一种验证电容失配测试结果的系统及方法与流程

本发明涉及电容失配测试技术领域，特别是涉及一种验证电容失配测试结果的系统及方法。

背景技术：

在集成电路设计和布线(iclayout)时经常会遇到三种电容：场效应管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，mosfet)电容(mos电容)、金属氧化物金属(metaloxidemetalcapicator，mom)电容和金属注射成形(metalinjectionmolding，mim)电容。

其中，mos电容为两端结构的mos管，电容值不精确，可以实现随控制电压变化而变化的容值，上下极板接法不可互换；mom电容一般为插指(finger)电容，即利用同层金属(metal)边沿之间的电容，为了省面积，可以多层金属(metal)叠加，pdk中金属(metal)层数可以选择，一般只在多层金属的先进制程上使用，因为是通过多层布线的版图来实现的，但得到的电容值确定性和稳定性不如mim电容，一般可能会用在对电容值要求不高、只是用到相对比值之类的应用场景，上下极板接法可互换；mim电容类似于平板电容，电容值较精确，电容值不会随偏压变化而变化，一般制程上用mtopl和mtop-1来做，电容值可以用(上极板面积*单位容值)来进行估算，上下极板接法不可互换，一般用于模拟(analog)、射频(rf)电路设计工艺。相同面积的三个电容，mim电容值<mom电容值，mim电容值约是1/3倍的mos电容值。

mom电容优势在于不需要额外光罩(mask)，mim电容需要额外光罩(mask)和工艺才能实现，在当前工艺尺寸愈来愈小的形势下，用较小的面积获取容值较大、精度较高的电容具备较大使用价值，因此做好mom电容的失配，具备较大意义。

图1为典型的mom电容结构，图示为两个电容c1、c2，左边叉指结构10构成电容c1，右边叉指结构20构成电容c2，金属线31-33为电容的引出线。现有技术一般直接使用探针对所设计的电容进行测试，在需要匹配的场景下，电容的匹配直观重要，传统方法是对测量结果进行数据处理，结合系统预算来对电容失配测试结果进行评判。

具体的失配验证过程如下：

首先，计算电容的差值

电容差值

然后，计算电容差值的标准差即失配

电容失配mismatch＝stdev(δc)

当满足mismatch∈[0.05％,1％]时，认为电容失配测试结果符合要求。

图2为不同配置的测试系统对同一设计参数的mom电容的3组测量结果示意图，方形为测试1(mea1)、三角形为测试2(mea2)、叉形为测试3(mea3)，横轴为面积，纵轴为电容失配，3种测试数据都满足失配小于1％的要求，无法判断哪一配置的测试系统更好。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种验证电容失配测试结果的系统及方法，以快速判断不同配置的mom电容失配测试系统的情况。

为达上述目的，本发明提出一种验证电容失配测试结果的系统，包括：若干组实际电容和若干组冗余模拟(dummy)电容，各组实际电容包括第一叉指结构(10)、第二叉指结构(20)及金属线，用于形成所需测量的电容；各组冗余模拟电容包括第三叉指结构(100)、第四叉指结构(200)及金属线，用于形成所需测量的电容对应的测试结构的连线以及测试系统的寄生电容，所述冗余模拟电容的金属线与其对应的叉指结构在相连处断开。

优选地，第三叉指结构(100)、第四叉指结构(200)与第一叉指结构(10)、第二叉指结构(20)完全相同。

优选地，所述冗余模拟电容的金属线与实际电容的金属线、通孔、间距和布局尺寸相同，仅金属线断开。

为达到上述目的，本发明还提供一种验证电容失配测试结果的方法，包括如下步骤：

步骤s1，分别计算多组实际电容、冗余模拟电容的差值；

步骤s2，利用多组实际电容、冗余模拟电容的差值计算多组实际电容、冗余模拟电容差值的标准差；

步骤s3，根据实际电容、冗余模拟电容差值的标准差确定电容失配mismatch测试结果。

优选地，于步骤s1中，各组实际电容、冗余模拟电容的差值分别为：

实际电容差值δci＝(c1-c2)i

冗余模拟电容差值δc_0i＝(c1_0-c2_0)i

其中δci为实际电容差值，δc_0i为冗余模拟电容差值，c1、c2为实际电容，c1_0、c2_0为冗余模拟电容。

优选地，各组实际电容、冗余模拟电容差值的标准差分别为：

实际电容差值的标准差

冗余模拟电容差值的标准差

其中，式中为实际电容差值的平均值、冗余模拟电容差值的平均值，stdev(δc)为实际电容差值的标准差，stdev(δc_0)为冗余模拟电容差值的标准差。

优选地，所述实际电容差值的平均值、冗余模拟电容差值的平均值分别为：

优选地，当满足stdev(δc)>>stdev(δc_0)时，认为电容失配测试结果符合要求。

优选地，stdev(δc)大于stdev(δc_0)*sqrt(2)或1.414倍以上。

与现有技术相比，本发明一种验证电容失配测试结果的系统及方法，可快速判断不同配置的mom电容失配测试系统的情况。

附图说明

图1为现有技术验证电容失配测试结果的系统的结构图；

图2为不同测试系统对同一设计参数的mom电容的3组测量结果示意图；

图3为本发明一种验证电容失配测试结果的系统的系统结构图；

图4为本发明一种验证电容失配测试结果的方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图3为本发明一种验证电容失配测试结果的系统的系统结构图。如图3所示，本发明一种验证电容失配测试结果的系统，包括若干组实际电容和若干组冗余模拟电容。

其中，实际电容由叉指结构10、叉指结构20及金属线31-33组成，用于形成所需测量的电容；冗余模拟电容由叉指结构100、叉指结构200及金属线310-330组成，用于形成所需测量的电容对应的测试结构的连线以及测试系统的寄生电容，叉指结构100、叉指结构200与叉指结构10、叉指结构20完全相同，金属线310-330尺寸与金属线31-33相同，但与叉指结构100、叉指结构200相连处断开，即冗余模拟电容与实际电容的金属线、通孔、间距和布局尺寸等均相同，仅金属线断开，断开位置应尽量接近叉指结构如最小线宽或其他设定值。

图4为本发明一种验证电容失配测试结果的方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种验证电容失配测试结果的方法，包括如下步骤：

步骤s1，分别计算多组(假设为n)实际电容、冗余模拟电容的差值。

具体地，计算如下：

实际电容差值δci＝(c1-c2)i

冗余模拟电容差值δc_0i＝(c1_0-c2_0)i

步骤s2，计算多组(假设为n)实际电容、冗余模拟电容差值的标准差。

具体地，计算如下：

实际电容差值的标准差

冗余模拟电容差值的标准差

其中，式中为实际电容差值的平均值、冗余模拟电容差值的平均值，即，

步骤s3，根据实际电容、冗余模拟电容差值的标准差确定电容失配mismatch测试结果。具体地，当满足stdev(δc)>>stdev(δc_0)时，认为电容失配mismatch测试结果符合要求，大于大约～sqrt(2)或1.414倍以上就可以。

实施例

以下表1为用本发明方法对测试3(mea3)的数据进行计算的结果(实际上测试的数据更多，本发明仅为示意)，显示测试3(mea3)所对应的测试系统的实际电容差δc＝c1-c2之标准差远大于冗余模拟电容差δc_0＝c1_0-c2_0之标准差，即stdev(c1-c2)>>stdev(c1_0-c2_0)或stdev(δc)>>stdev(δc_0)，按本发明方法判断测试结果正确(measurementok)即该测试3对应的测试系统配置正确。

表1实际电容差c1-c2之标准差>>冗余模拟电容差c1_0-c2_0的标准差

表2实际电容差c1-c2之标准差～冗余模拟电容差c1_0-c2_0之标准差

表2为用本发明方法对另一不同配置的测试系统测试1(mea1)的数据进行计算的结果，显示测试1(mea1)所对应的测试系统的实际电容差δc＝c1-c2之标准差与冗余模拟电容差δc_0＝c1_0-c2_0之标准差相近，即stdev(c1-c2)～stdev(c1_0-c2_0)或stdev(δc)～stdev(δc_0)，按本发明方法判断测试结果不正确(measurementnotok)即该测试1所对应的测试系统配置不合理。

可见，本发明与图2所显示的3个不同测试系统测试1/2/3(mea1/2/3)对同一设计的mom电容测试结果的判断有着明显不同，根据图2测试结果不易判断测试系统好坏，而依据本发明测试结果(表1和表2)可轻易发现测试3(mea3，表1)对应的测试系统的失配较测试1(mea1，表2)小，容易根据测试结果判断所对应的测试系统的好坏。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。