Sram中的存储单元的检测方法_3

文档序号:8382077阅读:来源:国知局
与输出Vout符合反相器的特性曲线,若两反相器匹配,在第一反相器的输入与第二反相器的输入相等的情况下,第一反相器的输出Vlout与第二反相器的输出V2out也一定相等。据此,可以得出在第一反相器的输入与第二反相器的输入相等的情况下,第一反相器的输出Vlout与第二反相器的输出V2out若不相等,则两反相器不匹配,一定有至少一晶体管的阈值电压出现漂移。本发明利用上述特点,以存储单元为检测单元,避免了对该存储单元中的每个MOS管进行单独检测,以减少整个SRAM的检测量,提高了效率。
[0056]具体地,除了上述测试差值Vl0Ut-V20Ut外,所述检测方法还包括:分别测试第一反相器的输出端与第二反相器的输出端的输出值Vl0Ut,V20Ut。通过各自反相器的输出值以判断第一反相器与第二反相器不匹配时,是哪个反相器中的MOS管出现阈值漂移。
[0057]具体地,若第一反相器的输出值Vlout不为标准值,则第一反相器的第一上拉PMOS管PUl或第一下拉NMOS管HH的阈值电压出现漂移,所述标准值为第一反相器的第一上拉PMOS管PUl和第一下拉NMOS管TOl的阈值电压与第二反相器的第二上拉PMOS管PU2和第二下拉NMOS管TO2的阈值电压匹配时,第一反相器的输出端与第二反相器的输出端均输出的输出值,即Vl0Ut=V20Ut。此时可以排除第二反相器的MOS管出现阈值漂移。
[0058]进一步地,若第一反相器的第一上拉PMOS管PUl或第一下拉NMOS管TOl的阈值电压出现漂移,则分别测量第一上拉PMOS管PUl和第一下拉NMOS管PDl的阈值电压,以具体到判断某个MOS管的阈值电压漂移。上述单个MOS管的阈值电压的测量方法可以参照现有的测量方法,例如晶圆可接受性测试获得存储器中的MOS管阈值电压。
[0059]若第一反相器的输出端与第二反相器的输出端的差值为正,则第一上拉PMOS管PUl或第一下拉NMOS管HH的阈值电压偏大;若第一反相器的输出端与第二反相器的输出端的差值为负,则第一上拉PMOS管PUl或第一下拉NMOS管TOl的阈值电压偏小。上述方法可以根据两反相器输出的差值大致判断某一 MOS管的漂移情况。
[0060]若第二反相器的输出值不为标准值,则第二反相器的第二上拉PMOS管PU2或第二下拉NMOS管TO2的阈值电压出现漂移,所述标准值为第一反相器的第一上拉PMOS管PUl和第一下拉NMOS管PDl的阈值电压与第二反相器的第二上拉PMOS管PU2和第二下拉NMOS管FO2的阈值电压匹配时,第一反相器的输出端与第二反相器的输出端均输出的输出值,即Vl0Ut=V20Ut。此时可以排除第一反相器的MOS管出现阈值漂移。
[0061]若第二反相器的第二上拉PMOS管PU2或第二下拉NMOS管PD2的阈值电压出现漂移,则分别测量第二上拉PMOS管PU2和第二下拉NMOS管PD2的阈值电压,以具体到判断某个MOS管的阈值电压漂移。上述单个MOS管的阈值电压的测量方法可以参照现有的测量方法,例如晶圆可接受性测试获得存储器中的MOS管阈值电压。
[0062]若第一反相器的输出端与第二反相器的输出端的差值为正,则第二上拉PMOS管PU2或第二下拉NMOS管PD2的阈值电压偏小;若第一反相器的输出端与第二反相器的输出端的差值为负,则第二上拉PMOS管PU2或第二下拉NMOS管TO2的阈值电压偏大。上述方法可以根据两反相器输出的差值大致判断某一 MOS管的漂移情况。
[0063]本发明技术方案提供的测试SRAM存储单元的方法是以存储单元为单位进行测试,为验证本实施例获得的存储单元的两反相器匹配程度的准确性,发明人以单个MOS管阈值电压漂移为例,进行了仿真测试。
[0064]首先参照图5所示,首先设定第一上拉PMOS管PUl的阈值电压,至第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out相等,此时第一上拉PMOS管PUl的阈值电压为使得4TM0S管存储单元两反相器匹配的阈值电压,称为第一上拉PMOS管PUl的阈值电压匹配值。然后以上述阈值电压匹配值为基点,调节第一上拉PMOS管PUl的阈值电压按步长0.05V向变大方向漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,直至漂移量deltaVth最大为0.5V为止。之后仍以上述阈值电压匹配值为基点,调节第一上拉PMOS管PUl的阈值电压按步长0.05V向变小方向漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,直至漂移量deltaVth最大为0.5V为止。
[0065]为直观显示由于第一上拉PMOS管PUl阈值漂移造成的存储单元中两反相器输出不匹配,对图5中的第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out做差值,结果如图6所/Jn ο
[0066]结合图5与图6所示,由于第一反相器输出曲线较为平坦,而第二反相器输出曲线在第一上拉PMOS管PUl的阈值电压匹配值附近有剧烈变化,因而,第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out的差值在第一上拉PMOS管PUl的阈值电压匹配值附近也有剧烈变化,具体表现为斜率较大,一般大于1,因而第一上拉PMOS管PUl的稍小阈值电压漂移,反映在第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out的差值上就有较大变化,换言之,有放大效果。因而相对直接测量每个MOS管的阈值电压方案,本方案检测准确。
[0067]类似地,首先参照图7所示,首先设定第二上拉PMOS管PU2的阈值电压,至第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out相等,此时第二上拉PMOS管PU2的阈值电压为使得4TM0S管存储单元两反相器匹配的阈值电压,称为第二上拉PMOS管PU2的阈值电压匹配值。然后以上述阈值电压匹配值为基点,调节第二上拉PMOS管PU2的阈值电压按步长0.05V向变大方向漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,直至漂移量deltaVth最大为0.5V为止。之后仍以上述阈值电压匹配值为基点,调节第二上拉PMOS管PU2的阈值电压按步长0.05V向变小方向漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,直至漂移量deltaVth最大为0.5V为止。
[0068]为直观显示由于第二上拉PMOS管PU2阈值漂移造成的存储单元中两反相器输出不匹配,对图7中的第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out做差值,结果如图8所
/Jn ο
[0069]结合图7与图8所示,由于第一反相器输出曲线较为平坦,而第二反相器输出曲线在第二上拉PMOS管PU2的阈值电压匹配值附近有剧烈变化,因而,第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out的差值在第一上拉PMOS管PUl的阈值电压匹配值附近也有剧烈变化,具体表现为斜率较大,一般大于1,因而第二上拉PMOS管PU2的稍小阈值电压漂移,反映在第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out的差值上就有较大变化,换言之,有放大效果。因而相对直接测量每个MOS管的阈值电压方案,本方案测量准确。
[0070]与上述检测类似,可对第一下拉NMOS管roi的阈值电压以该NMOS管TOl的阈值电压匹配值为基点进行正负0.5V漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,如图9所不。对第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out做差值,该差值与第一下拉匪OS管HH的阈值电压漂移量deltaVth之间的关系如图10所示。对第二下拉NMOS管PD2的阈值电压以该NMOS管PD2的阈值电压匹配值为基点进行正负0.5V漂移,分别记录第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out,如图11所不。对第一反相器输出Vlout与第二反相器输出V2out做差值,该差值与第二下拉NMOS管TO2的阈值电压漂移量deltaVth之间的关系如图12所示。上述具体检
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