电容值测定用电路及布线特性的分析方法技术

本发明专利技术的电容值测定用电路中，ＰＭＯＳ晶体管（ＭＰ２）和ＮＭＯＳ晶体管（ＭＮ２）的漏极之间的端子（Ｐ２）与节点（Ｎ１）电连接，在节点（Ｎ１）和节点（Ｎ２）之间作为测定电容形成部形成了耦合电容（Ｃｃ）。节点（Ｎ２）经由端子（Ｐ２）与ＮＯＭＳ晶体管（ＭＮ３）连接到焊盘（５８），在ＰＯＭＳ晶体管（ＭＰ１）和ＮＭＯＳ晶体管（ＭＮ１）的漏极之间的端子（Ｐ３）与节点（Ｎ３）相连。在节点（Ｎ３）上设置基准电容（Ｃｒｅｆ）作为伪电容。通过电流计（６１）与电流计（６２）分别测定从电源分别供给节点（Ｎ３）与节点（Ｎ１）的电流（Ｉｒ）与电流（Ｉｔ），且通过电流计（６３）测定从节点（Ｎ２）感应的流入接地电平的电流（Ｉｍ）。从而，得到可将测定目标的电容成分分离后进行测定的ＣＢＣＭ用电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用CBCM(Charge Based Capacitance Measurement基于充电的电容测量方法)的CBCM用电路以及采用该方法的电容值测定方法。
技术介绍
CBCM用电路是在LCR测量仪等AC测定器中不能获得足够精度的fF以下级(10-15F以下)的电容值测定用电路，公开于非专利文献“一种片上10-18F互连基于充电的电容测量(CBCM)技术”(JamesC.Chen，外3名、“An On-Chip Attofarad Interconnect Charge-BasedCapacitance Measurement(CBCM)Technique”，IEDM TechnialDigest、1996，pp.69-72)。并且，可单独测定布线的一部分电容的改良型CBCM用电路公开于美国专利文献USP6,300,765的说明书中。但是，传统的CBCM用电路及改良型CBCM用电路中，布线的整体电容或部分电容等测定目标的电容被固定，因此，难以将测定目标的电容成分分离后进行测定。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述课题，提供可将测定目标的成分分离后进行测定的CBCM用电路。本专利技术第一方面的电容值测定用电路中设有第一～第三端子和对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，以及对从所述第二端子感应的第二电流加以检测的第二电流检测部和对供给所述第三端子的第三电流加以检测的第三电流检测部。所述第一端子附带第一电容，所述第一电容包含成为测定目标的第一与第二电容成分和测定目标外的目标外电容成分，所述第三端子附带伪电容，所述伪电容表示与所述目标外电容成分相同的电容值，为了使所述第一端子附带所述第一电容成分，还设有在所述第一端子和所述第二端子之间设置的测定电容形成部，所述测定电容形成部与所述第一～第三端子和所述第一～第三电流检测部共同构成电容值测定部。本专利技术第二方面的电容值测定用电路中设有第一端子，预定数的第二端子，对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，以及对来自公共信号线的第二电流加以检测的第二电流检测部。所述第一端子附带第一电容，所述第一电容包含第一与第二电容成分，所述第一电容成分包含预定数的第一电容成分，为了附带所述第一电容成分，还在所述第一端子和所述预定数的第二端子之间设置测定电容形成部，所述测定电容形成部在所述第一端子和所述预定数的第二端子之间设置所述预定数的第一电容成分。还设有这样的选择部，在基于小于所述预定数的位数的外部信号选择所述预定数的第二端子中的任一个作为选择端子，将从该选择端子感应的所述第二电流传送到所述公共信号线。本专利技术第三方面的电容值测定用电路中设有第一端子与第二端子，对供给所述第一端子的供给电流加以检测的电流检测部，设定为将所述第二端子连接到固定电位的第一状态和使所述第一、第二端子之间短路的第二状态中的任一状态的端子状态切换部，以及在所述第一、第二端子之间设有包括含有第一与第二二电容成分的测定电容的测定电容形成部。所述测定电容形成部与所述第一与第二端子、所述电流检测部以及所述端子状态切换部共同构成电容值测定部。本专利技术第四方面的电容值测定用电路中设有第一与第二端子，第一与第二焊盘，对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，对供给所述第二端子的第二电流加以检测的第二电流检测部，以及与所述第一端子电连接的环形负载部。所述环形负载部包含按第一、第二的顺序串联的第一与第二反相器。所述第一反相器包含其一个电极与控制电极共同电连接到所述第一焊盘的第一导电型的第一晶体管，其一个电极与控制电极共同电连接到所述第二焊盘的第二导电型的第二晶体管。所述第一与第二晶体管的控制电极相互电隔离，所述第一与第二晶体管的另一电极共同电连接到所述第一端子。依据本专利技术第一方面的电容值测定用电路，基于在第一～第三电流检测部上检出的第一～第三电流值，从第一电容中分离出第一与第二电容成分与目标外电容成分，能够个别地测定第一与第二电容成分。依据本专利技术第二方面的电容值测定用电路，基于在第一与第二电流检测部上检出的第一与第二电流值，从第一电容中分离出预定数的第一电容成分中的一个和第二电容成分，然后进行测定。此时，由于能够作为从公共信号线获得的一个第二电流检出来自预定数的第二端子的电流，能够仅用一个第二电流检测用外部焊盘完成检测。依据本专利技术第三方面的电容值测定用电路，由于能够基于第一与第二状态下的各供给电流值测定第一与第二电容成分，能够仅以检出一个供给电流来个别地测定测定电容的第一与第二电容成分。在本专利技术第四方面的电容值测定用电路的环形负载部中构成第一反相器的第一与第二晶体管的控制电极相互电隔离，第一与第二晶体管的控制电极与一个电极同时分别电连接到第一与第二焊盘，因此，通过分别对第一与第二焊盘供给使第一与第二晶体管确实截止的固定电位后测定第一端子所附带的电容，能够实质地将在电容测定时流入第一与第二晶体管的漏电流设定为“0”。结果，由于能够高精度地检出第一端子所附带的环形负载部的电容，能够基于高精度测定的环形负载部的电容，提高利用环形振荡器的电路模拟器的AC验证精度。附图说明图1是表示本专利技术实施例1的CBCM用电路的结构的电路图。图2是表示实施例1的CBCM用电路动作的时间图。图3是表示测定布线或伪布线的具体例的平面图。图4是表示图3的A-A′截面的剖视图。图5是以与阱区之间的关系示意表示实施例2的CBCM用电路的结构的说明图。图6是表示在图5的CBCM用电路中所用的NMOS晶体管的截面结构的剖视图。图7是简单表示图6的阱区结构的说明图。图8是表示在实施例3的CBCM用电路中所用的晶体管的结构的剖视图。图9是表示在实施例4的CBCM用电路的第一电路中的测定电容形成部的结构的电路图。图10是表示实施例4的第一电路的测定电容形成部的内部结构的平面图。图11是表示图10的X1-X1′截面结构的剖视图。图12是表示实施例4的CBCM用电路的第二电路中的测定电容形成部的结构的平面图。图13是表示图12的X2-X2′截面结构的剖视图。图14是表示实施例5的CBCM用电路的第一电路的电路结构的电路图。图15是表示实施例5的第一电路的测定电容形成部的结构的平面图。图16是表示图15的Y1-Y1′截面结构的剖视图。图17是表示实施例5的第二电路的测定电容形成部的第二结构的平面图。图18是表示图17的Y2-Y2′截面结构的剖视图。图19是表示实施例5的第一电路的测定电容形成部的另一形态的平面图。图20是表示本专利技术实施例6的CBCM用电路的结构的电路图。图21是表示一例实施例6的测定电容形成部的剖视图。图22是表示实施例6的CBCM用电路的动作的时间图。图23是表示采用实施例6的CBCM用电路的布线特性的分析方法的流程图。图24是表示实施例7的解码器的另一结构的电路图。图25是表示实施例8的电路结构的说明图。图26是表示实施例8的测定电容形成部的第一状态的剖视图。图27是表示实施例8的测定电容形成部的第二状态的剖视图。图28是表示采用实施例8的CBCM用电路的布线特性的分析方法的流程图。图29是示意表示实施例9的CBCM用辅助电路的电路结构的说明图。图30是表示实施例9的测定电容形成部的第一状态的剖视图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容值测定用电路，其中：设有第一～第三端子，对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，对从所述第二端子感应的第二电流加以检测的第二电流检测部，以及对供给所述第三端子的第三电流加以检测的第三电流 检测部；所述第一端子附带第一电容，所述第一电容包含成为测定目标的第一与第二电容成分和测定目标外的目标外电容成分，所述第三端子附带伪电容，所述伪电容表示与所述目标外电容成分相同的电容值；为了使所述第一端子附带所述第一电容成分， 还设有在所述第一端子和所述第二端子之间设置的测定电容形成部，所述测定电容形成部与所述第一～第三端子和所述第一～第三电流检测部共同构成电容值测定部。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-21 11967/03;JP 2004-1-13 5857/041.一种电容值测定用电路，其中设有第一～第三端子，对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，对从所述第二端子感应的第二电流加以检测的第二电流检测部，以及对供给所述第三端子的第三电流加以检测的第三电流检测部；所述第一端子附带第一电容，所述第一电容包含成为测定目标的第一与第二电容成分和测定目标外的目标外电容成分，所述第三端子附带伪电容，所述伪电容表示与所述目标外电容成分相同的电容值；为了使所述第一端子附带所述第一电容成分，还设有在所述第一端子和所述第二端子之间设置的测定电容形成部，所述测定电容形成部与所述第一～第三端子和所述第一～第三电流检测部共同构成电容值测定部。2.如权利要求1所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一～第三电流检测部含有至少一个晶体管；所述至少一个晶体管包含具有比构成逻辑电路的标准晶体管更不易产生漏电流的晶体管特性的晶体管。3.如权利要求1所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一～第三电流检测部含有第一导电型的至少一个晶体管；所述至少一个晶体管形成于第二导电型的阱区内；所述阱区有选择地形成于第一导电型的底层区域的上层部。4.如权利要求1所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一～第三电流检测部含有导电型相互不同的第一与第二晶体管；所述第一与第二晶体管形成于设有在埋入绝缘层及在其上部形成的半导体层的SOI衬底的所述半导体层上，由延伸到所述埋入绝缘层的元件隔离区来相互绝缘隔离。5.如权利要求1所述的电容值测定用电路，其特征在于所述电容值测定部包含第一与第二电路；所述第一与第二电路分别设有所述第一～第三端子与所述第一～第三电流检测部；所述第一与第二电路分别设有相互不同的第一与第二测定电容形成部作为各自的所述测定电容形成部；所述第一电容成分包含第一与第二部分电容成分；所述第一测定电容形成部实质上包含所述第一与第二部分电容成分，所述第二测定电容形成部实质上只包含所述第二部分电容成分。6.如权利要求5所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一与第二测定电容形成部分别设有第一与第二测定用晶体管；所述第一与第二测定用晶体管分别设有栅电极和一对电极区，所述栅电极电连接到所述第二端子，所述一对电极区中的一个经由接触孔电连接到与所述第一端子电连接的布线层；所述第一部分电容成分包括所述接触孔和所述栅电极之间形成的耦合电容，所述第二部分电容成分包括所述栅电极和所述布线层之间形成的耦合电容；在所述第一测定用晶体管中的所述接触孔的从所述栅电极开始的距离设定为使所述第一部分电容成分成为有效的长度，在所述第二测定用晶体管中的所述接触孔的从所述栅电极开始的距离设定为使所述第一部分电容成分成为无效的长度。7.如权利要求5所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一与第二测定电容形成部各自设有第一与第二测定用晶体管；所述第一与第二测定用晶体管分别设有栅电极和第一与第二电极区，所述第一与第二电极区经由第一与第二接触孔电连接到第一与第二布线层，所述第一与第二布线层电连接到第一与第二端子；所述第一部分电容成分包括所述第一与第二接触孔之间形成的耦合电容，所述第二部分电容成分包括所述第一、第二电极区之间形成的耦合电容；在所述第一测定用晶体管中的所述第一与第二接触孔形成得使所述第一部分电容成分成为有效，在所述第二测定用晶体管中的所述第一与第二接触孔中的至少一个形成得使所述第一部分电容成分成为零。8.一种电容值测定用电路，其中设有第一端子，预定数的第二端子，对供给所述第一端子的第一电流加以检测的第一电流检测部，以及对来自公共信号线的第二电流加以检测的第二电流检测部；所述第一端子附带第一电容，所述第一电容含有第一与第二电容成分，所述第一电容成分含有预定数的第一电容成分；为了附带所述第一电容成分，还在所述第一端子和所述预定数的第二端子之间设置测定电容形成部，所述测定电容形成部在所述第一端子和所述预定数的第二端子之间设置所述预定数的第一电容成分；还设有这样的选择部，基于小于所述预定数的位数的外部信号选择所述预定数的第二端子中的任一个作为选择端子，将从该选择端子感应的所述第二电流传送到所述公共信号线。9.如权利要求8所述的电容值测定用电路，其特征在于所述选择部包括使所述外部信号中的1位串行输入的多个闩锁部和基于所述多个闩锁部的锁定数据来选择所述多个第二端子的端子选择部。10.一种电容值测定用电路，其中设有第一与第二端子，对供给所述第一端子的供给电流加以检测的电流检测部，设定为将所述第二端子连接到固定电位的第一状态和使所述第一、第二端子之间短路的第二状态中的任一状态的端子状态切换部，以及在所述第一、第二端子之间设有包括含有第一与第二电容成分的测定电容的测定电容形成部；所述测定电容形成部与所述第一与第二端子、所述电流检测部以及所述端子状态切换部共同构成电容值测定部。11.如权利要求10所述的电容值测定用电路，其特征在于所述电容值测定部包括第一与第二电路；所述第一与第二电路分别设有所述第一与第二端子、所述电流检测部以及所述端子状态切换部；所述第一与第二电路设有相互不同的第一与第二测定电容形成部作为所述测定电容形成部。12.如权利要求11所述的电容值测定用电路，其特征在于所述测定电容包含成为测定目标之外的目标外电容成分；所述第一与第二测定电容形成部为能够基于由所述第一与第二电路的所述第一与第二状态时获得的四个所述供给电流的值，在去掉所述目标外电容成分后测定所述第一与第二电容成分而形成。13.如权利要求12所述的电容值测定用电路，其特征在于所述测定电容包含成为测定对象的第三电容成分；所述第一与第二测定电容形成部为能够基于由所述第一与第二电路的所述第一与第二状态时获得的四个所述供给电流的值，在去掉所述目标外电容成分后测定所述第一～第三电容成分中的至少一个而形成。14.如权利要求13所述的电容值测定用电路，其特征在于所述第一测定电容形成部包括第一半...

【专利技术属性】
技术研发人员：国清辰也，渡边哲也，金本俊几，山下恭司，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]