电路在接近故障边缘的状态下操作。如果绝对RO输出频率小于第二阈值频率,则工艺更倾向于SS(例如,大体上处于SS工艺拐点处且因此经识别为大体上处于SS工艺拐点处)。如果绝对RO输出频率大于第二阈值频率,则工艺更倾向于FF(例如,大体上处于FF工艺拐点处且因此经识别为大体上处于FF工艺拐点处)。方法可任选地包含:在集成电路的衬底上形成ARO1及ARO2。方法可任选地包含:将集成电路集成到移动装置、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、平板计算机、计算机,其类似物,或其组合中。在又一实例中,提供非暂时性计算机可读媒体,其包括存储于其上的处理器可执行指令,所述处理器可执行指令经配置以致使处理器起始上述方法的至少一部分。非暂时性计算机可读媒体可与例如以下各项的装置集成:移动装置、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、平板计算机、计算机,其类似物,或其组合。在另一实例中,提供第一设备,其经配置以识别集成电路的工艺拐点。第一设备包含经集成为集成电路的一部分的第一不对称环形振荡器(ARO1)。ARO1包含具有低阈值电压(LVT)的上拉晶体管及具有常规阈值电压(RVT)的下本文档来自技高网
...
识别工艺拐点的技术

【技术保护点】
一种用于识别集成电路的工艺拐点的方法,所述集成电路具有:第一不对称环形振荡器ARO1,其包含具有低阈值电压LVT的上拉晶体管及具有常规阈值电压RVT的下拉晶体管;及第二不对称环形振荡器ARO2,其包含具有RVT的上拉晶体管及具有LVT的下拉晶体管,所述方法包括:将超低电源供应电压施加到所述ARO1及所述ARO2,其中所述所施加超低电源供应电压致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作;测量所述ARO1的输出频率;测量所述ARO2的输出频率;计算所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的计算比率;及比较所述计算比率与基准比率,其中所述基准比率为在典型‑典型TT工艺拐点、慢‑慢SS工艺拐点,或快‑快FF工艺拐点处所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的比率,且其中如果所述计算比率大于所述基准比率的第一倍数或小于所述基准比率的第二倍数,则所述集成电路的制造工艺变化的值大体上处于不对称工艺拐点处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 US 62/232,486;2016.02.04 US 15/015,5471.一种用于识别集成电路的工艺拐点的方法,所述集成电路具有:第一不对称环形振荡器ARO1,其包含具有低阈值电压LVT的上拉晶体管及具有常规阈值电压RVT的下拉晶体管;及第二不对称环形振荡器ARO2,其包含具有RVT的上拉晶体管及具有LVT的下拉晶体管,所述方法包括:将超低电源供应电压施加到所述ARO1及所述ARO2,其中所述所施加超低电源供应电压致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作;测量所述ARO1的输出频率;测量所述ARO2的输出频率;计算所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的计算比率;及比较所述计算比率与基准比率,其中所述基准比率为在典型-典型TT工艺拐点、慢-慢SS工艺拐点,或快-快FF工艺拐点处所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的比率,且其中如果所述计算比率大于所述基准比率的第一倍数或小于所述基准比率的第二倍数,则所述集成电路的制造工艺变化的值大体上处于不对称工艺拐点处。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的所述比率为数字值,且所述基准比率为数字值。3.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括以下步骤中的至少一者:比较所述ARO1的所述输出频率与阈值,其中如果所述ARO1的所述输出频率小于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO1的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点;及比较所述ARO2的所述输出频率与所述阈值,其中如果所述ARO2的所述输出频率小于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO2的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述集成电路进一步包含对称环形振荡器RO,所述对称环形振荡器包含具有RVT的上拉晶体管及具有RVT的下拉晶体管,所述方法进一步包括:将所述超低电源供应电压施加到所述RO,其中所述所施加超低电源供应电压致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作;测量所述RO的输出频率;及比较所述RO的所述输出频率的值与阈值;其中如果所述值等于或低于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点。5.根据权利要求4所述的方法,其中所述阈值为数字值。6.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:在所述集成电路的衬底上形成所述ARO1及所述ARO2。7.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:将所述集成电路集成到移动装置、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、平板计算机、计算机,或其组合中。8.一种经配置以识别集成电路的工艺拐点的设备,其包括:第一不对称环形振荡器ARO1,其经集成为所述集成电路的一部分,其中所述ARO1包含具有低阈值电压LVT的上拉晶体管及具有常规阈值电压RVT的下拉晶体管;第二不对称环形振荡器ARO2,其经集成为所述集成电路的一部分,其中所述ARO2包含具有RVT的上拉晶体管及具有LVT的下拉晶体管;用于将超低电源供应电压施加到所述ARO1及所述ARO2的装置,其中所述所施加超低电源供应电压致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作;用于测量所述ARO1的输出频率的装置;用于测量所述ARO2的输出频率的装置;用于计算所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的计算比率的装置;及用于比较所述计算比率与基准比率的装置,其中所述基准比率为在典型-典型TT工艺拐点、慢-慢SS工艺拐点,或快-快FF工艺拐点处所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的比率,且其中如果所述计算比率大于所述基准比率的第一倍数或小于所述基准比率的第二倍数,则所述集成电路的制造工艺变化的值大体上处于不对称工艺拐点处。9.根据权利要求8所述的设备,其中所述ARO1的所述输出频率与所述ARO2的所述输出频率的所述比率为数字值,且所述基准比率为数字值。10.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括以下步骤中的至少一者:用于比较所述ARO1的所述输出频率与阈值的装置,其中如果所述ARO1的所述输出频率小于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO1的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点;及用于比较所述ARO2的所述输出频率与所述阈值的装置,其中如果所述ARO2的所述输出频率小于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO2的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点。11.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:对称环形振荡器RO,其与所述集成电路集成,其中所述RO包含具有RVT的上拉晶体管及具有RVT的下拉晶体管;用于将所述超低电源供应电压施加到所述RO的装置,其中所述所施加超低电源供应电压致使所述集成电路在接近故障边缘的状态下操作;用于测量所述RO的输出频率的装置;及用于比较所述RO的所述输出频率的值与阈值的装置,其中如果所述值等于或低于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述SS工艺拐点,且如果所述ARO的所述输出频率大于所述阈值,则所述集成电路的所述制造工艺变化的所述值更倾向于所述FF工艺拐点。12.根据权利要求8所述的设备,其中所述阈值为数字值。13.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:移动装置、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、平板计算机、计算机,或其组合,所述集成电路为其组成部分。14.一种经配置以识别集成电路的工艺拐点的设备,其包括:第一不对称环形振荡器ARO1,其经集成为所述集...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒲宇吉比·萨姆森肯德里克·海·良·袁
申请(专利权)人:高通股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1