[发明专利]工艺传感器

说明书

一种工艺传感器，用于检测工艺角，包括：自偏置基准电路，包括第一基准电路和第二基准电路，第一基准电路包括第一三极管和第二三极管，第一基准电路适于输出第二三极管的基极‑发射极电压作为第一参考电压；第二基准电路包括第一NMOS晶体管，第二基准电路适于输出所述第一NMOS晶体管的漏极电压作为第二参考电压；第一电压电流转换电路，适于根据第一参考电压输出与第一参考电压成正比例关系的第一电流；第二电压电流转换电路，适于根据第二参考电压输出与第二参考电压成正比例关系的第二电流；电流电压转换电路，适于获得输出电压，输出电压与第二参考电压和第一参考电压的差值相关。所述工艺传感提高对半导体加工工艺的检测精度，且降低结构复杂度。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种工艺传感器。

背景技术

随着集成电路技术的高速发展，对芯片速度、精度等更高指标的设计需求不断提高，设计者需要更加全面了解芯片中各种器件的特性及其变化。其中，在芯片的流片生产过程中，由于同一块晶圆(wafer)上的位置差别，或者在不同批次的晶圆之间，金属-氧化物-半导体-场效晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)的参数会有所差异，称之为工艺角(process corner)，工艺角的偏差对芯片中各模块的性能影响较大。

为了在一定程度上减轻电路设计任务的困难，工程师们要保证器件的性能在某个标准范围内，对工艺过程进行严格控制，使工艺参数在允许范围内变化。同时对超出性能范围的晶圆进行报废处理，以确保器件性能指标满足需求。

工艺角检测电路对优化集成电路性能以及提高芯片良率，具有至关重要的作用。目前，工艺传感器(process sensor)作为一种检测工艺角的技术被提出，以检测当前工艺对电路的影响，并根据MOS晶体管所在的工艺角对电路进行实时调整，以提高电路对工艺变化的自我补偿能力。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种工艺传感器，在提高对半导体加工工艺的检测精度的同时，降低工艺传感器的结构复杂度。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种工艺传感器，用于检测工艺角，所述工艺传感器包括：自偏置基准电路，包括第一基准电路和第二基准电路，所述第一基准电路包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极和集电极接地，所述第二三极管的基极和集电极接地，所述第二三极管的基极面积为所述第一三极管的基极面积的整数倍，所述第一基准电路适于输出所述第二三极管的基极-发射极电压作为第一参考电压，所述第二基准电路包括第一NMOS晶体管，所述第一NMOS晶体管的栅极和漏极短接，所述第一NMOS晶体管的源极接地，所述第二基准电路适于输出所述第一NMOS晶体管NM1的漏极电压作为第二参考电压；第一电压电流转换电路，与所述第一基准电路耦接，适于接收所述第一参考电压并根据所述第一参考电压输出第一电流，所述第一电流与所述第一参考电压成正比例关系；第二电压电流转换电路，与所述第二基准电路耦接，适于接收所述第二参考电压并根据所述第二参考电压输出第二电流，所述第二电流与所述第二参考电压成正比例关系；电流电压转换电路，与所述第一电压电流转换电路以及所述第二电压电流转换电路耦接，适于根据所述第一电流和第二电流获得输出电压，所述输出电压与所述第二参考电压和第一参考电压的差值相关。