芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法技术

本发明专利技术涉及芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法。修调方法包括：根据熔烧前测试的电参数初始值和电参数目标值用公式计算粗略预修调值，转换得粗略预修调的反熔丝组合；根据粗略预修调反熔丝组合对反熔丝进行粗略虚拟熔烧并测试出粗略电参数值；用设计的电参数的修调步长和粗略电参数值以及电参数目标值计算出预修调值偏差；根据预修调值偏差确定精准预修调范围，按精准预修调范围内的每个反熔丝修调组合对反熔丝进行虚拟熔烧并测试出对应的电参数预修调值，当在某个反熔丝组合下，测试到的电参数值和目标值最接近时，得到精准反熔丝组合；按照精准反熔丝组合对反熔丝进行熔烧，测试验证电参数最终值和目标值之间的误差是否满足要求。差是否满足要求。差是否满足要求。

【技术实现步骤摘要】
芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法


[0001]本专利技术属于集成电路
，特别涉及一种用CMOS低压工艺实现反熔丝的芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法。

技术介绍

[0002]反熔丝通常是指通过一定电压或电流进行熔烧使其从原来的开路状态不可逆的转变到短路状态的这一类器件和电路，一般应用于调整电路中的某些电参数，比如：基准电压、频率等等。
[0003]而反熔丝修调电路就是对反熔丝进行熔烧和检测的电路，反熔丝修调电路除了要保证可靠稳定的对反熔丝进行熔烧之外，还必须保证熔烧时集成电路中其它器件和电路不会被损伤，同时还要能检测出反熔丝的开、短路状态。
[0004]图1所示是反熔丝修调电路的传统电路之一，图1中所示只是其中一位反熔丝及其修调电路，即第i(i=1,2,3,
…
,n)位，图1中，反熔丝AFi采用PMOS场效应管实现；INVi1和INVi2是反相器；NMi1～NMi3是NMOS场效应管；信号FSi是反熔丝位选择信号，在测试状态下，当需要熔烧某位反熔丝时，其对应的FSi被设置为低电平，使得NMi1导通、NMi2关断，而其它位的FSi被设置为高电平；在工作状态下，所有位的FSi信号都被设置为高电平；电压VB给NMi3提供偏置电压，使得当NMi3的漏极电压足够高时，NMi3流过恒定的电流。这样，在测试状态下，NMi1导通，AFi的栅极就连接到地，在Ti上加上合适的高电压并限流，该高电压大于PMOS反熔丝AFi的栅氧击穿电压，反熔丝AFi的栅氧被击穿，就会被安全的熔短路；在工作状态下，Ti被设置为正常的工作电压，所有位的NMi1关闭、NMi2导通，如果某位反熔丝AFi是开路的，则其对应的NMi3漏极被下拉到低电平，TSi(i=1,2,3,
…
,n)就会输出高电平，如果某位反熔丝AFi被熔短路了，则其对应的NMi2漏极电压等于Ti上的电压，NMi3漏极电压变高，TSi(i=1,2,3,
…
,n)就会输出低电平，然后各位反熔丝修调电路的TSi(i=1,2,3,
…
,n)信号经过逻辑运算，就可以去控制调整基准电压等电参数了。
[0005]图1所示的电路中，如果PMOS反熔丝AFi、NMOS场效应管NMi1～NMi3和反相器INVi1和INVi2都采用标准CMOS低压工艺的常规器件来实现，则PMOS反熔丝AFi的栅氧击穿电压就会远大于NMi1、NMi2等器件的漏
‑
源耐压，那么当反熔丝AFi被熔短路时，NMi1、NMi2等器件就可能被损坏。图1电路既要可靠稳定的熔烧反熔丝，又要保证熔烧时集成电路中其它器件和电路不会被损伤，只有两种解决方案：第一种方案，反熔丝AFi采用特别设计的结构和电路或者增加额外的层次，使得反熔丝AFi的熔烧电压低于常规器件的耐压，但是，这种方案会增加集成电路的成本，并降低集成电路的工艺兼容性，有的还需要IP授权；第二种方案是采用高压工艺来实现，反熔丝AFi、NMOS场效应管NMi3、反相器INVi1和INVi2都采用低压器件，而NMOS场效应管NMi1、NMi2都采用高压器件，并且这些高压器件的耐压要远大于反熔丝AFi的熔烧电压。但是，这种方案同样会增加集成电路的成本，并降低集成电路的工艺兼容性。
[0006]现有的各种反熔丝修调电路都存在着工艺兼容性差或者电路成本高的缺点。
[0007]传统的反熔丝修调方法有两种：第一种方法，首先推导出所调电参数的理论修调公式，然后在熔烧前测试出该电参数的初始值，再根据初始值和目标值用理论公式计算出修调值，对修调值进行四舍五入或者取整后进行转换（比如，转换为二进制数）就找到所需烧调的反熔丝组合了，然后按位对各位反熔丝进行熔烧，熔烧完成后，再测试验证电参数是否达到目标值。该修调方法的缺点是受器件匹配精度、运放或比较器失调电压和测试误差等随机因素影响，理论公式计算值和测试值存在较大误差，使得测试生产良率降低，电参数精度不高，从而降低了集成电路的产品品质。
[0008]第二种方法，增加预修调电路对所调电参数进行遍历预修调，预修调电路可以放在芯片内部，也可以在生产测试时放在芯片外部，通过程序控制使得所调电参数在最小值和最大值之间单调变化，并输出所有可能的电参数值，这些电参数值和各种可能的反熔丝组合一一对应，当在某个反熔丝组合下，测试到的电参数值和目标值最接近时，记下该反熔丝组合，然后按照该反熔丝组合对各位反熔丝进行熔烧，熔烧完成后，再测试验证电参数是否达到目标值。该修调方法的缺点是在预修调过程中，所有可能的反熔丝组合都要测试一次，当反熔丝位比较多时，生产测试时间长、效率低，如果反熔丝位有n位，则需要测试2
n
个值，比如，当反熔丝位有10位时，需要测试1024个值。

技术实现思路

[0009]本专利技术解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的不足而提供一种利用反熔丝熔烧前后的开、短路特性通过控制芯片外围开关，实现反熔丝的虚拟熔烧和电参数的预修调，通过预修调提高所调整电路参数的精度，粗略预修调和精准预修调相结合，极大地简化了预修调过程，缩短了预修调时间，提高修调效率并降低了生产测试成本的芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法。
[0010]本专利技术的技术解决方案是所述芯片外围反熔丝预修调电路的修调方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴
熔烧前测试出电参数TEP的初始值TEP_i；
⑵
根据初始值TEP_i与目标值TEP_t，用理论公式计算并四舍五入或取整后得到粗略预修调值N_i，将粗略预修调值N_i进行转换得到粗略预修调的反熔丝组合；
⑶
根据粗略预修调反熔丝组合按位对各位反熔丝进行粗略虚拟熔烧并测试出TEP的粗略电参数值TEP_r；
⑷
假设理论上设计的电参数TEP的修调步长为PTS，计算粗略电参数值偏差TEP_d=TEP_t
‑
TEP_r，计算TEP_d/PTS，取绝对值并四舍五入或取整后得到粗略预修调值的偏差N_d；
⑸
根据所述偏差N_d确定N
‑
amin至N
‑
amax范围，从N
‑
amin至N
‑
amax范围进行遍历预修调，计算出N
‑
amin到N
‑
amax范围内的反熔丝修调组合，对每个反熔丝修调组合按位对各位反熔丝进行虚拟熔烧并测试出对应的TEP预修调值，所述TEP预修调值和各反熔丝组合一一对应，当在某个反熔丝组合下，测试到的电参数值和目标值最接近时，得到精准反熔丝组合和对应的精准预修调值N
‑
a；
⑹
按照精准预修调值N
‑
a和对应的精准反熔丝组合对各位反熔丝按位进行熔烧，
熔烧完成后，再测试验证电参数TEP的最终值TEP_f和目标值TEP_t之间的误差是否满足要求。
[0011]作为优选：步骤
⑵
所述的理论公式：TEP=K1+K2*N<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片外围反熔丝预修调电路的修调方法，其持征在于，包括以下步骤：
⑴
熔烧前测试出电参数TEP的初始值TEP_i；
⑵
根据初始值TEP_i与目标值TEP_t，用理论公式计算并四舍五入或取整后得到粗略预修调值N_i，将粗略预修调值N_i进行转换得到粗略预修调的反熔丝组合；
⑶
根据粗略预修调反熔丝组合按位对各位反熔丝进行粗略虚拟熔烧并测试出TEP的粗略电参数值TEP_r；
⑷
假设理论上设计的电参数TEP的修调步长为PTS，计算粗略电参数值偏差TEP_d=TEP_t
‑
TEP_r，计算TEP_d/PTS，取绝对值并四舍五入或取整后得到粗略预修调值的偏差N_d；
⑸
根据所述偏差N_d确定N
‑
amin至N
‑
amax范围，从N
‑
amin至N
‑
amax范围进行遍历预修调，计算出N
‑
amin到N
‑
amax范围内的反熔丝修调组合，对每个反熔丝修调组合按位对各位反熔丝进行虚拟熔烧并测试出对应的TEP预修调值，所述TEP预修调值和各反熔丝组合一一对应，当在某个反熔丝组合下，测试到的电参数值和目标值最接近时，得到精准反熔丝组合和对应的精准预修调值N
‑
a；
⑹
按照精准预修调值N
‑
a和对应的精准反熔丝组合对各位反熔丝按位进行熔烧，熔烧完成后，再测试验证电参数TEP的最终值TEP_f和目标值TEP_t之间的误差是否满足要求。2.根据权利要求1所述芯片外围反熔丝预修调电路的修调方法，其特征在于，步骤
⑵
所述的理论公式：TEP=K1+K2*N
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(1)式中：TEP是基准电压；K1是一个未知量，随温度、工艺和电源电压变化，但在相同测试条件下是一个常数；所述相同测试条件：温度相同，工艺角相同，电源电压相同，同一颗芯片；K2是一个预先设计的常数，是已知的；N是修调值，将N转换后得到反熔丝的修调组合，N的最大值是预先设计好的，也是已知的，N的最小值为零，也就是不修调；不修调时，N=0，代入公式(1)得到电参数TEP的初始值TEP_i：TEP_i=K1
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(2)而电参数TEP的目标值TEP_t也是已知的，代入公式(1)得：TEP_t=K1+K2*N_i
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(3)结合公式(2)、(3)得到粗略预修调值N_i：N_i=(TEP_t
‑
TEP_i)/K2
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(4)。3.根据权利要求1所述芯片外围反熔丝预修调电路的修调方法，其特征在于，所述步骤
⑶
与所述步骤
⑸
进一步包括：芯片外围通过控制对应的开关Si(i=1,2,3,
…
,n)对相应位的反熔丝进行虚拟熔烧，即第一熔烧电压Ti(i=1,2,3,

【专利技术属性】
技术研发人员：毛晓峰，黄朝刚，李剑，
申请(专利权)人：泉芯电子技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：