通过测量和仿真来确定集成电路的未知偏差和器件参数制造技术

确定集成电路(IC)的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)包括：仿真IC；测量IC的一个或多个部分的一个或多个电特性；使用IC的一个或多个部分的一个或多个所测量的电特性和仿真来确定IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)；对于IC的每个部分，使用仿真确定一个或多个器件参数的对应联合概率分布；使用最大似然(ML)技术来确定一个或多个器件参数的估计；并且使用IC的一个或多个部分的一个或多个所测量的电特性和仿真来改进一个或多个器件参数的估计。多个器件参数的估计。多个器件参数的估计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过测量和仿真来确定集成电路的未知偏差和器件参数
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月13日提交的题为“Method and Device for Determining Unknown Bias and Device Parameters of Parts of Integrated Circuits”的美国临时专利申请号62/846,818的优先权，其内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及集成电路的领域。

技术介绍

[0004]集成电路(IC)可以包括在平坦半导体衬底(例如硅晶片)上的模拟和数字电子电路。使用光刻技术将微型晶体管印刷到衬底上，以在非常小的区域内生产数十亿个晶体管的复杂电路，使得使用IC的现代电子电路设计既低成本又高性能。IC在被称为加工厂的工厂的装配线中生产，这些工厂已经将IC(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)IC)的生产商品化。数字IC包含排列在晶片上的功能和/或逻辑单元中的数十亿个晶体管，其中数据路径将功能单元互连，从而在功能单元之间传输数据值。
[0005]与IC的器件和互连相关的参数的确定可以有利于改进IC的操作。此外，器件参数可以用于IC仿形(profiling)、分类和异常值检测。
[0006]现有电路提供了测量指示器件参数的电流或偏差的手段。然而，这些需要外部电路来测量电流/偏差，因此需要提供模拟引脚。
[0007]代理(agents)可以与IC集成，以提供器件和互连参数的读出值。然而，由于IC中复杂的相互作用和未知的系统测量偏差，用于确定器件和互连参数的现有方法遭受不准确性。
[0008]相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在说明性而不是排他性的。在阅读说明书和研究附图时，相关技术的其他限制对于本领域技术人员将变得明显。

技术实现思路

[0009]结合系统、工具和方法来描述和说明以下实施例及其方面，这些实施例和方面旨在是示例性和说明性的，而不是在范围上进行限制。
[0010]一些实施例提供一种确定集成电路(IC)的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)的方法、系统和计算机程序产品。该系统包括至少一个处理器和其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该计算机程序产品包括其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该方法包括下列操作并且程序代码可执行用于下列操作：仿真IC；获得IC的一个或多个部分的一个或多个电特性的测量值；使用IC的一个或多个部分的一个或多个所测量的电特性和仿真来确定IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)；针对IC的每个部分，使用仿真确定一个或多个器件参数的对应联合概率分布；使用最大似然(ML)技术来确定一个或多个器件参数的估计；并且使用IC的一个或多个部分的一个或多个
所测量的电特性和仿真来改进对一个或多个器件参数的估计。
[0011]一些实施例提供一种确定集成电路(IC)的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)的方法、系统和计算机程序产品，其中IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数受到最初未知的系统偏差的影响。该系统包括至少一个处理器和其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该计算机程序产品包括其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该方法包括下列操作并且程序代码可执行用于进行下列操作：针对多个可能的系统偏差中的每一个来仿真IC以提供多个对应的仿真；针对多个系统偏差中的每个系统偏差，根据对应的仿真估计IC的第一部分的相应的第一器件参数，使得提供多个所估计的器件参数；获得第一部分的电特性的测量值并且使用所测量的电特性来确定IC的第一部分的第一器件参数的引导估计；将第一器件参数的引导估计与多个所估计的第一器件参数中的每一个进行比较，并由此确定最可能的系统偏差；获得IC的一个或多个部分的一个或多个电特性的测量值；并且使用IC的一个或多个部分的一个或多个所测量的电特性和对应于最可能的系统偏差的仿真来确定IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)。
[0012]一些实施例提供了一种确定在集成电路(IC)中的初始未知的系统偏差的方法、系统和计算机程序产品，其中IC包括具有一个或多个器件参数的一个或多个部分，其中IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数受到系统偏差的影响。该系统包括至少一个处理器和其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该计算机程序产品包括其中包含有程序代码的非暂时性计算机可读存储介质。该方法包括下列操作，并且该程序代码可执行用于进行下列操作：针对多个可能的系统偏差中的每一个仿真IC以提供多个对应的仿真；针对多个系统偏差中的每个系统偏差，根据对应的仿真估计IC的第一部分的相应的第一器件参数，使得提供多个估计的器件参数；测量第一部分的电特性并使用所测量的电特性来确定IC的第一部分的第一器件参数的引导估计；以及将第一器件参数的引导估计与多个所估计的第一器件参数中的每一个进行比较并且由此确定最可能的系统偏差。
[0013]在一些实施例中，使用测量的电特性来改进使用ML技术确定的一个或多个器件参数的估计包括使用最大后验(MAP)技术来改进一个或多个器件参数的估计。
[0014]在一些实施例中，IC的该一个或多个部分包括一个或多个复制电路；一个或多个复制电路的一个或多个电特性分别复制一个或多个敏感电路的一个或多个电特性，如果一个或多个敏感电路被直接测量，则容易发生故障；并且该方法还包括基于一个或多个复制电路的一个或多个器件参数的改进估计来确定一个或多个敏感电路的一个或多个器件参数的改进估计。
[0015]在一些实施例中，该方法还包括，并且该程序代码还可执行用于，通过下列操作来执行对IC的一个或多个部分的一个或多个电特性的测量：测量指示器件参数的电流(Id)；使用脉冲产生电路来产生具有与所测量的电流(Id)成比例的宽度PW(Id)的脉冲；产生参考电流(IREF)；使用脉冲产生电路产生具有与参考电流(IREF)成比例的宽度PW(IREF)的脉冲；并计算比率r
m
＝PW(Id)/PW(IREF)。
[0016]在一些实施例中，仿真包括每个部分的每个器件参数的估计量(f(r))，并且其中使用一个或多个所测量的电特性和仿真来确定IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)包括：使用估计量(f(r))和比率(rm)来估计器件参数：Dp＝f(r
m
)。
[0017]在一些实施例中，该方法还包括，并且该程序代码还可执行用于，通过下列操作来
执行IC的一个或多个部分的一部分的一个或多个电特性的测量：使该部分偏差以诱发该部分的状态；并且在该部分被偏差以诱发状态时测量该部分的电特性。
[0018]在一些实施例中，状态选自由饱和；弱反转(weak inversion)；次阈值；以及击穿组成的组：。
[0019]在一些实施例中，参考电流(IREF)的产生包括：从参考电压(VREF)中减去反馈电压以提供输入电压；向开关电容电阻器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定集成电路即IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)的方法，所述方法包括：仿真所述IC；获得所述IC的所述一个或多个部分的一个或多个电特性的测量值；使用所述IC的所述一个或多个部分的一个或多个所测量的电特性和仿真来确定所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个器件参数(Dp)；对于所述IC的每个部分，使用所述仿真来确定所述一个或多个器件参数的对应联合概率分布；使用最大似然技术即ML技术来确定所述一个或多个器件参数的估计；以及使用所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个所测量的电特性和所述仿真来改进所述一个或多个器件参数的所述估计。2.根据权利要求1所述的方法，其中使用所测量的电特性来改进使用ML技术确定的所述一个或多个器件参数的所述估计包括使用最大后验技术即MAP技术来改进所述一个或多个器件参数的所述估计。3.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中：所述IC的所述一个或多个部分包括一个或多个复制电路；所述一个或多个复制电路的所述一个或多个电特性分别复制一个或多个敏感电路的一个或多个电特性，所述敏感电路如果直接被测量则容易发生故障；以及所述方法还包括基于所述一个或多个复制电路的一个或多个器件参数的所改进的估计来确定所述一个或多个敏感电路的所述一个或多个器件参数的所改进的估计。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括通过以下操作执行对所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个电特性的所述测量：测量指示所述器件参数的电流(Id)；使用脉冲产生电路来产生具有与所测量的电流(Id)成比例的宽度PW(Id)的脉冲；产生参考电流(IREF)；使用所述脉冲产生电路来产生具有与所述参考电流(IREF)成比例的宽度PW(IREF)的脉冲；以及计算比率r
m
＝PW(Id)/PW(IREF)。5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述仿真包括用于每个部分的每个器件参数的估计量(f(r))，并且其中使用所述一个或多个所测量的电特性和所述仿真来确定所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个器件参数(Dp))包括：使用所述估计量(f(r))和所述比率(r
m
)来估计所述器件参数：Dp＝f(r
m
)。6.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括通过以下操作执行对所述IC的所述一个或多个部分的一部分的所述一个或多个电特性的所述测量：使所述部分偏差以诱发所述部分的状态；以及当所述部分被偏差以诱发所述状态时测量所述部分的电特性。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述状态选自由以下各项组成的组：饱和；
弱反转；次阈值；以及击穿。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中所述参考电流(IREF)的产生包括：从参考电压(VREF)中减去反馈电压以提供输入电压；向开关电容电阻器的输入提供所述输入电压；使用所述开关电容电阻器的输出来提供所述反馈电压；以及使用所述开关电容电阻器的所述输出来产生所述参考电流(IREF)。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：允许所述参考电流在闭环位置中变得稳定，其中所述反馈电压从所述参考电压中被减去，使得反馈环路被锁定；以及将所述开关电容器的输出与所述反馈环路断开以提供开环系统。10.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中(a)所述一个或多个器件参数和(b)一个或多个预期器件参数中的至少一个选自由以下各项组成的组：阈值电压(Vth)；饱和电流(Idsat)；漏电流(Ioff)；栅极电容(Cgate)；扩散电容(Cdiff)；金属电阻；通孔电阻；金属电容；模拟器件的电阻；模拟器件的电容；以及具有独特通道长度的器件的器件参数。11.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述一个或多个部分选自由以下各项组成的组：部件；包括多个部件的器件结构；互连路径；以及模拟器件。12.一种确定集成电路即IC的一个或多个部分的一个或多个器件参数(Dp)的方法，其中所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个器件参数受到初始未知的系统偏差的影响，所述方法包括：针对多个可能的系统偏差中的每一个来仿真所述IC以提供多个对应的仿真；针对所述多个系统偏差中的每个系统偏差，根据所述对应的仿真估计所述IC的第一部分的相应的第一器件参数，使得提供多个所估计的器件参数；获得所述第一部分的电特性的测量值并且使用所测量的电特性来确定所述IC的所述第一部分的所述第一器件参数的引导估计；
将所述第一器件参数的所述引导估计与所述多个所估计的第一器件参数中的每一个进行比较，并由此确定最可能的系统偏差；获得所述IC的所述一个或多个部分的一个或多个电特性的测量值；以及使用所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个所测量的电特性以及对应于所述最可能的系统偏差的所述仿真来确定所述IC的所述一个或多个部分的所述一个或多个器件参数(Dp)。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述系统偏差是MOSCAP(Cm)偏差。14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中所述第一器件参数是阈值电压(Vth)。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述第一部分的所述电特性为器件漏电流(Ioff)。16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中在确定所述系统偏差之前执行以下各项：执行所述第一部分的所述电特性的测量以及使用所测量的电特性来确定所述IC的所述第一部分的所述第一器件参数的引导估计。17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中执行所述第一部分的所述电特性的测量并使用所测量的电特性来确定所述IC的所述第一部分的所述第一器件参数的引导估计包括：测量所述第一器件的所述器件漏电流(Ioff)；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：普罗泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：