專利名稱：使用可配置環(huán)形振蕩器的電路仿真器參數(shù)提取的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的實施例主要涉及根據(jù)測試結(jié)構(gòu)的電路仿真器參數(shù)的提取和/或 設(shè)計規(guī)則，并且尤其涉及根據(jù)環(huán)形振蕩器測試結(jié)構(gòu)的電路仿真器的參數(shù)提 取和/或設(shè)計規(guī)則。
背景技術(shù)：
電路仿真工具通常用于集成電路的設(shè)計。 一種廣泛使用的電路仿真器 是被稱為SPICE (集成電路仿真程序)的程序。電路設(shè)計師將要以集成電 路形式實現(xiàn)的電路描述為網(wǎng)表。網(wǎng)表定義了電路元件的互連組。電路元件 的一些實例是諸如電阻器、電容器、電感器、電壓源和電流源的基本電路 元件。這些電路元件的操作通常是一個或幾個參數(shù)的函數(shù)。例如，通過單 個參數(shù)，阻抗，來定義基本電阻器。然而，網(wǎng)表通常包括諸如金屬互連長 度、N溝道場效應(yīng)晶體管和P溝道場效應(yīng)晶體管的更復(fù)雜的電路元件。通 常，更復(fù)雜的電路元件的操作通過包含一個或多個等式的"模型"來定義。 模型將電路元件的操作定義為多個參數(shù)的函數(shù)。例如，互連長度的模型可 以使用諸如互連的延伸長度、互連的截面寬度、截面厚度、互連與其它結(jié) 構(gòu)之間的距離、圍繞互連的其它材料的介電常數(shù)以及其它物理尺寸和電特 性等的參數(shù)。存在對電路元件進行建模的許多不同的方式。有些模型復(fù)雜， 而其它模型則相對簡單。
在要以集成電路形式實現(xiàn)的特定電路的設(shè)計中，仔細選擇模型以及該 模型所使用的參數(shù)，以使得對正在設(shè)計的電路的仿真與以集成電路形式實 現(xiàn)之后的該電路的實際操作非常匹配。在將正在設(shè)計的電路描述為網(wǎng)表之 后，SPICE程序仿真所述電路以確定其仿真操作。如果被仿真的電路不能正確工作，則改變電路設(shè)計。這樣，在制造電路之前，仿真電路設(shè)計并且 確定其正確操作。
通常，在有時被稱為"參數(shù)提取"的處理中確定參數(shù)值。在參數(shù)提取 的一個實例中，使用半導(dǎo)體制造工藝在測試晶圓上制造一套測試結(jié)構(gòu)，所 述半導(dǎo)體制造工藝稍后將用于制造要設(shè)計的電路。隨后對測試結(jié)構(gòu)進行測
試。使用SPICE對測試結(jié)構(gòu)進行仿真，并且對各種模型的參數(shù)進行調(diào)整， 直到SPICE仿真與測試結(jié)果匹配。例如，參見專利號為7,047,505、 6,934,671 和6，795，800的美國專利，其中描述了不同參數(shù)提取處理的實例。
通常將環(huán)形振蕩器制造為這樣一種測試結(jié)構(gòu)，隨后操作該環(huán)形振蕩器， 并且測量其操作頻率。調(diào)整相關(guān)的SPICE電路參數(shù)，使得環(huán)形振蕩器的 SPICE仿真輸出與測得的振蕩頻率匹配的仿真振蕩頻率。可能對其進行調(diào) 整的參數(shù)實例包括環(huán)形振蕩器的晶體管柵極長度、柵極寬度、晶體管柵極 絕緣層的介電常數(shù)、柵極絕緣層的厚度、晶體管的閾值電壓、晶體管中載 流子的遷移率以及許多其它參數(shù)。例如，參見專利號為5,790，436和5,825,673
的美國專利。通常，在同一測試晶圓上制造第二環(huán)形振蕩器，使得第二環(huán) 形振蕩器使用不同類型的晶體管。該第二環(huán)形振蕩器用于校準由第二環(huán)形 振蕩器中晶體管的模型所使用的參數(shù)。然而，電路操作并非僅受晶體管性 能所影響。電路操作還受用于將各種有源電路連接到一起的互連的電特性 所影響。有時，將不同類型互連的長度與環(huán)形振蕩器一起制造在測試晶圓 上。測量這些互連長度的不同電特性以提取用于互連的SPICE模型的參數(shù)。 另外，有時將多個環(huán)形振蕩器制造在測試晶圓上，使得各種環(huán)形振蕩器在 振蕩信號路徑中具有不同數(shù)量的互連并且因此不同地操作。有時，在空載 條件下測試單個環(huán)形振蕩器并且隨后在有載條件下進行再次測試。例如， 參見專利號為6，055，829的美國專利。通過比較這類環(huán)形振蕩器的操作，可 以在某種程度上隔離互連負載對電路性能的影響并且能夠利用該影響來改 變互連模型所使用的SPICE參數(shù)。SPICE參數(shù)的提取是復(fù)雜且費時的多維 作業(yè)，涉及許多不同的相關(guān)參數(shù)和不同類型的測試結(jié)構(gòu)以及不同類型的模 型。

發(fā)明內(nèi)容
10按照第一新穎的方面，公開了一種提取電路仿真器參數(shù)的方法。使可 配置環(huán)形振蕩器操作于第一配置中，以使得振蕩信號通過第一信號路徑從 第一節(jié)點傳遞到第二節(jié)點。對操作特性進行第一測量。例如，第一測量可 以是振蕩信號的頻率測量。隨后，使所述環(huán)形振蕩器操作于第二配置中， 在所述第二配置中，振蕩信號通過第二信號路徑從第一節(jié)點傳遞到第二節(jié) 點。進行第二測量。例如，第二測量可以是對振蕩頻率的頻率測量。使用 第一測量和第二測量來確定或校準電路仿真器參數(shù)。
在所述方法的第一實例中，第一路徑包含很少的互連并且第二路徑包 含實質(zhì)上的互連。由于兩條路徑之間唯一的實質(zhì)差別是互連的不同數(shù)量， 所以可以將互連有載對電路操作的影響與晶體管性能變化對電路操作的影 響隔離開?？梢韵Ｒ姷木w管變化對金屬有載測量的干擾影響。在一 個實例中，調(diào)整基于晶體管的電路仿真器參數(shù)并且再次仿真處于第一配置 中的環(huán)形振蕩器，直到仿真的振蕩頻率與第一測量值匹配。隨后固定基于 晶體管的電路參數(shù)，并且調(diào)整基于互連的電路仿真器參數(shù)。再次仿真處于 第二配置中的環(huán)形振蕩器，并且調(diào)整基于互連的參數(shù)，直到仿真的振蕩頻 率與第二測量值匹配。在該實例中，確定(校準)的電路仿真器參數(shù)是被 調(diào)整以進行第二匹配的基于互連的電路仿真器參數(shù)。
在所述方法的第二實例中，將第一路徑和第二路徑設(shè)計為相同并且使 用第一測量和第二測量來確定電路仿真器失配參數(shù)。在一個實例中，調(diào)整 基于晶體管的電路仿真器參數(shù)并且再次仿真處于第一配置中的環(huán)形振蕩 器，直到仿真的振蕩頻率與第一測量值匹配。隨后固定基于晶體管的電路 參數(shù)。調(diào)整基于互連的電路仿真器參數(shù)并且再次仿真處于第二配置中的環(huán) 形振蕩器，直到仿真的振蕩頻率與第二測量值匹配?；诨ミB的電路參數(shù) 所調(diào)整的程度用于確定基于互連的電路參數(shù)的失配參數(shù)。
按照第二新穎的方面，公開一種可配置的環(huán)形振蕩器測試結(jié)構(gòu)。例如， 可配置的環(huán)形振蕩器測試結(jié)構(gòu)可以是在半導(dǎo)體制造工藝開發(fā)使用的測試晶 圓的一部分。可配置的環(huán)形振蕩器在環(huán)形振蕩器的第一節(jié)點和環(huán)形振蕩器 的第二節(jié)點之間具有多條可選的信號路徑。反饋電路從第二節(jié)點接收信號 并且將該信號的反相和延遲版本提供到第一節(jié)點，使得第一節(jié)點、第二節(jié) 點、可選的信號路徑以及反饋電路的組合形成振蕩器。當選擇多條可選的
11信號路徑中的第一信號路徑并且振蕩器操作時，振蕩信號通過第一信號路 徑從第一節(jié)點傳遞到第二節(jié)點。第二信號路徑基本上不導(dǎo)通。另一方面， 選擇多條信號路徑中的第二信號路徑并且振蕩器操作時，振蕩信號通過第 二信號路徑從第一節(jié)點傳遞到第二節(jié)點。第一信號路徑基本上不導(dǎo)通。
上面的描述是概要性的并且因此必然包含有細節(jié)的簡化、概括和省略; 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，該概要只是說明性的并且不以任何方式 進行限制。如在權(quán)利要求書中所單獨定義的，這里描述的設(shè)備和/或處理的 其它方面、創(chuàng)造性特征以及優(yōu)點，將通過這里進行的非限制性的詳細描述 而變得清晰。


圖l是根據(jù)第一新穎方面的參數(shù)提取方法的流程圖；以及
圖2是根據(jù)第二新穎方面的可配置環(huán)形振蕩器測試結(jié)構(gòu)圖，圖2中的
可配置環(huán)形振蕩器是可以用于圖1的方法中的可配置環(huán)形振蕩器的一個實例。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)一種新穎方面的參數(shù)提取方法100的流程圖。方法100涉
及可配置環(huán)形振蕩器。
圖2是可用于圖1的方法中的可配置環(huán)形振蕩器1的一個實例的電路 圖。可配置環(huán)形振蕩器1是專用的測試結(jié)構(gòu)，其為集成電路的一部分。特 別地，集成電路是用于半導(dǎo)體制造工藝開發(fā)中的測試晶圓?？膳渲铆h(huán)形振 蕩器1包括第一節(jié)點N1、 1: 2解復(fù)用器2、第一導(dǎo)體3、第二導(dǎo)體4、 2: 1復(fù)用器5以及多個反相器6-12。解復(fù)用器2具有第一數(shù)據(jù)輸入引線13、 第一數(shù)據(jù)輸出引線14、第二數(shù)據(jù)輸出引線15以及控制輸入引線16和17。 復(fù)用器5具有第一數(shù)據(jù)輸入引線18、第二數(shù)據(jù)輸入引線19、數(shù)據(jù)輸出引線 20以及控制輸入引線21和22。反相器6-10串聯(lián)耦合以形成反饋電路。反 饋電路從節(jié)點N2接收信號并將該信號的反相和延遲版本提供到節(jié)點Nl。
可配置環(huán)形振蕩器1可以配置為兩種配置中可選的一種。為了將可配 置環(huán)形振蕩器1置于第一配置，將可配置環(huán)形振蕩器的選擇輸入引線13置為數(shù)字邏輯高電平。數(shù)字邏輯高電平使解復(fù)用器2的第一傳輸門23導(dǎo)通并 且使解復(fù)用器2的第二傳輸門24不導(dǎo)通。因此，解復(fù)用器2將第一節(jié)點 Nl耦合至第一數(shù)據(jù)輸出引線14和第一導(dǎo)體3。第二數(shù)據(jù)輸出引線15和第 二導(dǎo)體4沒有耦合至第一節(jié)點Nl。選擇輸入引線13上的數(shù)字邏輯高電平 使復(fù)用器5的第一傳輸門25導(dǎo)通并且使復(fù)用器5的第二傳輸門26不導(dǎo)通。 因此，復(fù)用器5將第一導(dǎo)體3和第一數(shù)據(jù)輸入引線18耦合至第二節(jié)點N2。 第二導(dǎo)體4和第二數(shù)據(jù)輸入引線19沒有耦合至第二節(jié)點N2。因此，當可 配置環(huán)形振蕩器在第一配置中振蕩時，振蕩信號通過第一信號路徑27從第 一節(jié)點Nl傳遞到第二節(jié)點N2。第一信號路徑27中沒有增益級。
為了將可配置環(huán)形振蕩器1置于第二配置，將選擇輸入引線13置為數(shù) 字邏輯低電平。數(shù)字邏輯低電平使解復(fù)用器2的第一傳輸門23不導(dǎo)通并且 使解復(fù)用器2的第二傳輸門24導(dǎo)通。因此，解復(fù)用器2將第一節(jié)點Nl耦 合至第二數(shù)據(jù)輸出引線15和第二導(dǎo)體4。第一數(shù)據(jù)輸出引線14和第一導(dǎo)體 3沒有耦合至第一節(jié)點Nl。選擇輸入引線13上的數(shù)字邏輯低電平使復(fù)用器 5的第一傳輸門25不導(dǎo)通并且使復(fù)用器5的第二傳輸門26導(dǎo)通。因此，復(fù) 用器5將第二導(dǎo)體4和第二數(shù)據(jù)輸入引線19耦合至第二節(jié)點N2。第一導(dǎo) 體3和第一數(shù)據(jù)輸入引線18沒有耦合至第二節(jié)點N2。因此，當可配置環(huán) 形振蕩器在第二配置中振蕩時，振蕩信號通過第二信號路徑28從第一節(jié)點 N1傳遞到第二節(jié)點N2。第二信號路徑28中沒有增益級。
在圖2的實例中，第一導(dǎo)體3和第二導(dǎo)體4主要是金屬導(dǎo)體的長度。 除了它們各自的長度，導(dǎo)體3和導(dǎo)體4基本上在每一個實際可能的方面都 相同(電氣上和結(jié)構(gòu)上)。第一金屬導(dǎo)體和第二金屬導(dǎo)體設(shè)置于集成電路的 同一金屬互連層中并且位于相同類型的材料的上方、中間和下方，使得導(dǎo) 體3和導(dǎo)體4的分布電阻值相同并且基本上一致，并且使得導(dǎo)體3和導(dǎo)體4 的分布電容值相同并且基本上一致。導(dǎo)體3和導(dǎo)體4還具有相同類型的觸 點結(jié)構(gòu)。
在圖2的實例中，傳輸門23-26的導(dǎo)通電阻值約為101歐姆，第一導(dǎo)體 3的電阻值約為lk歐姆，并且第二導(dǎo)體4的電阻值是第一導(dǎo)體3的電阻值 的10倍(10k歐姆)。所有傳輸門23-26的結(jié)構(gòu)都相同。解復(fù)用器2、第一 導(dǎo)體3和第二導(dǎo)體4以及復(fù)用器5的結(jié)構(gòu)使得第一信號路徑和第二信號路徑之間的電氣差異僅取決于第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的不同長度。
回到圖1的方法，在第一步驟(步驟ioi)中，可配置環(huán)形振蕩器操作 于第一配置。第一振蕩信號通過第一信號路徑27從第一節(jié)點Nl傳遞到第 二節(jié)點N2。由于傳輸門24和傳輸門26不導(dǎo)通，所以第二導(dǎo)體4既沒有耦 合至節(jié)點Nl也沒有耦合至節(jié)點N2。
在第二步驟(步驟102)中，進行可配置環(huán)形振蕩器的操作特性的第一 測量。例如，反相器ll可以向頻率測量裝置輸出第一振蕩信號。頻率測量 裝置可以包含位于測試晶圓上的數(shù)字計數(shù)器，或者可以包含作為外部測試 設(shè)備一部分的頻率計數(shù)器。所測量的操作特性是第一振蕩信號的頻率。
在第三步驟(步驟103)中，可配置環(huán)形振蕩器操作于第二配置。第二 振蕩信號通過第二信號路徑28從第一節(jié)點Nl傳遞到第二節(jié)點N2。由于傳 輸門23和傳輸門25不導(dǎo)通，所以第一導(dǎo)體3既沒有耦合至節(jié)點Nl也沒有 耦合至節(jié)點N2。
在第四步驟(步驟104)中，進行可配置環(huán)形振蕩器的操作特性的第二 測量。與在步驟102中相同，該實例中所測量的操作特性是第二振蕩信號 的頻率。
在第五步驟(步驟105)中，使用第一測量值和第二測量值來確定電路 仿真器參數(shù)。在圖1的方法100的一個實例中，第一測量值和第二測量值 用于通過仿真第一配置中的可配置環(huán)形振蕩器來校準電路仿真器參數(shù)。使 用SPICE電路仿真器對可配置環(huán)形振蕩器進行仿真。SPICE電路仿真器輸 出第一振蕩信號的仿真頻率。隨后調(diào)整基于晶體管的SPICE參數(shù)并且再次 仿真處于第一配置的可配置環(huán)形振蕩器，并且重復(fù)該調(diào)整和再次仿真處理, 直到仿真的振蕩頻率基本上與對實際的可配置環(huán)形振蕩器所測量的頻率 (第一測量值)匹配。例如，基于晶體管的SPICE參數(shù)可以是柵極長度參 數(shù)、柵極寬度參數(shù)、柵極絕緣體厚度參數(shù)或電荷載流子遷移率參數(shù)。該示 例中基于晶體管的SPICE參數(shù)涉及反相器6的P溝道場效應(yīng)晶體管27和N 溝道場效應(yīng)晶體管28。
此時，在該方法中，固定先前調(diào)整的基于晶體管的SPICE參數(shù)(以及 所有其它基于晶體管的SPICE參數(shù))。隨后以第二配置仿真可配置振蕩器。 調(diào)整基于互連的SPICE參數(shù)并且再次仿真可配置環(huán)形振蕩器，并且重復(fù)該
14調(diào)整和再次仿真處理，直到仿真的振蕩頻率基本上與對實際的可配置環(huán)形
振蕩器所測量的頻率(第二測量值)匹配。例如，在所述導(dǎo)體是導(dǎo)體3和 導(dǎo)體4類型的金屬互連導(dǎo)體時，基于互連的SPICE參數(shù)可以是導(dǎo)體寬度參 數(shù)或?qū)w高度參數(shù)。例如，如果第二導(dǎo)體4是集成電路"金屬2"層中的金 屬長度，則所調(diào)整的基于互連的SPICE參數(shù)可以是指定金屬2層導(dǎo)體寬度 的寬度參數(shù)或指定金屬2層導(dǎo)體高度的高度參數(shù)。除了尺寸之外，基于互 連的SPICE參數(shù)可以是電特性參數(shù)(例如，電阻率參數(shù))。
在一些常規(guī)類型的測試晶圓中，制造了一系列環(huán)形振蕩器，其中每個 環(huán)形振蕩器在振蕩信號路徑中具有不同數(shù)量的互連。不同環(huán)形振蕩器之間 的操作差異歸因于不同環(huán)形振蕩器中互連的差異。然而，由于不同的環(huán)形 振蕩器具有不同的反相器晶體管，所以該常規(guī)假設(shè)不完全正確。不同的反 相器彼此之間的差異很小。這些差異可能會影響不同環(huán)形振蕩器的測量。 另一方面，在圖1的方法100中，非常相同的可配置環(huán)形振蕩器反相器6-10 用于在第一配置的輕互連有載條件下的振蕩頻率的測量和在第二配置的重 互連有載條件下的振蕩頻率的測量。因此，較好地將互連的不同數(shù)量對振 蕩操作的影響與環(huán)形振蕩器其它部件的影響隔離出來。
在圖1的方法100的第二實例中，步驟102和步驟104的第一測量值 和第二測量值用于確定電路仿真器參數(shù)的不同類型，有時將該參數(shù)的不同 類型稱為"失配參數(shù)"。例如，失配參數(shù)是10%，其中10%的數(shù)值表示另一 參數(shù)(例如，導(dǎo)體寬度)可以通過加上或減去標稱值的10%進行變化。電 路仿真器模型可以具有多個這樣的操作于其它標稱參數(shù)值的失配參數(shù)。電 路仿真器可以使用這些失配參數(shù)來執(zhí)行所謂的"統(tǒng)計分析"。在這樣的分析 中，電路仿真器執(zhí)行許多電路仿真，但是在每一次不同的仿真中，仿真器 隨機且獨立地改變具有相關(guān)的失配參數(shù)的參數(shù)。電路仿真器將通過其來改 變給定參數(shù)的三個西格瑪變量由其相關(guān)的失配參數(shù)進行定義。通常，在大 多數(shù)情況下，使用電路仿真器設(shè)計的電路都能正常操作，在所述大多數(shù)情 況下， 一個參數(shù)相對于其它參數(shù)進行變化。如果仿真表明電路不能在失配 參數(shù)值的各種變化下正確工作，則可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了電路的問題。
在圖1的方法的第二實例中，將第一導(dǎo)體3和第二導(dǎo)體4設(shè)計和制造 得盡可能相同。將導(dǎo)體3和導(dǎo)體4設(shè)計為具有相同的長度和截面結(jié)構(gòu)。將它們設(shè)計為在集成電路上位于相同類型的材料的上方、中間和下方。將導(dǎo)
體3和導(dǎo)體4都制成為相對長的導(dǎo)體，使得導(dǎo)體的電阻值高于傳輸門的導(dǎo)通阻抗。如圖1中所設(shè)計的，在第一配置和第二配置中對可配置環(huán)形振蕩器進行仿真，并且對于每一配置進行操作特性的測量(例如，振蕩頻率)。由于可配置環(huán)形振蕩器電路的其余部分都相同，所以這兩個測量值之間的差異歸因于路徑27和路徑28之間的電氣差異。因此，可配置環(huán)形振蕩器可用于測量兩個金屬導(dǎo)體路徑之間的失配。在圖1的方法的第二實例中，當?shù)谝慌渲玫姆抡娼Y(jié)果與第一測量值匹配時，基于互連的參數(shù)具有第一值，但是當?shù)诙渲玫姆抡娼Y(jié)果與第二測量值匹配時，基于互連的參數(shù)具有第二值。使用必須調(diào)整互連參數(shù)以獲得第二匹配的程度來確定失配參數(shù)。在一個實例中，如果互連參數(shù)的兩個值相差10%，則確定該互連參數(shù)的失配參數(shù)是10%。
在另一實施例中，所測量的路徑27和路徑28之間的失配數(shù)量用于確定集成電路設(shè)計中布置觸發(fā)器的設(shè)計規(guī)則。觸發(fā)器具有用于定義在觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入引線上接收的信號與在觸發(fā)器的時鐘輸入引線上接收的時鐘信號之間的允許相對時序的建立和保持時序要求。可以通過相同的時鐘信號對多個觸發(fā)器進行同步定時，其中第一觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出經(jīng)過多個邏輯并且隨后被提供給第二觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入引線。隨著兩個這樣的觸發(fā)器之間的距離增加，時鐘信號時序相對于第二觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入信號的變化也增加。如果時鐘信號時序的該變化太大，則時鐘信號可能實際上過早或過晚地到達第二觸發(fā)器，使得違反了第二觸發(fā)器的建立或保持時序要求。因此，應(yīng)該限制觸發(fā)器之間的時鐘信號導(dǎo)體的長度，以使得時鐘信號時序中的變化得到減少。圖1的方法的第二實例可用于確定該時序變化的數(shù)量與承載該時鐘信號的導(dǎo)體長度之間的關(guān)系?；谟|發(fā)器的建立和保持時間以及向觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入引線提供信號的其它電路來確定可接受的時鐘信號變化的最大量。接下來，根據(jù)圖2的可配置環(huán)形振蕩器來確定使第一信號路徑和第二信號路徑之間的時序差異位于信號變化的可接收的量處或者位于該信號變化的可接受的量以下的導(dǎo)體長度。將用于觸發(fā)器之間的最大距離的設(shè)計規(guī)則設(shè)置為該導(dǎo)體長度。
圖1的方法的第一實例和第二實例只是圖2的新穎的可配置環(huán)形振蕩
16器如何用于確定或校準電路仿真器參數(shù)的實例。還存在許多圖1的方法的其它實例。例如，可以調(diào)整多個基于晶體管的參數(shù)以使得仿真結(jié)果基本上與第一測量值匹配，并且隨后可以調(diào)整多個基于互連的參數(shù)以使得仿真結(jié)果基本上與第二測量值匹配。
在圖1的方法100的第三特定實例中，對操作于第一配置的可配置環(huán)
形振蕩器進行頻率測量和電流消耗測量。調(diào)整第一基于晶體管的參數(shù)(例如，柵極長度參數(shù))并且再次仿真該環(huán)形振蕩器，直到仿真的振蕩頻率與測量的振蕩頻率匹配。然后，調(diào)整第二基于晶體管的參數(shù)(例如，晶體管柵極寬度)并且再次仿真該電路，直到仿真的電流消耗與測量的電流消耗匹配。如果柵極寬度參數(shù)的調(diào)整改變了仿真的振蕩頻率，則可以調(diào)整第三基于晶體管的參數(shù)(例如，晶體管載流子遷移率)，直到仿真的振蕩頻率再次與測量的頻率匹配。由于各種基于晶體管的參數(shù)的相關(guān)性，可能存在導(dǎo)致所述頻率和電流消耗測量值與仿真的頻率和電流消耗值匹配到相似程度的多組參數(shù)值。可以使用得到多組參數(shù)值之一的任何方法。仿真的操作特性與測量的操作特性之間的匹配不一定要精確，'但如果仿真的值和測量的值能夠在預(yù)定范圍內(nèi)適當?shù)乇舜私咏?，則可以認為該匹配是精確的。注意，在圖1的方法的第三特定實例中，調(diào)整多個基于晶體管的參數(shù)以獲得與第
一測量值(在步驟102中進行第一測量)的匹配。
在步驟104中進行第二測量之后，以第二配置來仿真可配置環(huán)形振蕩器。調(diào)整第一基于互連的參數(shù)(例如，導(dǎo)體寬度W)以使仿真的振蕩頻率與測量的振蕩頻率匹配。然而，在此范圍內(nèi)不調(diào)整第一基于互連的參數(shù)直到其移動到預(yù)定限制范圍的外側(cè)。在一個實例中，使用已知為"散射測量術(shù)"的技術(shù)來測量與導(dǎo)體3和導(dǎo)體4位于相同的金屬層中的導(dǎo)體的寬度。散射測量術(shù)的測量結(jié)果是一種確定，即導(dǎo)體3和導(dǎo)體4的寬度與標稱值相比改變加上或減去確定的百分數(shù)那么多。該百分數(shù)定義了上述實例中第一基于互連的參數(shù)的限制范圍的邊界，其中第一基于互連的參數(shù)是導(dǎo)體寬度W。如果調(diào)整導(dǎo)體寬度參數(shù)以將仿真的振蕩頻率與在此范圍內(nèi)測量的振蕩頻率匹配以至于導(dǎo)體寬度W到達該范圍的界限，則將導(dǎo)體寬度參數(shù)設(shè)置為該邊界值并且調(diào)整第二基于互連的參數(shù)(例如，導(dǎo)體高度H)，直到匹配發(fā)生。注意，在圖1的方法的第三特定實例中，調(diào)整多個基于互連的參數(shù)以獲得與第二測量值的匹配(在步驟104中進行第二測量)。所調(diào)整的多個基于互連的參數(shù)中的任意一個可以是圖1的流程圖的步驟105中提到的電路仿真器參數(shù)。
盡管前面描述的一些特定實施例是為了指導(dǎo)目的，但是本專利文獻的教導(dǎo)的具有普遍適用性并且不局限于前述特定實施例。可以使用接收和輸出差動信號的電路，而不是在可配置環(huán)形振蕩器中使用單端電路。盡管將可配置環(huán)形振蕩器描述為僅具有兩個不同的可選信號路徑，但是該可配置環(huán)形振蕩器可以具有三個或更多不同的可選信號路徑。兩個不同的信號路徑可以具有僅在已知的尺寸方面彼此不同的無源結(jié)構(gòu)，以使得可以使用可配置環(huán)形振蕩器和相關(guān)方法測量改變尺寸對電路性能的影響?？梢允箖蓚€不同的信號路徑在電容值上彼此不同，以使得被校準的電路仿真器參數(shù)是介電常數(shù)參數(shù)或?qū)w之間的間距。可以使用由邏輯門而不是傳輸門制成的解復(fù)用器和復(fù)用器結(jié)構(gòu)。簡單的導(dǎo)通門(例如，N溝道晶體管)可以用于解復(fù)用器和復(fù)用器結(jié)構(gòu)以將第一節(jié)點和第二節(jié)點耦合至第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，而不是使用傳輸門來形成該解復(fù)用器和路復(fù)用器結(jié)構(gòu)。盡管在第一測量和第二測量是頻率測量，但是該第一測量和第二測量也可以是時間測量。因此，只要不偏離下述權(quán)利要求書的范圍，可以實施對所述具體實施例的各種特征進行各種修改、更改以及組合。
權(quán)利要求
1、一種方法，包括如下步驟(a)使可配置環(huán)形振蕩器操作于第一配置中，其中所述環(huán)形振蕩器可配置為具有位于所述環(huán)形振蕩器的第一節(jié)點和所述環(huán)形振蕩器的第二節(jié)點之間的多條信號路徑中可選的一條信號路徑，其中在所述第一配置中，第一振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第一信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點；(b)對配置于所述第一配置中的所述環(huán)形振蕩器的操作特性進行第一測量；(c)使所述可配置環(huán)形振蕩器操作于第二配置中，其中在所述第二配置中，第二振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第二信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點；(d)對配置于所述第二配置中的所述環(huán)形振蕩器的操作特性進行第二測量；以及(e)使用所述第一測量和所述第二測量來確定電路仿真器參數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(b)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第一配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第一電阻值，其中在步驟(d)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第二配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第二電阻值，并且其中所述第二電阻值至少是所述第一電阻值的兩倍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述電路仿真器參數(shù)從由金屬導(dǎo)體的尺寸、分布電阻值參數(shù)和電阻率參數(shù)組成的組中選取。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(b)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第一配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第一電容值，其中在步驟(d)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第二配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第二電容值，并且其中所述第二電容值至少是所述第一電容值的兩倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述電路仿真器參數(shù)從由金屬導(dǎo)體的尺寸、金屬導(dǎo)體之間的間距、分布電容值參數(shù)和介電常數(shù)參數(shù)組成的組中選取。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(b)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第一配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第一電阻值，其中在步驟(d)中，當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第二配置中時，在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第二電阻值，并且其中所述第二電阻值與所述第一電阻值基本上相同。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述電路仿真器參數(shù)是失配參數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(e)的使用包括如下步驟-調(diào)整基于晶體管的參數(shù)值并且使用所調(diào)整的基于晶體管的參數(shù)值來仿真處于所述第一配置中的所述可配置環(huán)形振蕩器，并且從而獲得第一仿真結(jié)果，其中所述第一仿真結(jié)果基本上與所述第一測量匹配；以及調(diào)整基于互連的參數(shù)值并且使用所調(diào)整的基于互連的參數(shù)值和所調(diào)整的基于晶體管的參數(shù)值來仿真處于所述第二配置中的所述可配置環(huán)形振蕩器，并且從而獲得第二仿真結(jié)果，其中所述第二仿真結(jié)果基本上與所述第二測量匹配。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(e)的使用包括如下步驟:調(diào)整多個基于晶體管的參數(shù)值并且在電路仿真器上使用所調(diào)整的基于晶體管的參數(shù)值來仿真處于所述第一配置中的所述可配置環(huán)形振蕩器，并且從而獲得第一仿真結(jié)果，其中所述第一仿真結(jié)果基本上與所述第一測量匹配；以及調(diào)整多個基于互連的參數(shù)值并且在所述電路仿真器上使用所調(diào)整的基于互連的參數(shù)值來仿真處于所述第二配置中的所述可配置環(huán)形振蕩器，并且從而獲得第二仿真結(jié)果，其中所述第二仿真結(jié)果基本上與所述第二測量 匹配。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括(f) 對處于所述第一配置中的所述環(huán)形振蕩器的操作特性進行第三測 量；并且(g) 調(diào)整第二基于晶體管的參數(shù)值并且在電路仿真器上使用所調(diào)整的 基于晶體管的參數(shù)值來仿真處于所述第一配置中的所述可配置環(huán)形振蕩 器，并且從而獲得仿真結(jié)果，其中所述仿真結(jié)果基本上與所述第三測量匹配，并且其中在步驟(c)和步驟(d)之前執(zhí)行步驟(f)和步驟(g)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當所述第一振蕩信號通過所述 第一信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點時，所述第一振蕩信號 不穿過增益級，并且其中當所述第二振蕩信號通過所述第二信號路徑從所 述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點時，所述第二振蕩信號不穿過增益級。.
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可配置環(huán)形振蕩器是專用 的測試結(jié)構(gòu)，其中所述可配置環(huán)形振蕩器是集成電路的一部分，并且其中 所述電路仿真器參數(shù)是SPICE參數(shù)。
13、 一種方法，包括如下步驟(a) 使可配置環(huán)形振蕩器操作于第一配置中，其中所述環(huán)形振蕩器可 配置為具有位于所述環(huán)形振蕩器的第一節(jié)點和所述環(huán)形振蕩器的第二節(jié)點 之間的多條信號路徑中可選的一條信號路徑，其中在所述第一配置中，第 一振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第一信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞 到所述第二節(jié)點；(b) 當所述可配置環(huán)形振蕩器操作于所述第一配置中時，對所述振蕩 信號進行頻率測量；(c) 當所述可配置環(huán)形振蕩器操作于所述第一配置中時，進行功耗測(d) 調(diào)整第一電路仿真器參數(shù)和第二電路仿真器參數(shù)，使得處于所述第一配置中的所述可配置環(huán)形振蕩器的仿真頻率基本上與在步驟(b)中測 量的所述頻率匹配，并且使得處于所述第一配置中的所述環(huán)形振蕩器的仿 真功耗基本上與在步驟(c)中測量的所述功耗匹配；(e) 使所述可配置環(huán)形振蕩器操作于第二配置中，其中在所述第二配 置中，第二振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第二信號路徑從所述第一 節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點；(f) 當所述可配置環(huán)形振蕩器操作于所述第二配置中時，對所述振蕩 信號進行頻率測量；以及(g) 調(diào)整一個或多個附加的電路仿真器參數(shù)，使得處于所述第二配置 中的所述可配置環(huán)形振蕩器的仿真頻率基本上與在步驟(f)中測量的所述 頻率匹配。
14、 一種方法，包括如下步驟(a) 使可配置環(huán)形振蕩器操作于第一配置中，其中所述環(huán)形振蕩器可 配置為具有位于所述環(huán)形振蕩器的第一節(jié)點和所述環(huán)形振蕩器的第二節(jié)點 之間的多條信號路徑中可選的一條信號路徑，其中在所述第一配置中，第 一振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第一信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞 到所述第二節(jié)點；(b) 當所述可配置環(huán)形振蕩器操作于所述第一配置中時，對所述振蕩 信號進行頻率測量；(c) 使所述可配置環(huán)形振蕩器操作于第二配置中，其中在所述第二配 置中，第二振蕩信號通過所述多條信號路徑中的第二信號路徑從所述第一 節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點；(d) 當所述可配置環(huán)形振蕩器操作于所述第二配置中時，對所述振蕩 信號進行頻率測量；以及(e) 至少部分地基于所述第一測量和所述第二測量來確定電路仿真器 失配參數(shù)。
15、 一種集成電路，包括第一節(jié)點； 第二節(jié)點；位于所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的多條可選的信號路徑，其中 如果選擇所述多條可選的信號路徑中的第一信號路徑，則第二信號路徑基 本上不導(dǎo)通并且所述第一節(jié)點通過所述第一信號路徑耦合至所述第二節(jié) 點，然而，如果選擇所述多條可選的信號路徑中的第二信號路徑，則所述 第一信號路徑基本上不導(dǎo)通并且所述第一節(jié)點通過所述第二信號路徑耦合 至所述第二節(jié)點；以及具有輸入引線和輸出引線的反饋電路，其中將所述輸入引線耦合至所 述第二節(jié)點，并且其中將所述輸出引線耦合至所述第一節(jié)點，并且其中所 述反饋電路、所述第一節(jié)點、所述多條可選的信號路徑以及所述第二節(jié)點 一起形成可配置環(huán)形振蕩器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路，其中所述多條可選的信號路徑 包括具有數(shù)據(jù)輸入引線、第一數(shù)據(jù)輸出引線、第二數(shù)據(jù)輸出引線以及控制 輸入引線的解復(fù)用器；具有第一數(shù)據(jù)輸入引線、第二數(shù)據(jù)輸入引線、數(shù)據(jù)輸出引線以及控制 輸入引線的復(fù)用器；將所述解復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸出引線耦合至所述復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸 入引線的第一導(dǎo)體；以及將所述解復(fù)用器的第二數(shù)據(jù)輸出引線耦合至所述復(fù)用器的第二數(shù)據(jù)輸 入引線的第二導(dǎo)體。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其中所述第一導(dǎo)體延伸從所述 解復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸出引線到所述復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸入引線的第一距 離，其中所述第二導(dǎo)體延伸從所述解復(fù)用器的第二數(shù)據(jù)輸出引線到所述復(fù) 用器的第二數(shù)據(jù)輸入引線的第二距離，其中所述第二距離至少是所述第一 距離的兩倍。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成電路，其中沿著從所述解復(fù)用器的第 一數(shù)據(jù)輸出引線到所述復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸入引線的所述第一導(dǎo)體具有基 本一致的第一分布電容值，并且其中沿著從所述解復(fù)用器的第二數(shù)據(jù)輸出 引線到所述復(fù)用器的第二數(shù)據(jù)輸入引線的所述第二導(dǎo)體具有基本一致的第 二分布電容值，并且其中所述第一分布電容值和所述第二分布電容值基本 上相同。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路，其中如果選擇所述第一信號路 徑，則在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有第一電阻值，然而，如 果選擇所述第二信號路徑，則在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間存在有 第二電阻值，并且其中所述第二阻抗至少是所述第一電阻值的兩倍。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路，其中所述多條可選的信號路徑 是用于通過所述第一信號路徑和所述第二信號路徑中選擇的一條信號路徑 將所述第一節(jié)點耦合至所述第二節(jié)點的裝置。
21、 一種方法，包括如下步驟使用可配置環(huán)形振蕩器來確定電路仿真器參數(shù)，其中所述可配置環(huán)形 振蕩器是集成電路的一部分并且具有第一配置和第二配置，其中在所述第 一配置中，振蕩信號通過第一信號路徑而不是通過第二信號路徑從所述環(huán) 形振蕩器的第一節(jié)點傳遞到所述環(huán)形振蕩器的第二節(jié)點，然而，在所述第 二配置中，所述振蕩信號通過所述第二信號路徑而不是通過所述第一信號 路徑從所述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述電路仿真器參數(shù)是由SPICE 模型使用的參數(shù)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中當所述可配置環(huán)形振蕩器處于 所述第一配置中時，在所述振蕩信號通過所述第一信號路徑從所述第一節(jié) 點傳遞到所述第二節(jié)點時，所述振蕩信號不穿過增益級，并且其中當所述可配置環(huán)形振蕩器處于所述第二配置中時，在所述振蕩信號通過所述第一 信號路徑從所述第一節(jié)點傳遞到所述第二節(jié)點時，所述振蕩信號不穿過增 益級。
全文摘要
使可配置環(huán)形振蕩器操作于第一配置中以使得振蕩信號通過第一信號路徑從第一節(jié)點傳遞到第二節(jié)點。進行操作特性的第一測量。使所述環(huán)形振蕩器操作于第二配置中，其中振蕩信號通過第二信號路徑從第一節(jié)點傳遞到第二節(jié)點。進行第二測量。所述第一測量和第二測量用于確定電路仿真器參數(shù)。如果第一路徑具有很少的互連并且第二路徑具有實質(zhì)上的互連，則可以將由于互連有載而對電路操作的影響與由于晶體管性能變化而對電路操作的影響隔離開。如果將第一路徑和第二路徑設(shè)計為相同，則第一測量和第二測量可用于確定電路仿真器失配參數(shù)。
文檔編號G01R31/28GK101501691SQ200780029241
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者D·班, J·賈亞帕蘭 申請人:高通股份有限公司