[发明专利]具有侦测制程边界角与极端温度的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测电路，尤其涉及一种具有检测制程边界角与极端温度的电路。

背景技术

建置于集成电路(IC)芯片或机板上的电路被称为集成电路。举例来说，集成电路包含了晶体管与电阻。集成电路大量使用了集成电路制程制造而成，例如CMOS晶体管制程。集成电路可用许多种电路参数表示特性，如片电阻、晶体管临界电压、晶体管跨电导参数，族繁不及备载。

IC设计的主要挑战在于控制电路参数，例如延迟、半导体制程考虑、电源电压与温度。上述所有参数与变量在相互之间一般表现出复杂关系。在集成电路中其中最重要的一项是获得均匀的晶体管操作参数，例如临界电压与跨电导，但最困难的目标是精密的模拟电路。在高速低电压数字电路中，晶体管临界电压对于传播速度也是非常关键。

制程改变可能导致不可预测与不良的电路参数改变，进而影响电路性能。换句话说，电路参数通常与制程相依。因此对制造商而言，能够量化或确认电路参数非常重要。对此，有必要将量测与决定制程相依的电路参数结合在IC芯片上。另一个需求是能判断IC芯片的温度与电源供应电压。

参照David William Boerstler提出的美国专利US 5,903,012号，其标题为“集成电路制程改变监控器(Process variation monitor for integrated circuits)”。揭示一电流正比金氧半(Metal Oxide Semiconductor，MOS)晶体管临界电压装置。该电路如图1所示。制程改变将导致临界电压改变。然而，当温度变化时临界电压也随之改变，其包含了温度效应，使得我们无法得知何为主要因素。

参照Jurgen M.Schulz等人所提出的美国专利US 6,668,346号，其标题为“数字制程监控器(Digital process monitor)”。揭示一环型共振器做为制程监控器。该电路如图2所示。然而，随温度变化的振荡频率也将影响计算结果。用户同时被制程改变与温度改变的因素所困扰。

参照Lawrence M Burns等人所提出的美国专利US 7,449,908号，其标题为“监控集成电路芯片的制程监控器(Process monitor for monitoring an integrated circuit chip)”。揭示通过使用不同的检测器，生成电压信号且通过一ADC产生一数字码。该电路如图3所示。然而，使用了太多复杂结构而花费更多的芯片面积和校准时间。此外，还需要一精准的外部电阻产生固定电流源，如此一来增加了生产物料(Bill-of-material，BOM)。

发明内容

鉴于上述先前技术的缺点，本发明的主要目的即在于提供一种具有侦测制程边界角与极端温度的电路。藉由边界检测器、多晶硅检测器、极端温度检测器，可轻易辨识出制程的最差边界角。该电路相较于传统方法增加操作电流，可节省较多功率消耗而不需权衡取舍。