CN109902410B - 一种检查低压晶体管可靠性的方法 - Google Patents

一种检查低压晶体管可靠性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种检查低压晶体管可靠性的方法，至少一个低压晶体管位于电路中，电路还包括至少一个高压晶体管，高压晶体管包括P型场效应管和N型场效应管，电路连接高压电源和低压电源，步骤一，直接确定每个低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤二，将每个P型场效应管的源极和漏极进行短路后，确定每个低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤三，将每个P型场效应管的源极和漏极进行短路，确定每个N型场效应管的栅极是否连接高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。

Description

一种检查低压晶体管可靠性的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种检查低压晶体管可靠性的方法。
背景技术
在现代电路设计和应用中，一般会引入两种或者多种电压电源，同理电路设计中就会用到两种或者多种不同耐压的晶体管。在实践中，有可能电路中会出现低压晶体管会看到高电压的情况，这将引起低压晶体管的工作可靠性问题，比如高温使用寿命测试(HTOL)失效，晶体管易漏电等问题。因此，电路设计中出现低压晶体管会看到高电压的情况应该需要尽量避免的。
在目前的检查方法主要有两种：一种是通过动态的电路仿真，通过仿真器会报告出晶体管超出限压阈值的情况，该方法优点是全面真实有效，缺点是需要仿真模型支持和需要仿真时间。另外一种是通过静态的剖析网表来报告低压晶体管的违规现象。该方法的优点是速度快，实施方便，缺点是易发生误报现象，需要电路设计者针对报告的情况进行复核，该检查方法一般在Layout Versus Schematics(LVS)检查过程中的Electrical RuleChecking(ERC)检查来实现，在静态检查过程中只分析高压线源，而不穿通高压晶体管可能会导致的错失报告的情况，也可在LAYOUT设计还未完成时，对电路网表进行检查，及时查找出潜在的设计风险，避免延迟设计Schedule。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检查低压晶体管可靠性的方法，以解决现有的在静态检查过程中只分析高压线源，而不穿通高压晶体管导致的错失报告的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种检查低压晶体管可靠性的方法，至少一个所述低压晶体管位于电路中，所述电路中还包括至少一个高压晶体管，所述高压晶体管包括P型场效应管和N型场效应管，所述电路连接高压电源和低压电源，所述检查低压晶体管可靠性的方法包括：
步骤一，直接确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
步骤二，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
步骤三，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述高压电源的电压输出值为3.6V～5V。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述低压电源的电压输出值为1.2V～1.6V。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，将被标记所述低压晶体管替换为高压晶体管。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：
判断所述电路的设计数据是否具有LAYOUT文件，若是，则将所述LAYOUT文件输入至Calibre软件。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，
将GDS2格式的文件输入Calibre软件后，加入代码进行自动检测。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，若所述电路的设计数据不具有LAYOUT文件，则将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表包括：
将层次示意图列表转换为平面示意图列表；
根据Perl脚本确定所述平面示意图列表中的每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：
将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，以使多个所述低压晶体管的栅极连接的电压大于1.5V，若是，则对多个所述低压晶体管进行标记，其中，
VDDA50-Vth*X≥1.5V，VDDA50为高压电源的输出电压值，Vth为低压晶体管的阈值电压，X为电路中低压晶体管的级数，X的取值使VDDA50-Vth*X≥1.5V。
可选的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，
将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第一替换晶体管；
确定所述第一替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第二替换晶体管；
确定所述第二替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第三替换晶体管；
确定所述第三替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第四替换晶体管。
在本发明提供的检查低压晶体管可靠性的方法中，通过将每个P型场效应管的源极和漏极短路后再确定每个低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至高压电源，以及将每个P型场效应管的源极和漏极短路后确定每个N型场效应管的栅极是否连接高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个低压晶体管的漏极，避免了在静态检查过程中只分析高压线源，而不穿通高压晶体管的情况，从而避免了错失报告的情况，可以精准地定位到真正存在风险的电路，避免工程师需要长时间一一对设计电路中的错误进行排查。
附图说明
图1是现有的电路中高低压晶体管连接示意图；
图2是本发明一实施例的检查低压晶体管可靠性的方法示意图；
图3是本发明另一实施例的检查低压晶体管可靠性的方法示意图；
图4是本发明另一实施例的检查低压晶体管可靠性的方法示意图；
图5是本发明另一实施例的检查低压晶体管可靠性的方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的检查低压晶体管可靠性的方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于提供一种检查低压晶体管可靠性的方法，以解决现有的在静态检查过程中只分析高压线源，而不穿通高压晶体管导致的错失报告的问题。
为实现上述思想，本发明提供了一种检查低压晶体管可靠性的方法，至少一个所述低压晶体管位于电路中，所述电路中还包括至少一个高压晶体管，所述高压晶体管包括P型场效应管和N型场效应管，所述电路连接高压电源和低压电源，所述检查低压晶体管可靠性的方法包括：步骤一，直接确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤二，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤三，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
一般的，至少一个所述低压晶体管位于电路中，所述电路中还包括至少一个高压晶体管，所述高压晶体管包括P型场效应管和N型场效应管，所述电路连接高压电源和低压电源，例如如图1所示的电路的一部分中包括低压晶体管M3和M4，包括高压晶体管M1和M2，高压电源为VDDA50(表示此处电压为5V)，M1和M2的栅极连接高压电源VDDA50，若只分析高压线源(M1和M2的栅极)，而不穿通高压晶体管，则当M1和M2闭合时，M1和M2的源极端电压为VDDA50-Vth，低压晶体管M3和M4的源漏间电压可能会很大，使M3和M4损坏。
因此，本实施例提供一种检查低压晶体管可靠性的方法，如图2～图4所示，所述检查低压晶体管可靠性的方法包括：步骤一，直接确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤二，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；步骤三，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
如图2所示，对应于步骤一，直接确定电路中每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；例如直接确定低压晶体管M5的栅极、源极、漏极和衬底中是否至少一个与高压电源VDDA50连接，若是，则对M5进行标记。如图3所示，对应于步骤二，将每个所述P型场效应管(即图3中的M7、M8、M9、M10)的源极和漏极短路后，然后确定每个所述低压晶体管(即图3中的M6)的栅极、源极、漏极和衬底中是否至少有一个连接至所述高压电源VDDA50，若M7、M8、M9、M10中至少一个的源极连接VDDA50，则M6的栅极、源极、漏极和衬底中的至少一端将连接到VDDA50，这种情况下，则对该低压晶体管M6进行标记。如图4所示，对应于步骤三，将每个所述P型场效应管(例如图4中的M12)的源极和漏极短路，若M12的源极连接高压电源VDDA50，则此时M13的漏极也连接高压电源，确定每个所述N型场效应管(例如图4中的M13)的栅极是否连接所述高压电源VDDA50，若是，则M13的源极端电压为VDDA50-Vth，Vth为N型场效应管的阈值电压，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管(例如图4中的M11)的漏极，若是，则M11的漏极端电压为VDDA50-Vth，应对该低压晶体管M11进行标记。
具体的，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述高压电源的电压输出值为3.6V～5V。所述低压电源的电压输出值为1.2V～1.6V。被标记的低压晶体管可能存在损坏风险，因此，需要将被标记所述低压晶体管替换为高压晶体管。
进一步的本实施例的检查低压晶体管可靠性的方法具有两种实施方式，该两种实施方式在于输入数据不同，一个是LAYOUT；一个是Schematic。如在电路设计初期，没有LAYOUT的情况下，可采用Schematic方法，即采用Perl读取电路网表，按上述算法，进行检查。
例如，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：判断所述电路的设计数据是否具有LAYOUT文件，若是，则将所述LAYOUT文件输入至Mentor公司的Calibre软件。将GDS2格式的文件输入Calibre软件后，加入代码进行自动检测。
另外，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，若所述电路的设计数据不具有LAYOUT文件，则将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表。将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表包括：将层次示意图列表转换为平面示意图列表；根据Perl脚本确定所述平面示意图列表中的每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
如图5所示，在所述的检查低压晶体管可靠性的方法中，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，以使多个所述低压晶体管的栅极连接的电压大于1.5V，若是，则对多个所述低压晶体管进行标记，其中，VDDA50-Vth*X≥1.5V，VDDA50为高压电源的输出电压值，Vth为低压晶体管的阈值电压，X为电路中低压晶体管的级数，X的取值使VDDA50-Vth*X≥1.5V。即向下检查到VDDA50-Vth*X约等于低压电源1.5V，即可中止；此时低压晶体管所接的电位安全。
具体的，将每个所述P型场效应管(即图5中的M14)的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管(即图5中的M15)的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第一替换晶体管(即图5中的M16)；确定所述第一替换晶体管(即图5中的M16)的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第二替换晶体管(即图5中的M17)；确定所述第二替换晶体管(即图5中的M17)的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第三替换晶体管(即图5中的M18)；确定所述第三替换晶体管(即图5中的M18)的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第四替换晶体管(即图5中的M19)。
在本发明提供的检查低压晶体管可靠性的方法中，通过将每个P型场效应管的源极和漏极短路后再确定每个低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至高压电源，以及将每个P型场效应管的源极和漏极短路后确定每个N型场效应管的栅极是否连接高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个低压晶体管的漏极，避免了在静态检查过程中只分析高压线源，而不穿通高压晶体管的情况，从而避免了错失报告的情况，可以精准地定位到真正存在风险的电路，避免工程师需要长时间一一对设计电路中的错误进行排查，对比利用PERC检查的结果为982个，而本实施例中的检查低压晶体管可靠性的方法的结果只有1个。
综上，上述实施例对检查低压晶体管可靠性的方法的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种检查低压晶体管可靠性的方法，至少一个所述低压晶体管位于电路中，所述电路中还包括至少一个高压晶体管，所述高压晶体管包括P型场效应管和N型场效应管，所述电路连接高压电源和低压电源，其特征在于，所述检查低压晶体管可靠性的方法包括：
步骤一，直接确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
步骤二，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
步骤三，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记；
其中，所述高压电源的电压输出值为3.6V～5V，所述低压电源的电压输出值为1.2V～1.6V。
2.如权利要求1所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，将被标记所述低压晶体管替换为高压晶体管。
3.如权利要求1所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：
判断所述电路的设计数据是否具有LAYOUT文件，若是，则将所述LAYOUT文件输入至Calibre软件。
4.如权利要求3所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，
将GDS2格式的文件输入Calibre软件后，加入代码进行自动检测。
5.如权利要求3所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，若所述电路的设计数据不具有LAYOUT文件，则将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表。
6.如权利要求5所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，将电路的示意图转换成电路网表，采用Perl软件读取电路网表包括：
将层次示意图列表转换为平面示意图列表；
根据Perl脚本确定所述平面示意图列表中的每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路后，确定每个所述低压晶体管的栅极、源极、漏极和衬底是否连接至所述高压电源，若是，则对该低压晶体管进行标记；
对所述平面示意图列表进行处理，从所述平面示意图列表的衬垫端出发，根据器件网表的格式，将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的漏极，若是，则对该低压晶体管进行标记。
7.如权利要求1所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，所述检查低压晶体管可靠性的方法还包括：
将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，以使多个所述低压晶体管的栅极连接的电压大于1.5V，若是，则对多个所述低压晶体管进行标记，其中，
VDDA50-Vth*X≥1.5V，VDDA50为高压电源的输出电压值，Vth为低压晶体管的阈值电压，X为电路中低压晶体管的级数，X的取值使VDDA50-Vth*X≥1.5V。
8.如权利要求7所述的检查低压晶体管可靠性的方法，其特征在于，
将每个所述P型场效应管的源极和漏极短路，确定每个所述N型场效应管的栅极是否连接所述高压电源，且该N型场效应管的源极是否连接一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第一替换晶体管；
确定所述第一替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第二替换晶体管；
确定所述第二替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第三替换晶体管；
确定所述第三替换晶体管的源极是否连接另一个所述低压晶体管的栅极，若是，则对该低压晶体管进行标记，标记为第四替换晶体管。
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