用于测量sram阵列电容的测试电路及测量sram阵列电容的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于测量静态随机存储器(SRAM)阵列电容的测试电路及测量SRAM阵列电容的方法。
【背景技术】
[0002]对于SRAM阵列电容来说，当前常用电桥法来测量电容。图1为当前常用的测量电容的电桥法电路图。如图1所示，电桥平衡时可以用等式Rx+l/j ω(:χ = R4/R3(R2+l/j coC2)来表示，则Cx = R3C2/R4。当前常用的用于SRAM阵列电容的测试结构通常采用LCR测试仪(例如Agilent4284)对电容进行直接测量。这类常规测试仪的精度不高，因此直接利用这类测试仪测量电容时的误差会比较大。并且，采用LCR测试仪测量电容时每次测试都要求电容校准(calibrat1n),比较麻烦。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，一方面，本发明提供一种用于测量SRAM阵列电容的测试电路，所述测试电路包括:待测SRAM阵列、用于与所述待测SRAM阵列进行比较的比较SRAM阵列、与所述待测SRAM阵列相对应的第一 PM0S管和第一 NM0S管、以及与所述比较SRAM阵列相对应的第二 PM0S管和第二 NM0S管。其中，所述第一 PM0S管的漏极连接第一电源，所述第二 PM0S管的漏极连接第二电源；所述第一 NM0S管的源极连接第三电源，所述第二 NM0S管的源极连接所述第三电源；所述第一PM0S管的栅极和所述第二PM0S管的栅极相连接，所述第一 NM0S管的栅极和所述第二 NM0S管的栅极相连接；所述待测SRAM阵列的第一端口连接所述第一 PM0S管的源极和所述第一 NM0S管的漏极，所述待测SRAM阵列的第二端口连接所述第三电源；所述比较SRAM阵列的第一端口连接所述第二 PM0S管的源极和所述第二 NM0S管的漏极，所述比较SRAM阵列的第二端口连接所述第三电源。
[0004]在本发明的一个实施例中，所述测试电路包括多个所述比较SRAM阵列，并且多个所述比较SRAM阵列中的每一个均对应于一个所述第二 PM0S管和一个所述第二 NM0S管。
[0005]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列和所述比较SRAM阵列的区别在于存储容量不同。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列和所述比较SRAM阵列包含的存储单元的个数不同。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列和所述比较SRAM阵列的区别在于是否包含存储单元(cell)。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列包含存储单元，所述比较SRAM阵列不包含存储单元。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列和所述比较SRAM阵列的区别在于所包含的工序阶段不同。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述待测SRAM阵列包含前段工序(FE0L)，所述比较SRAM阵列不包含前段工序。
[0011 ] 在本发明的一个实施例中，所述第一电源和所述第二电源相同，均为Vdd。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述第三电源为Vss。
[0013]另一方面，本发明提供一种使用如上所述的测试电路测量SRAM阵列电容的方法。当所述测试电路工作时，在所述第一 PM0S管、所述第一 NM0S管、所述第二 PM0S管以及所述第二NM0S管上加脉冲，以使其导通或关闭；测量通过所述第一PM0S管的漏极的第一电流和通过所述第二 PM0S管的漏极的第二电流；以及基于所述第一电流和所述第二电流、所述脉冲的频率以及使所述测试电路工作的所述第一电源和所述第二电源的电压计算所述待测SRAM阵列的电容。
[0014]在本发明的一个实施例中，在所述第一 NM0S管和所述第二 NM0S管上所加的脉冲的宽度小于在所述第一 PM0S管和所述第二 PM0S管上所加的脉冲的宽度。
[0015]本发明所提供的用于测量SRAM阵列电容的测试电路仅在测试结构中添加若干器件，结构简单，易于实现，并且通过该测试电路，可以通过测量电流而非直接测量电容来间接测得电容，测量速度更快，测量精度更高。
【附图说明】
[0016]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0017]附图中:
[0018]图1示出了当前常用的测量电容的电桥法电路图；
[0019]图2示出了根据本发明实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路的结构图；
[0020]图3示出了在图2的PM0S管和NM0S管上所加的脉冲的波形图；
[0021]图4示出了根据本发明另一个实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路的结构图；
[0022]图5示出了根据本发明又一个实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路的结构图；以及
[0023]图6示出了根据本发明再一个实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路的结构图。
【具体实施方式】
[0024]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0025]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
[0026]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0027]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0028]实施例一
[0029]一方面，本发明提供一种用于测量SRAM阵列电容的测试电路。图2示出了根据本发明实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路200的结构图。如图2所示，用于测量SRAM阵列电容的测试电路200包括待测SRAM阵列201、用于与待测SRAM阵列201进行比较的比较SRAM阵列202、与待测SRAM阵列相对应的第一 PM0S管203和第一 NM0S管204、以及与比较SRAM阵列202相对应的第二 PM0S管205和第二 NM0S管206。
[0030]其中，第一 PM0S管203的漏极连接第一电源，第二 PM0S管205的漏极连接第二电源；
[0031]第一 NM0S管204的源极连接第三电源，第二 NM0S管206的源极连接第三电源；
[0032]第一 PM0S管203的栅极和第二 PM0S管205的栅极相连接，第一 NM0S管204的栅极和第二 NM0S管206的栅极相连接；
[0033]待测SRAM阵列201的第一端口 A连接第一 PM0S管203的源极和第一 NM0S管204的漏极，待测SRAM阵列201的第二端口 B连接第三电源；
[0034]比较SRAM阵列202的第一端口连接第二 PM0S管205的源极和第二 NM0S管206的漏极，比较SRAM阵列202的第二端口连接第三电源。
[0035]如本领域普通技术人员所能理解的，第一电源和第二电源可以为不同的电源，也可以为相同的电源，例如第一电源和第二电源可以均为Vdd。第三电源可以为Vss。因此，测试电路200的电路板上可以至少需要5个焊盘(PAD)。例如，第一电源在第一焊盘、第二电源在第二焊盘、第三电源在第三焊盘、第一 PM0S管和第二 PM0S管在第四焊盘、第一 NM0S管和第二 NM0S管在第五焊盘。
[0036]当测试电路200工作时，可以在第一 PM0S管203、第一 NM0S管204、第二 PM0S管205以及第二 NM0S管206上加脉冲以使其导通或关闭。图3示出了在图2的PM0S管和NM0S管上所加的脉冲的波形图。如图3所示，在NM0S管上所加的脉冲的宽度可以小于在PM0S管上所加的脉冲的宽度。例如，在NM0S管上所加的脉冲的宽度可以为在PM0S管上所加的脉冲的宽度的0.8倍，用表达式可表示为4)3?= 0.8*Pftao若PM0S管的延时PKW为0，则NM0S管的延时用表达式可表示为:New= (Pftt-Nfta)/20脉冲频率可以表示为X，则待测SRAM阵列电容C用表达式可以表示为:C = Q/U，其中电量Q= (IA1-1A2)/X，电压U =Vdd，其中IA1为可通过电流表A1测量的通过第一 PM0S管203的漏极的电流，并且IA2为可通过电流表A2测量的通过第二 PM0S管205的漏极的电流。
[0037]本发明所提供的上述用于测量SRAM阵列电容的测试电路200仅在测试结构中添加若干器件(成对的PM0S管和NM0S管)，结构简单，易于实现，并且通过该测试电路200，可以通过测量电流而非直接测量电容来间接测得电容，测量速度更快，测量精度更高。
[0038]根据本发明的一个实施例，待测SRAM阵列和比较SRAM阵列的区别可以在于是否包括存储单元。示例性地，待测SRAM阵列可以为包含存储单元的SRAM阵列，而比较SRAM阵列可以为不包含存储单元的SRAM阵列。图4示出了根据本发明的一个实施例的、用于测量SRAM阵列电容的测试电路400的结构图。
[0039]如图4所示，在测试电路400中，待测SRAM阵列401为包含存储单元的SRAM阵列，比较SRAM