TW214608B - - Google Patents

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21460^ Λ 6 Π 6 五、發明説明（/ ) 經濟部屮央栉準而Α工消"合作社印製 偽 元檢償 如影 檢話 序法步 ，寸 影導稱整 地路異補 例會 上電 程無阻中尺 於將標 -別電差流 ，異 片少 使即光驟之 式況於此 持 體上電 寸差 晶減 以術於步域 方情大因 較積 Η 或 尺等 之此 計技生刻區 同理常。 且測晶 \ 件此 異藉 設刻發蝕刻 相處通應 , 檢一及 元而 差且 行光會及蝕 敗弱度效 造以於壓 成- 程劃 進之異驟或 偽 ，長般 製用關電 造異 製計 來統差步入 而即極 一 之其係施 會差 類償 件傳序入植 機亦閘之 路法明實 異之 此補 元用程植， 隨 。而反 電方發為 差度 為施 配採 ，，積 非生值相 體及本如 序長 題實 匹 ，如 } 沈‘ 並發稱有 積路 ，例 程極 問者 用而例影種 異中標·恰 於II地異 之閘 定計。利然。顯各 差驟於卻 關測別差 中體 特設應傜。異及之 寸步小況 偽 檢待程 造晶 之路效路化差間路 尺序常情 般 異更製 製電 .，用電之電小序時電 類程通理 1 差。測 。路或能適體異體最程光體 此之度處 明上異檢為電度性明積差積應之曝積 ，件寬強 發片差其而髏寬之發使之數效著括成 外元器而 本晶之術的積器路本便上多性顯包形 。此數阻然 於 中技目 阻電 以能 化免丨致異 多電， 關件測之 電饗 測性 變避驟導差W致值 要 重 形 更 能 性 路 電 體 積 對 : 者 鎏他 影其 受較 會異 能差 性理 路處 電些 體某 積 體 边 ΚΑ 張 紙 I本 /V 毕 標 家 一難 81. 4. 10,000¾ (II) (請先閲請背而之·注意卞項#填寫木頁) ^ Λ ίί _HG_ 五、發明説明（/ )- 例如，雙極處理情形中對性能之最顯著衝擊可歸因於電 阻器寬度之差異，而在MOSEET處理情形中者則可歸因於 閘極長度之差異。 持別地，雙極延遲及功率為電阻值之函數而該等霣 阻值為電阻器寬度之函數。類似地，MOSEET延遲，端緣 速率，及功率為閘棰長度之函數。採用傅統光刻製程時 ,對具有3撖米之標稱電阻器寬度或0.8徹米之標稱閘 極長度之典型元件尺寸而言，電咀器寬度及閘極長度基 於範圍為0.4-G.5撤米之電阻器寛度差異及範圍為0.15 撤米之閘極長度差異而通常顯現出範園為15-203：之差異 Ο 經濟部中央榀準局κχ工消赀合作杜印製 減少程序差異之最通用技術係增加標稱元件之尺寸 ，雀得一既定尺寸差異為檫稱值之一較小百分比，旦因 此具有對元件性能之較小衝擊。換言之，程序差異之一 共通结果為元件尺寸不能被減少至一最小值以下而該最 小值係由歸因於處理差異而非製程技術之性能考量來設 定。此一設計限制之不利點在於其提升晶片面積而該面 積須配置給受程序差異顯著影«且甚至有可能負面影響 積體電路之性能的該等元件。 程序差異之衝擊可藉著針對該等因設計規格而生之 差異最具有f性之元件與相關電路之方式而略檝減輕。 81. 2. 20,000 本紙張尺度边用中B S家榣準(CNS) TM規格（2丨0X297公;«：) 214608 A 6 B 6 五、發明説明（$ ) 亦即元件尺寸可為該類電路，例如調節器，振盪器及其 他性能輸出恃別重要之高速邏輯，而遞增。舉例而言， 在一積體電路設計中雙極電路用之標稱電阻器寬度為3 徹米之情形下，選定之電路可以30微米之電阻器寬度製 得以減少積體電路性能上之程序差異之效應。 此種方式之不利點在於對許多積體電路設計而言， 電路之一顯著部分將須擴大尺寸。此外，此一方式未能 解決程序差異限制之問題而該等限制會進一步限縮積體 電路元件之技術上可行之減少尺寸之程序，此外，此一 方式並未注意到由過大尺寸之選定元件例如增加之寄生 電容所産生之性能問題。 據此，一積體電路設計技術存有一需求以檢測製程 差異，藉此可實施程序差異補償計劃。 本發明係一晶Η上差異檢測技術其用以檢測積體電 路元件中之差異例如，由製程變動所産生者。檢測此類 差異之作法可容許實施補償計劃，例如於積體電路運作 中或積體電路之選定部分内進行電壓及/或電流之調整 經济部屮央栉準^工消"合作杜印製 (請先閱讀背而之注意事項再填寫木頁) 本發明之一觀點中，差異檢測技術包含製造差異檢 測電路其包括至少一標稱檢測元件及至少一過大尺寸之 撿測元件使得檢測電路之運作應偽相關於標稱及過大 尺寸檢測元件上之差異之阔別效應β標稱檢測元件偽以 本紙張尺度逍用中8困家樣毕（CNS) 規格（210x297公；《：) 81. 4. 10,000¾ (II) 214608 Λ 6η ο 五、發明説明（+ ) 過關 ο 相 造之 製用 以件 加元 寸1C 尺關 之相 寸於 尺大 稱分 標充 之一 用少 件至 元以 1C偽 關測 相檢 供之 於寸 關尺 相大 標 較 件 元 測 。 檢饗 之影 寸之 尺異 大差 過件 中 一兀 其1C 造到 製受 以少 加地 寸著 尺顯 之件 寸元 尺测 稱檢 標稱 該公 將的 並表 應代 鬱號 作 信 運示 之指 路異 電差 測之 檢關 該相 測路 檢電 著體 藉積 係與 測一 檢成 異換 差轉 應 锻 路 電 體 積 與 償 補 以 用 可 號 信 示 指 異 差 此 箸 接 〇 〇 異 成差 完之 而關 式相 藉採 可藉 , 或 路施 電實 測輯 檢邏ΜΟ 異極為 差雙式 -為方 中式之 點方件 觀之元 定件測 特元檢 較測作 1 檢充 之作體 明充晶 發器電 本阻ΕΤ 在電SF ! ο 用 Μ 採用 施 實 輯 理 之 異 差 程 製 施 實 以 中 路 電 體 積 至 入 併 可 路 i 測 檢 。 種償 此補 之度路 度寬電 寬器測 稱阻檢 標電 ， 具之 一 值 括稱 包標 可於 路大MO 電質對 測實 檢具器 ,一 阻 ^13及電 而 ，測 用器檢 應阻之 極電，寸 雙測尺 對檢大 稱過 標之 言 而 用 應 (請先閲讀背而之注意事項#填、寫木頁) 裝< 訂· 線' 經濟部屮央標準局！3：工消#合作杜印3i 具晶尺 一 電大 及 S 過 體MO之 晶測件 電檢元 S 之測 MO寸檢 測尺稱 檢大標 稱過於 標之對 之度相 度長接 長極跨 極閘 ， 閘之中 稱值況 標稱情 具檫一 1 於任 括大在 包質 。 可實體 便 以 源 流 電 或 源 壓 δ 一 至 。 加號 施'信 可示 降指 壓異 電差 之之 件 當 元適 測 一 檢致 寸獲 及 極差 雙 一 為 . 以 言 用而 偽用 例應 施極 實雙 範對 示 。 之 術 技 測 檢 異 差 之 明 發 本

應 S 償 補 異 差 序 程 供 提 用 本紙5良尺度边用中明國家標準(CNS)T4規格（210x597迟;《：)- 81. A. 10,000?^ (Ιί) 214608 λ6 II 6 五、發明説明（义） B S 得償 使補 器一 阻供 電提 測可 檢其MO 之使對 寸數 〇 尺函 大一出 過之輸 及異壓 稱差穩 標序稱 括程檫 包為一 器應非 壓饗而 穩作 < 償蓮出 補之輸 異路壓 0 言 而 用 應 之過 元及 出 S 輸標 OS括 / 包 〇 TLii制 --Ti?控 源以 流加 電路 I 電 每測 而來 ，異 t態差 SS狀之 o rj T Μ 高 E 償 \SF 補低Mo 異及之 差低寸 之 \ 尺 別高大 區 靨 以 用 偽 源 流 傜 劃 計 一 另 之 動 變 之 中 源 壓 電 及 9C 理 處 S ο Η 撿 以 用 部流 一 電 之極 用雙 源至 流連 電極 極汲 雙與 一 極 應閘 供之 以ET F 用 S 使MO 之出 ET輸 F , S 一 ο Μ ο 聯求 並需 一 流 於電 基份 ο Μ 聯 並 而 極 集 之 源 之 流 電 之 源 流 電 極 雙 至 應 供 得供 使提 -來 處ΕΤ 源SF 流ΜΟ 電聯 該並 至及 連出 亦輸 極由 汲係 異 差 1 供 提 極 閘 之 Τ Ε F S ο Η 出 輸 並 成 造 故 者 定 恒 為 設 假 源 流 電 極流 雙 電 因之 〇 應 出供 輸所 壓體 電 晶 償電 補聯 供偽異 所變差 ΕΤ改一 SF反供 ΗΟ相提 出該此 輸·?« II消以 需抵 ， 動衡應 變平反 源以來 壓加變 電變改 及改之 理反中 處相壓 S 一 電 ΜΟ之極 之中閘 變流ΕΤ 改電SF 之之ΜΟ 中應以 (請先閲讀背而之注意事項#填寫本頁) 裝- 經濟部中央標準局β工消^合作杜印製 可 術 技 檢 異 差 0 項 各 列 下 括 包 點 優 術 〇 技 出之 輸明 壓發 電本 償 補 異晶 差施 之實 中分 件 部 元定 定選 選之 之路 路 電 電為 體者 積計 一 設· 測路 檢電 以體 , 積 施-'使 實：可 上一術 Η |技 晶i本 在广 於 J,基 IIJ偽 計術 償技 補本 上 。 Η 應 設 路 電 少 減 此 藉 以 寸 尺 稱 標 具 於 對 相 效之 之大 異過 差寸 件尺 元言 之而 上件 計元 本紙5良尺度边用中a國家樣準（CNS)T4規格（210x297公；¢) 81. 4. 10,000張（|[)

A fi Π G 2^4608 五、發明説明（冬） (請先閱讀背而之注意事項#埙寫本·^ 1C元件所顯現出之對差異遞減敏感性而得。在另一技術 中，程序差異傜依據非類似1C元件之程序變動所诰成之 運作W應中之相對改變來進行檢測&在又一技術中，電 壓源及M0S處理中之變動像利用一電流源之電流供應網 路中之並聯II晶髖加以檢测。 為較完全瞭解本發明及其進一步待性及優點，現參 考下列本發明之示範實施例之詳細說明及圖式，其中： 圖1係一示範差異檢測雙極電路之示意圖； 圖2傜一示範差異檢測M0SFET電路之示意圖； 圈3傜一具差異檢測雙極霣路之示範差異補償穗壓器之 7ΙΪ意圔； 圖4偽一具差異補償電流源控制之示範TTL/M0S輸出元 之示意圖； 圖5係一示範差異檢測及補償M0SFET電路之示意圖，該 電路用以提供差異補償鷂®至圖4中之輸出元處；以及 圖6a-6c係利用不同元件以檢测製程差異之示範檢測電 路之意圖。 經沭部屮央榀準而只工消价合作社印Λ4 晶片上差異檢测技術之示範實施例之詳細說明组嫌 如下： 1 .程序差異檢測 1 . 1雙極處理差異 1 . 2 M0S處理差異 -8 ~ S1. 2. 20,000 本紙張尺度边用中《囤家標平（CNS)T4規格（210x297公«：) Α (ί 〇-^AfiO〇__ 五、發明説明（p 2.示範差異補償電路 2: 1雙極補值電路 2 . 2 M0S補償電路 3 .不同實施例 3 . 1利用不同元件之差異檢测 3.2溫度/ ¾壓源補償 4 .结綸 示範差異檢測技術像針對積體電路（1C)元件用之製 程中之變動所産生之差異進行檢測。差異檢測技術具有 對晶Η上差異檢測及相關補償計割之一般適用性，且包 含於待定實施中之設計選擇對本發明而言並非重要。 1.程序差異檢測 示範程序差異檢測技術可用以決 定製程變動影響積體電路之選定元件之程度。該技術偽 基於相對於待定積醱霣路設計用之具標稱尺寸之類似元 件而言尺寸過大之元件（例如電阻器或M0SFET)所顯現 之對處理變動之遞減敏感性而得。 (請先閲請背而之注意事項#填寫木f 裝* 訂- 線- 經濟部屮央標準而卩工消赀合作杜印製 稱測之其 電 標檢弱且 對 具之或-。針 括寸強件箸箸 包尺由元顯葙 其大可1C為傜 路過異耱更術 電及差影件技 測稱作式元測 檢標運方之檢 造測類同寸異 製檢此相尺差 含及。以大序 包 ，異況過程 術件差情镶 ， 技元之等影言 測測中該其而 檢撿應而較件 異之留生件元 差寸作産元極 序尺運況稱雙 程大之情標對 過件理湛 及元處影 本紙張尺度边用中國困家標华（CHS)1?*!規ffi(21〇x297公放） S1. 2. 20,000 Λ 6 η β 214608 五、發明説明（¾ ) 阻器之尺寸且尤指電阻器寬度之方式而實施。對M0S元 件而言，程序差異檢測技術係藉著針對M0SFET閑極尺寸 且尤指P0極長度之方式而寶施。 1.1 mm η « i 用之示範雙極差異檢測雷路之一簡化示意圈。 差異檢測電路包括一霉阻橋及一放大器。霉阻橋包 括電阻器R11,R12, R13及放大器包括雙棰電晶fiQll ,Q12及Q13,以及偏壓電阻器RH R16及R17,以及一二 極匾D1 1。 就示範组態而言，樣稱檢测霄阻器R1i係以一積體 電路設計用之檫稱寬度例如U塒米而製得。R12.R13及 R14係以一相當大之霣阻器寬度例扨6橄米所M Jf之過大 ，·. + 尺寸檢測霣阻器。所有電阻值均相同，例如HK。因此 樣稱檢测轚阻器R11對處理變動較過大尺寸之檢測電阻 器R12，R13及R14為相對地敏烕。 為掲示差異檢測《路之蓮作，假設VCC為5 . QV摞稱 ,且假設弱製程導致約Q·15撤米過窄之電阻器寬度。標 稱霣阻器RU约過窄而過大尺寸之電阻器約2.5¾¾窄 0 當電阻值改變且尤其是檫稱電阻器R11中有較大比 例之差異時，A之電壓約為2.4V,而Bi電®約為2.5Vc, 此0.1V之差異可藉電晶體〇11，£112及913加以放大使得來 -1 0 - 本紙5艮尺度边用中β國家《毕(CNS) T4規格（210x297公；¢) (請先閱讀背而之注意事項再碭寫本jf、 裝· 線 經濟部屮央榣準局β工消代合作社印5i S1. 2. 20,000

Λ (j 15 G 214608 五、發明説明（q) 自雙極電晶匾Q14之差異指示輸出《Ε將較標稱值& # 0 藉箸遘取R15、R16及R17之適當比例，差異指示輔1 出電壓可為下補償，上補償或準確補償而遘出。 1 . 2 . HDS處理差異 2係檢測M0SFET爾晶饑中之 製程差異用之示範M 0S差異檢测電路之一示意_。 装· 差異檢測電路包括一 M0SFET電路其由Ν-通道M0SFET 電晶醭H21,N22,N23及N24所形成。對示範組態而言，胃 稱檢測罨晶體N21傜以一稹驩電路設計用之標稱蘭極I 度例如1橄米而製得。N 2 2 , N 2 3及N 2 4係以一相當長之1^ 極長度例如3微米所製得之過大尺寸之檢潮轚晶18 晶體N 2 5係供位準設定之用。 操作時，因榡稱檢測電晶髓N21對處理變動而言較 遇大尺寸之檢測電晶讎N22,N23及N24為相當敏威，故在 閘極長度大於標稱值之弱處理情況下，跨接《”之^降 將較跨接N22者為大，導致一介於節點A與B之間的菜® 偏移。此一«蹏褊移可提供一差異指示電壓其可依所希 者放大之。 經沭部屮央桴準/-JCX工消伢合作杜印製 2.示範差異補償電路。採用本發明之程序差異檢洪1 技術可使稹體電路設計者補償此類差異，及其所造成之 1C性能中之變動。圖3、4及5偽掲示示範雙極及M0S補償 電路其採用程度差異檢測技術。 -1 1 - S1. 2. 20,000 本紙5fc尺度逍用中国Η家楳毕(CNS) Ή規怙（210x297公ΐ) A 6 Η 6 214608 五、發明説明（卩） (請先閲讀背而之注意事項洱项窍本頁) 2，1雙極補僂電路 圖3係一穩壓器之簡化示意圖 ，該穩壓器用以提供一電壓輸出VREG其可用以補髖其他 雙極電路中之製程差異。穩壓器包括一雙極電晶體Q31 及一由R31,R32,R37f|尚特基二極髏D31所組成之偏壓網 路。 ' 在標稱製程倩況下，R31,R32及R33偽以相同之標稱 寬度例如3微米製得。假設R31之典型值為4K ,且為達 成一相乘效果，R32之值為8K,另假設D31之電壓為0.4V 而Q31之基極電壓及0.8V ,接著約100微安培流經R31及 R32且穩壓輸出VREG约1.6V。 在強處理情況下而電阻器寬度加寬例如10%時，R31 及R32之值分別提升約10%而達4.4K及8.8K。流經R31之 電流及因此流經R32之電流遞減约91微安培。因此，VREG 仍約1 . 6 V。 然而，強製程會影繼受穩壓器供應之其他電路中之 電阻值。依據本發明之差異檢測技術，穩壓器可設計成 檢測處理差異並提供一來自穩壓器之補償電壓輸出而該 穩壓器將實施對其他電路之相關補償 經濟部屮央標準局A工消价合作社印31 持定地，假設R 3 1較R 3 2為寬，其對處理差異即相對 地較不敏感。亦即，電阻器R 3 1可提升尺寸而足以較R 3 2 為寬，使得處理差異將僅造成過大尺寸電阻器R 3 1中之 5 %改變相對於標稱電阻器R 3 2中之1 0 %改變。另在強 -1 2 - 81. 4. 10,000¾ (II) 本紙5t尺度边用中8困家搮準(CNS) T4規格（210X297公没) 214608 Λ 6 It 6 經濟部屮央標準而Α工消货合作社印製 五、發明説明（丨丨） 處理情況下，過大尺寸之電阻器R31之所得值將為4. 2K (:而非4 . 4 K )而愫稱電阻器R 3 2之值將仍為8 . 8 K。 操作時，因程序差異之故，過大尺寸電阻器R31中 之電流下降至約為9 5微安培。此流經標稱電阻器R 3 2 ( 其因處理差異而具一 8. 8K之有效值）之相同電流可産生 一 1.64V之輸出電壓VREG。此供應至其他電路之VREG之 遞增可實施對強製程之補償。 2 . 2 M0S補償電路。.圖4及5分別為TTL/M0S輸出元 及一相關偏壓産生器之示意圖。偏壓産生器包括程序差 異檢測電路且提供差異補償偏壓以控制輸出元之低/高 (LH)及高/低（HL)之交換。 圖4偽一 TTL/M0S輸出之簡化示意圖，該輸出元包括 LH及HL雙極電晶體Q41及Q42,Q41之驅動網路包括P -通道 電晶體P41及反饋電容器CLH,而Q42之驅動網路包括η -通 道電晶體N 4 1及反饋電容器C H L。 Ρ 4 1 ,其驅動Q 4 1 ,偽藉一 η -通道電流源N C S加以控 制--Ρ -通道電晶體Ρ 4 2被包括使得當輸出電晶體Q 4 1未交 換時該電流源N C S可被關閉。類似地 ，N 4 1其驅動Q 4 2 , 傜藉-P -通道電流源P C S加以控制--η -通道電晶體N 4 2被 包括使得當輸出電晶體Q 4 2未交換時，電流源P C S可被關 閉。電流源N C S之閘極係藉偏壓V L Η加以驅動，而電流源 -1 3 - (請先閲婧背而之注意事項#项寫本頁) 裝· 訂 線. 本紙張尺度边用中B B家標準(CNS> T4規格(210x297公龙) 81. 4. 10,000張（H) Λ 6 Π 6

S1460B 五、發明説明（|7〇 P C S之閘極則藉一偏壓V H L加以驅動。 此類偏壓，其偽藉差異補償偏壓産生器（圖5)所 提供，傜程序差異之一函數--其使電流源補價：輸出元之 性能上之程序差異之效應。亦即，在弱MOS處理（閘極 長度大於標稱值）之情形下，來自TTL/MOS輸出元之輸 出通常會缓慢下來。為提供補償，偏壓産生器提升VLH 並遞減VHL,遞增健別電流源中之電流。 圖5係差異補償偏壓産生器之簡化示意圖，該産生 器包括一由雙極電晶體Q51 ,電阻器R51 ,雙極電晶體 Q 5 2所形成之一輸入级。偏壓産生器偽藉一 V I N偏壓加以 驅動而該電壓偽設計成經由¢)51及52而與罨壓源無關地 産生一恆定電流。 經由Q52之恆定電流偽反映在雙極電晶體Q53 、Q54 、Q55, &Q56中。經由Q53之電流傜藉P -通道電晶饈P51 (請先閱讀背而之注意事項#填窍本頁) , 供 供提 提而 β 2 ^ 5 Ν 2 , 5 及 Ρ 1—I 體Ν5 晶 體 電 晶 道電 通道 Ρ 通 ►I0 - δ: Π 流 0 電傜 之流 4 5 ιρβτ 流Q5 而經 供流 提時 而同 經濟部中央櫺準局β工消赀合作社印製 測 檢 以 路Ρ5體 電體晶 測晶電 檢電測 異測檢 差檢之 序異寸 程差尺 含，大 包地過 52定而 Ρ 及特’ 1 〇 得 Ρ 動製 體變度 晶之長 電中極 理閘 處稱 閘 之 下 況Ρ5 情 及 I 1 理 5 fiip 長Mo晶 當 稱電 相標接 下在跨 之 成 較 造 壓 〇Q5等 得 ，相 製，.之 度 長 極 及 降 標 相 一 以 以 則 係52 將尺 流大 電過 等因 目 车 ， 之而 中然 81. 4.丨0,000¾ (II) 本紙5艮尺度逍用中Η因家《毕（CNS)«P4規格（2丨0父297公龙） Λ 6 Ι\6 ^ΐ4θ〇Β 五、發明説明（I*)) 寸之電晶體Ρ52顯然較標稱電晶體Ρ51更對程序變動不敏 —. : ............... .. 先 閲 背 而 -t. 事 項 填 % 本 感，故程序變動將造成跨接此類電晶體之壓降不同。 舉例而言，在弱MOS處理情況下，跨接標稱電晶鹾 Ρ51之壓降大於跨接過大尺寸之電晶體者。因此，Ν52之 閘極處於一較Ν 5 1之閘極為高之電位處，造成額外電流 流經Ν2,降低一射極追随電晶髏Q57之基極處之電位。 降低Q 5 7之基極處之電位可降低Ρ -通道電流源Ρ 5 3之 閘極處之電位。因此，流經Ρ 5 3之電流隨箸弱處理而以 正比於標稱及過大尺寸之檢測電晶體Ρ 5 1及Ρ 5 2所檢測到 之程序差異之程度的方式遞增，提供一程序差異指示。 電晶體Ρ53所提供之差異指示傜藉著控制TTL/HOS偏 壓産生器所輸出之傭壓VLH及VHL之方式而用以補償程序 差異之效應。 流绖電流源Ρ53之差異指示電流亦流經雙極電晶髏 Q58,且該電流反映於雙極電晶髏Q59中，Q59中之多數 電流偽藉Ρ -通道電晶體Ρ54而提供，其産生偏壓VHL。因 此，偏壓V H L偽相關於流經電流源Ρ 5 3之差異指示電流。 經濟部屮央櫺準^β工消许合作社印奴 Ρ -通道並聯電晶體Ρ55之功能偽描述於3. 2節中。通 常，此並聯電晶體提供額外程序差異補償及電壓源變動 之補償。 差異補®偏壓線路VHL偽分配至每一 TTL/MOS輸出元 15 - 81. 4. 10,00〇5fc(H) 本紙張尺度边用中Β國家標準（CNS}T4規格（210X297公;¢) 五、 發明説明（丨 每體 至晶 配罨 分經 地流 定 ， 特此 且因 I Ο 4)極 圖閑 ί 之 Λ 6 Η 6 體 晶 電 源 流 電 道 通 映 反 係 流 電 償 補 異 差 之 極 閘ϋΐ ΰ 補Ρ5 異體 差晶 到電 受道 可通 此Ρ- 因入 其餓 ，亦 L 中 Η S V PC壓 醱槭 晶償 電補 源異 流差 ε 於 償 補 異3, 差Ν5 到體 受晶 流電 電道 之通 髏η-晶經 電流 此亦 經流 流電 得償 使異 經 壓 流偏 生 産 其 差 之 經濟部屮央榀準局Μ工消费合作社印製 (請先閲請背而之注意事項孙堝窍本頁) Μ / 元之在 出CS映 輸 Ν 反 Me 係 流 電 償 補 異 差 之 體 晶 電 TT源 一 流 每電 至道 配通 分 Π 係 一N5 LH每體 丨至晶 配電 分經 地流 定 ， 持 且 路 線 壓 偏 償 t1r' 補1 ί此 且 異 因 差 4 Ο 画極 ( 間 償 補 異 差 到 受 此 因 其 中 S C Ν 體 晶 源 流 電 及 稱 標 含 包 其 路 電 测 檢 異 差 括 包 器 生 産 壓 鶴 之 總 3 電 Ρ5經 體流 晶立 電建 源地 流據 電且 及異 以差 2 I 5 理 Ρ處 測 Ρ5檢 體52 3 · 晶 電 測Ρ5 檢體 之晶 寸電 尺測 大檢 過 〇 及 裝- 及 電定 示決 指序 異依 差其 之 ， 3 5 兗 Ρ 铲 體電 晶 償 電補 自異 來差 ο 之 4* 流 5 ? Ε iper 示 指 異 差 之 體 晶 電 經 流 定 P5決 源可 流流 vl·例 I 壓施 偏實 之同 償不 補 異 差 及 示 之 術 技 償 補 及 测 檢 異 差 之 明 發 本 程其 製及 上異 件差 元 同 似不 類 ， 之言 態而 組用 寸應 尺定 同特 不就 具 3 測得 檢而 於應 基效 係同 例不 施之 實異 範差 之 異 差 序 〇 程償 之補-6 件源6a 元壓画 同電 不與測 用度檢 採溫異 括之差 包.體之 , 晶 件 用電元 採聯同 以並不 加一用 可用利 劃採 計及 償償 K9 βΗ 補補 地 意 示 偽 線. 本紙張尺度逍用中ΗΒ家橒毕（CNS)TM規格（210X297公;《：) 81. 4. 10,000¾ (H) 214608 Λ fi Β6 經沭部屮央楳準局β工消伢合作社印製 五、發明説明（f彡） 掲示程序差異檢測電路其採用與不同元件相關之程序差 異。例如，基於不同元件之檢測電路可針對此類參數如 雙極電晶髏之Vbe及尚持基二極體之Vf。 圖6a偽掲示一差異檢測電路其包括一 η -通道電晶體 Ν61及一二極體D61。圖6b係掲示一差異檢測電路其包括 一二極體D 6 2及一均持基二極體D 6 3。_ 6 c係揭示一檢測 電路其包括一 π -通道電晶體H62及一 P -通道電晶體P61。 每一情形下，製程差異依據此類處理差異如何可預 測地影鬱不同撿測元件而造成電壓A及B中之偏移。該電 壓鵂移可用以提供一程序差異指示。 3 . 2雷魅漉補衡。除製程差異外，積體電路亦受到 電壓源改變所産生之差異，例如，對M0S處理而言，提 升電壓源之作法造成TTL/M0S輸出元之輸出加速——補 僂此一差異需要遞減電流源NCS與PCS中之電流且因此， 遞減偏壓VLH及遞增偏壓VHL。 參看圖5 ,並聯電晶體P 5 5負責電壓源補償及偏壓 産生器之部分程序補償。雖電晶體P54提供電晶體Q59中 之多數電流（其將差異指示電流反映於電流源p 5 3中） ,然某些Q 5 9之電流仍由並聯電晶體P 5 5來供應。 對電壓源差異而言，當電壓源增加時，流經並聯電 晶體P55之電流即遞增。因流經Q59之電流仍實質恆定， 故流經電晶體P 5 4之電流必須遞減，以遞增V H L。偏壓線 -1 7 - (請先閲請背而之注意事項#填寫本頁) 裝· 訂- 線· 本紙張尺度逍用中a«家樣準（CNS)T4規格（210X297公使) 81. 4. 10,000¾ (II) Λ 6 Η 6 五、發明説明（丨(7) 路電壓VHL中之遞增可造成輸出元中之流經電流源PCS之 電流中之補僂式遞減。 就程序差異而言，並聯電晶體P55協助補償P54 PCS 中之程序差異。亦即，若無並聯電晶體P55,實際上Q59 中之所有電流將流經電晶髏P 5 4並反映在電流源P C S中， 未受該等電晶髏中之程序差異之影轡。將並聯電晶體？55 納入時，Q59中之某些電流係由並聯電晶體供應，在弱 處理情況下，例如，並聯電晶體P55供應較少之電流， 因此電晶體P54所供應之電流遞增。此電流之遞增造成 偏壓VHL中之相關遞減，其增加流經輸出元中之電流源 PCS之電流。 4 .結論 雖本發明之詳細說明乃相關於特定之示範 實施例，惟此類示範實施例之各種改良以及不同實施例 將對熟於本技Μ者有所提示。吾人應明瞭本發明包含落 入隨附申請專利範圍内之任何改良或不同賁施例。 (請先閲讀背而之注意事項#填容本頁) 經濟部中央梂準局C5工消赀合作社印驳 81. 4. ΙΟ,ΟΟΟ^(ίί) 本紙張尺度边用中Β國家楳毕（CN5)Ή規格（210X297公龙）

Claims (1)

1. 21460B 專利申謅案第81103184號 ROC Patent Appln. No.81103184 修正之申明專利範圈中文本一附件一 A職ended Claiis i n Chingse - Enel, I (民囲82年6月#曰送里) S ί 園 1 . 一 種 晶 片 上 差 異 檢 測 方 法 其 用 以 測 m 定 積 饈 電 路 (I c)元 件 中 之 差 異 1 例 如 由 製 程 變 動 所 産 生 者 ， 包 含 下 列 步 驟 : 將 撿 剷 電 路 製 造 於 I C上 » 該 檢 測 電 路 包 括 至 少 —· 稱 測 元 件 及 至 少 __- 過 大 尺 寸 之 檢 測 元 使 得 該 檢 測 電 路 之 運 作 逛 應 相 關 於 該 標 稱 及 過 大 尺 寸 撿 測 元 件 上 之 差 異 之 値 別 效 ’應 該 檫 稱 撿 測 元 件 以 相 m 於 相 關 IC元 件 用 之 標 稱 尺 寸 之 尺 寸 製 得 1 該 過 大 尺 寸 檢 測 元 件 傜 以 至 少 二 種充贫大於相 關1C呑， 件 用 之 相 關 檫 稱 尺 寸 之 尺 寸 製 得 而 該 過 大 尺 寸 之 撿 測 元 件 較 擦 稱 檢 測 元 件 頭 妖 /*»> 受 到 較 少 之 影 Μ .該 檢 m f 路 之 蓮 作 覓 應 -ϊ * 且 將 該 蓮 作 逛 應 轉 換 成 .三 表示與相關1C元件至少在 二 «尺寸有關 之 差 異之差異指 示 信號 〇 2 如 申 言賫 專 利 圍 第 1 項 之 差 異 檢 测 方 法 t 其 中 I c元 件 差 異 主 要 由 與 I C ，元 件 相 m 之 製 程 差 異 所 産 生 而 該 經 濟 等 I C元 件 相 關 於 標 m 與 過 大 尺 寸 之 檢 g'l 元 件 〇 部 屮 .3 .如 Φ Μ 利 *-*· m m 1 m 之 盖 测 方 法 其 中 央 樣 準 該 至 少 — 標 m 檢 測 元 件 偽 — 興 稱 尺 寸 之 η m 器 ) 局 貝 工 及 消 费 過 大 尺 寸 之 檢 测 元 件 偽 一 具 η η 大 於 m m ίίι 之 合 作 社 印 製 1 9 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐） 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 瑱 寫 本 頁 A7 B7 C7 D7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 六、申請專利範面 寬度之電阻器。 、 4.如申請專利範圍第1項；^差異檢測方法，其中： 該至少一檫稱檢测元件傜一具標稱閘極長度之Η 0 S F E T 電晶醴；及 該至少一過大尺寸之檢測元件偽一具較標稱值實質 為央之間每長度之MOSFET電晶饈。 5 .如申請專利範圍第1項之差異檢_製方法，另包含下 列步驟： 迆應差異指示佶號，補倂與稍艄泔路相關之楚異。 6 . 一视品）ί上箜興檢測馆跆其用以檢丨!！Ufi舫祀路（I C) 元件中之差異，例如由製程變籼所賄生者，包含： «— — j" _ —·— 〇. .. - 檢測電路其包括至少一擰稱檢測元件及至少一過大 尺寸之檢測元件； > 該檫稱撿測元件具有相關於類似I C元件用之樣稱尺 寸之尺寸； 該過大尺寸檢測元件具有至少二種充分大於類似1C元 件用之相關標稱尺寸之尺寸而該過大尺寸之檢測元 件較檫稱檢測元件顯然受到I C元件差異之較少影铹 • » 因此.該檢測電跆之迎作逛憋偽柑關於該標稱及過 大尺寸檢测元件上之差異之個別效陡； 该檢测ΪΤ!路産生一表示k 1C元件至少在二種尺寸相矚之 2 0 本纸張尺度適用中臞釀家標準(CNS>甲4规格(210X297公鲁) .................................(................it..............................訂.......(..................線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本百) 經濟部中央搮準扃貞工消費合作社印製 A7 Sl^608 C7 _D7_ 六、申請專利範園 * 丫 . 一厂 Ν .το Λ 差異之差異指示信號。 7 .如申請專利範圍第6項之差異檢測電路，其中I c元 件差異主要傜由與相關該標稱及過大尺寸之檢测元 件之IC元件相關之製程變勋所産生者。 8.如申請專利範圍第6項之差異檢測電路，其中： 該至少一標稱檢測元件為一具檫稱尺寸之電阻器， 以及 該過大尺寸之檢測元件傜一具實質大於檫稱值之電 阻器寬度之裙阻器。 9 ·如Φ誚洱利範闹汸8項之筘界檢洲丨泔跆，具小該檢 测馆路另包含一圯颳源其逛應；柃接於該相對於過大 尺寸之檢测馆阻器之檩稱檢测馆p]l器處之馆IK以便 提供該差異指示倍號。 ' 1 0 .如申請專利範圍第8項之差異檢測電路，其中該檢 副電路包括一電阻橋其包括該樣稱檢測電阻器及過 大尺寸檢測電阻器，傜如此組成使得该等檢測電阻 器之寛度中之差異造成跨接該標稱及過大尺寸檢測 電阻器之電壓中之値別變勖。 1 1 ·如申諸舆利範圃第6項S差異檢測蜇路，其中： 該至少一-擦稱檢测元件你一具瞭刖〖:ι:Μδ畏度之Η 0 S F E T 踅晶體，以及 該至少一過大尺寸之檢剷元泮傜一興筲質大於標捆 -21- (請先閱讀背*之注砉事項再填寫本页) .装. •打. 本纸張尺度適用中國國家櫟準(CNS)T4規格(210X297公釐) A7 3146^8 C7 _D7_ 六、申請專利範® 值之閛極長度之HOSFET馆晶體。.. 12.如申請專利範圍第11項之差異檢測電路，其中該檢 測罨路另包含一電流源其辍應由元件差異所造成之 跨接該檫稱與過大尺寸之檢測Η 0 S F E T之閜極至源極 電壓中之相對差異而提供該差異指示信號。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之差異檢測電路，其中該檢 測電路另包含一 II晶體網路其包括該檫稱撿測Η 0 S F Ε 霉晶鱧及該過大尺寸之檢測Η 0 S F Ε Τ電晶饈，其如此 組成使得閛極長度差異造成該檢測電晶體用之閘極 至源極電壓中之値別變動。 14.如申請埤利範圍第6項之差異檢測馆跆，另包含補 牌馆路其铹應盖異指示倍號以提供I C元件差異之選 ✓ 定補值程度之一輸出代表。 1 5 ·如申骑苺利範圃第1 4 1|{之差異檢測错路，其中該補 潰電路包含一電壓源其逛應該差異指示信號以提供 一差異補償踅IS輸出。 16.如申請專利範圍第14項之差異檢拥1電跆，其中該補 值蜇路包含一踅流源其遒應該差異指示信號以提烘 .一差異補俄铝流輸出。 1 7 · —種具差異補值輸出元之秸脰馆路，包含： 至少一輸出元其製於楨聘蜇路基質之上，包括高/ 低及低/高5?極輸出茁晶體其由傾別之H L及L Η -2 2 - 本紙張尺度適用中國Η家楳準(WS)甲4規格(210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 .装_ 經濟部屮失櫺準"Jw工消费合作社印製 .線· A B c D 214608 六、申請專利範園 Η 0 S F E T裙流源加以控制； ， 差異補償渑路其用以檢测Η 0 S F Ε Τ元件中之變動並提 供個別之H L及L Η差異補償信號以控制該H +L及L Η馆流 源； 該差異補償電路包括至少一具標稱閘極長度之嗉稱 撿測H0SFET及至少一具充分大於檫稱值之過大尺寸 之閘極長度之過大尺寸之檢測 Μ 0 S F Ε Τ而該過大尺 寸之H0SFET較該-稱H0SFET受到顯然較少之1C元件 差異之影瓣； 使得該差異補償電路之差異補（S倌號輸出像相關於 該摞稱及過大尺寸之檢測Μ 0 S F Ε Τ上之差異之値別效 應。 .18 .如申請專利範圍第1 7項之具差異補偾λ出元之積體 馆路，其中該差異補筘fll路另包括一迪至該標稱及 過大尺寸之檢测H0SFET處之箜異補值裙流源以逛睢 由元件差異所造成之跨接該標稱及過大尺寸之檢測 Η 0 S F E T之閘搔至源極裙壓中之相對差異而提供該差 異補償信號。 19.如申諸毋利範圍第1 8項之具差犸捕泊：輸出元之楨脰 電路，其中該差異補胼茁流源包含一H 0 S F Ε Τ。 2 0.如申請專利範圆第1 8項之興垫異補胼抝出元之積苊 電路，其中該差異補笛踅路另包括： -2 3 - 、本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) (請先閑讀背面之ΐί意事項再填寫本百) •装. •線. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 214608 B7 C7 _____D7_ 六、申請專利範園 (請先閲讀背面之主意事項再填寫本頁) 一電流鏡面元件其連至該差異補1標稱電流源處； 以及 一 _出H 0 S F E T其閘極與汲極連至該霜流鏡面元件處 使得\其供應堪流至該粑流较而元件且其閛丨i堪脃提 供一差異補償信號。 21. 如申請專利範圍第20項之具差異補償_出元之積體 電路，其中该電流鏡面元件包含一雙極爾晶體。 22. 如申請專利範圍第20項之具差異補滇_出元之積體 電路，其中該差異補償電路另包括一並聯M0SFET其 汲極連至該電流鏡面元件且其閛極接地使得造成供 應至該電流鏡面元件處之電流中之一變化之H0S處 理及電壓源變動係藉著由該_mM0SFET所供應之電 流中之一相對變化來平衡，其以閛極電壓中之一改 變而反應出來，以藉此提供一差異補償倍號。 2 3 .—種積體踅路其具一差異補笛電壓源以檢測電阻元 件中之變動並提供積體電路一差異捕®電壓； 至少一雙搔電晶體； 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 W 一差異檢測蜇阻撟其迚至該2極觅晶體使得其集極 • ίΙΓ壓提供一差異補餌踅懕； 该差異檢測范阻橋包括至少一嗦稱檢測踅阻器及至 少一寬度充分大於傺稱ίβ之過大尺寸之檢测踅阻器 而該過大尺寸之踅阻器較糜fPMil阻器受到顯然較少 ->4 - 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS)甲4規格(210X297公釐) 214608 B7 C7 ___D7_ 六、申請卑利範圊 之I C元件差異之影逛； 、 因此，差異補償電壓係相關於該檫稱及過大尺寸之 檢測電阻器上之差異之_別效應。 2 4 . —種積體電路其具一差異補償電壓源以檢測Η 0 S F E T 元件之變動並提供稹體電路一差異補償電壓，包含 一罨流源其製於積體爾路基質之上.以及 —輸出H0SFET其閛極與汲捥迚至該祀流源使得其供 陋馆流至抜馆流蔽凤扒阳丨沏馆脫榀供筘興袖倂艰 2 5 .如申訪跑利範圍第2 4項之興差異補愤裙壓源之稍脰 電路，其中該堪流鏡面元件包含-雙極霜晶體。 26.如申請專利範圍第24項之具差異補償電k源之積體 電路，另包含一並聯H0SFET其汲極迪至該電流源且 其閛極接地使得造成供應至該電流源之電流中之一 變化之差異可藉箸由該輸出H0SFET所供應之罨流中 之一相對變化來平衡，其係以閘極電壓中之一改變 而反應出來，以鞀此提供差異補值霜壓。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之主意事項再填寫本頁) 2 7 .—晶片上差異檢測铝路其用以檢測桢體圯路（I C )元 件中之差異，例如由製程變_所症生者，包含： 檢測茁路包括至少第一及第二檢测元件； 恃一檢测元件均A —因製柺资则所引起之·可预测 * -1 5 - 本紙張尺度適用中國國家楳準(CNS) f 4規格(210x297公釐） 214608 A7 B7 C? D7 六、申請專利範園 經 部 中 央 標 準 局 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 之相對差異； ... 因此，該檢潮霣路之運作鬱應偽相關於該第一及第 二檢測元件上之差異之錮別效應； 該檢測電路産生一相關差異指示信號。 28. —棰晶片上差異檢測方法，用Μ檢拥灌定積釀霣路（1C )元件中之差異•例如由製程變勘所產生者•包含下 .列步驟： 在1C上製进檐澜«路·此檐测«路包括至少二鵃不同 之檢澜元件Μ使得該檢澜霣路之蓮作響醮相鼷於該等 不同之檢拥元件上之差異之催別效醮；Μ及 檢拥該檢澜«路之理作·且將賅理作懂應轉換成 一表示與相W 1C元件有關之楚異之弟玛指示估號。 29. 如_請專利範阐第28項之差異檢测方法•其中1C元件 差異主要由與1C元件相鼷之製程差異所ilk ·該赛1C 元件相鼷於賅等不冏之檢拥文件。 30. 如申請專利範圓第28項之差異檢澜方法，其中： 該等不同之檢澜元件之一係M0SFET電晶龌；Μ及 另一不同之檢拥元件係二極體。 31. 如申請専利範園第28項之差異檢测方法•其中： 該等不冏之檢测元件之一係二極鼸；以及 另一不间之檢澜元件係均特基（Schottky)二棰體。 32. 如申謫專利範園第28項之差異檢測方法•其中： 該等不同之檢测元件之^係η通道M0SFET霄晶體；以及 另一不间之檢测元件係P通道M0SFET霄晶鼸。 33. —播晶片上差異檢测方法•用Μ檢澜稹髖霣路（1C)元 26 -本紙張尺度適用中困Η家標準(CNS)平4規格(210x297公货） (請先閲讀背面之注意事項再填駕本頁) f .装. •訂· •綠· A7 2^4608 ^ _ D7_ 六、中請專利範園 件中之差興•例如由親程變動所查生者•包含： 橡钃電鷗·其包括至少二縝不两之檢测元件； Μ使得該檢觸電路之麵作響騮相_於該等不_之檢㈣ 元件上之差異之籲拥效應； 該撿_電路衋生一表示與1C元件有鼷之差異之差異指 示倍猜。 34. 如申謫專利鼸第33項之差異橡测方法•其中1C元件 差興主饔由與1C元件有Η之製程差輿所逢成，該等1C 元件相矚於»等不_之檢测元件。 35. 如申謫専利範_第33項之差興檢测方法•其中： 該等不同之渝獼元件之一係MOSPET電ft讎；Μ及 另一不冊之槺獮元件係二《讎。 3L如申請專利缠園第35項之差異檐钃方法，其中該檐癱 電路另包含一電壓灞其礬麵該MOSFET霉Α讎相對於該 二極讎之矚極至灞極電歷Μ便提供該差異指示隹彍。 37. 如申謫専利範第33項之差輿檢澜方法•其中·· 該等不同之檢澜元件之一係二極體；Μ及 另一不拥之搶澜元件係肖特基（Schottky)二極鼸。 较濟部中央櫺準灼爲工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 38. 如申講専利範鼷第37項之差異檢_方法，其中該檢拥 電輅另包含一鼋壓嫌其娜應跨接於該相對於尚特基二 極讎之二極讎處之«壓Η便提供該差異拖示倍轚。 39. 如申請専利繡第33項之差興檢澜方法*其中： 該等不同之裱瀏元件之一镍η遍道M0SFET電晶黼：Μ及 另一不两之榆_元件係(>通道M0SFET電晶麵。 40. 如申請専利範圏第39項之差異檢獼方法•其中該檢澜 電路另包含一霣醱蘼其響應該η通道M0SFET9晶讎相 對於该Ρ通道M0SPET電矗讎汲棰至颺極鼋釅之醐檯至 顬植《S。 -—......:,,2? :____ 本紙》尺度適用中國Η家樣準(CNS)f4規格(210x297公釐）