专利名称：元件特性测量电路与方法
技术领域：
本发明涉及一种测量电路，尤指一种内置在芯片中以测量芯片元件特性的元件特性测量电路。
背景技术：
当CMOS工艺发展进入纳米等级后,产品良率受到工艺变异(process variation)的影响越来越大，而这也增加了提升产品良率的难度。另一方面，虽能由晶圆厂在每一片晶圆所放置的测试金钥(test key)来收集关于工艺的信息，然而，其必须靠测量仪器或测试机台来量取信号参数，这不仅是需要高阶的测量仪器而增加成本，且有可能机台本身会导入更大的误差。因此为了取得相关的信息以增加诊断或除错能力并节省成本，在芯片内置元件特性测量电路有其必要性。
发明内容
因此，本发明的目的的为提供一种元件特性测量电路，其内置在芯片中来测量该芯片内部元件的特性以解决上述的问题。于是，依据本发明一实施例，其提供一种元件特性测量电路，其包含一振荡时钟产生器，用来产生一第一振荡时钟以及一第二振荡时钟；一分频器，用以对第一振荡时钟进行分频操作以产生一第三时钟，以及对第二振荡时钟进行分频操作以产生一第四时钟；一频率检测器，用来根据一参考时钟来检测该第三时钟的频率以输出一第一计数值，以及根据该参考时钟来检测该第四时钟的频率以输出一第二计数值；以及一控制器，用来根据该第一计数值来得到一第一振荡周期，根据该第二计数值来得到一第二振荡周期，以及根据该第一振荡周期与该第二振荡周期来得到一测量结果。
图I为依据本发明一实施例的元件特性测量电路的示意图；图2为依据本发明一实施例的第一环状振荡器及第二环状振荡器的示意图；图3为一分布图；图4为依据本发明一实施例的振荡时钟产生器的示意图；图5为依据本发明一实施例的第一金属线的型式；图6为依据本发明一实施例的振荡时钟产生器的示意图；及图7为依据本发明一实施例的振荡时钟产生器的示意图。主要元件符号说明
100元件特性测量电路
110振荡时钟产生器
权利要求
1.一种元件特性测量电路，其包含 一振荡时钟产生器，用来产生一第一振荡时钟以及一第二振荡时钟； 一分频器，用以对所述第一振荡时钟进行分频操作以产生一第三时钟，以及对所述第二振荡时钟进行分频操作以产生一第四时钟； 一频率检测器，用来根据一参考时钟来检测所述第三时钟的频率以输出一第一计数值，以及根据所述参考时钟来检测所述第四时钟的频率以输出一第二计数值；以及 一控制器，用来根据所述第一计数值来得到一第一振荡周期，根据所述第二计数值来得到一第二振荡周期，以及根据所述第一振荡周期与所述第二振荡周期得到一测量结果。
2.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的与非门；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括多个串接的或非门； 其中，所述与非门与所述或非门选自一标准设计单元数据库。
3.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的反向单兀以及一串接的第一金属线；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括所述多个串接的反向单元以及一串接的第二金属线； 其中，所述第一金属线的长度大于所述第二金属线的长度。
4.根据权利要求3所述的元件特性测量电路，其中，所述控制器对所述第一振荡周期与所述第二振荡周期进行一减法运算来得到所述测量结果，所述测量结果对应所述第一金属线与所述第二金属线所造成的延迟。
5.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的反向单兀以及一串接的延迟单元；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括所述多个串接的反向单元； 其中，所述反向单元与所述延迟单元选自一标准设计单元数据库。
6.根据权利要求5所述的元件特性测量电路，其中，所述控制器对所述第一振荡周期与所述第二振荡周期进行一减法运算来得到所述测量结果，所述测量结果对应所述延迟单元所造成的延迟。
7.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的反向单兀以及一串接的电阻；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括所述多个串接的反向单元。
8.根据权利要求7所述的元件特性测量电路，其中，所述控制器对所述第一振荡周期与所述第二振荡周期进行一减法运算来得到所述测量结果，所述测量结果对应所述电阻所造成的延迟。
9.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的反向单兀以及一耦接的电容；以及一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括所述多个串接的反向单元； 其中，所述电容的其中一端接地。
10.根据权利要求9所述的元件特性测量电路，其中，所述控制器对所述第一振荡周期与所述第二振荡周期进行一减法运算来得到所述测量结果，所述测量结果对应所述电容所造成的延迟。
11.根据权利要求I所述的元件特性测量电路，其中，所述分频器对所述第一振荡时钟进行除以M的分频操作，所述分频器对所述第二振荡时钟进行除以M的分频操作，所述控制器将所述参考时钟的周期乘以所述第一计数值再除以M来得到所述第一振荡周期，所述控制器将所述参考时钟的周期乘以所述第二计数值再除以M来得到所述第二振荡周期，所述第一振荡周期对应于所述第一振荡时钟的频率，以及所述第二振荡周期对应所述第二振荡时钟的频率。
12.—种元件特性测量方法，包含以下步骤 利用一振荡时钟产生器来产生一第一振荡时钟以及一第二振荡时钟； 对所述第一振荡时钟进行分频操作以产生一第三时钟； 对所述第二振荡时钟进行分频操作以产生一第四时钟； 根据一参考时钟来检测所述第三时钟的频率并据以得到对应所述第一振荡时钟的一第一振荡周期； 根据所述参考时钟来检测所述第四时钟的频率并据以得到对应所述第二振荡时钟的一第二振荡周期；以及 根据所述第一振荡周期与所述第二振荡周期来得到一测量结果。
13.根据权利要求12所述的元件特性测量方法，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的与非门；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括多个串接的或非门； 其中，所述与非门与所述或非门选自一标准设计单元数据库。
14.根据权利要求12所述的元件特性测量方法，其中，所述振荡时钟产生器包含有 一第一环状振荡器，用来产生所述第一振荡时钟，其包括多个串接的反向单兀以及一串接的第一金属线；以及 一第二环状振荡器，用来产生所述第二振荡时钟，其包括所述多个串接的反向单元以及一串接的第二金属线； 其中，所述第一金属线的长度大于所述第二金属线的长度。
15.根据权利要求13所述的元件特性测量方法，还包含以下步骤 对所述第一振荡周期与所述第二振荡周期进行一减法运算来得到所述测量结果； 其中，所述测量结果对应所述第一金属线与所述第二金属线所造成的延迟。
全文摘要
本发明提供一种元件特性测量电路与方法。该元件特性测量电路包含一振荡时钟产生器，用来产生一第一振荡时钟以及一第二振荡时钟；一分频器，用以对第一振荡时钟进行分频操作以产生一第三时钟，以及对第二振荡时钟进行分频操作以产生一第四时钟；一频率检测器，用来根据一参考时钟来检测该第三时钟的频率以输出一第一计数值，以及根据该参考时钟来检测该第四时钟的频率以输出一第二计数值；以及一控制器，用来根据该第一计数值来得到一第一振荡周期，根据该第二计数值来得到一第二振荡周期，以及根据该第一振荡周期与该第二振荡周期来得到一测量结果。
文档编号G01R31/28GK102759699SQ201210060390
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月8日 优先权日2011年4月26日
发明者李日农, 杨浚宇, 陈莹晏 申请人:瑞昱半导体股份有限公司