以高精度监测工艺、电压及温度的超紧凑及微功率电路的制作方法

本描述大体上涉及集成电路，且具体来说涉及具有工艺、电压及温度监测装置的集成电路。

背景技术：

1、随着半导体制造的进步，半导体电路的电压变化、温度变化及工艺变化变得更加深刻，且因此，监测在晶片上开发的半导体电路中的电压变化、监测温度变化及监测工艺变化变得特别重要。因此，非常希望能够更精确地进行监测。

技术实现思路

1、在一个方面，本申请案涉及一种装置，其包括：第一电路，其经配置以产生：第一电流，其与半导体衬底的区域中的电压相关联；第二电流，其与所述半导体衬底的所述区域中的温度相关联；及第三电流，其与所述半导体衬底的所述区域中的第一工艺参数相关联；及多路复用器，其经配置以接收所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流，其中所述多路复用器经配置以逐个且周期性地供应所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流；及环形振荡器，其耦合到所述多路复用器并经配置以逐个且周期性地从所述多路复用器接收所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流，其中在每一时间段，所述第一电流、所述第二电流或所述第三电流中的一者被提供到所述环形振荡器，且其中所述环形振荡器经配置以按基于从所述多路复用器接收的电流的频率振荡。

2、在另一方面，本申请案涉及一种半导体衬底，其包括：两个或更多个第一区域，其在所述半导体衬底上，其中每一第一区域包括：电路，其经配置以产生：第一电流，其与所述半导体衬底的所述第一区域的电压或温度中的一者相关联；及第二电流，其与所述半导体衬底的所述第一区域的工艺参数相关联；切换器，其耦合到所述电路并经配置以接收所述第一电流及所述第二电流，且逐个且周期性地供应所述第一电流及所述第二电流；及环形振荡器，其耦合到所述切换器并经配置以逐个且周期性地接收所述第一电流及所述第二电流，其中所述环形振荡器经配置以按基于所述接收电流的频率振荡。

3、在另一方面，本申请案涉及一种半导体裸片，其包括：两个或更多个核心区域，其中所述两个或更多个核心区域中的每一者包括两个或更多个第一区域，其中每一第一区域包括：第一电路，其经配置以产生与所述第一区域的电压相关联的第一电流；第二电路，其经配置以产生与所述第一区域的温度相关联的第二电流；第三电路，其经配置以产生与所述第一区域的工艺参数相关联的第三电流；多路复用器，其经配置以接收所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流，且其中所述多路复用器经配置以逐个且周期性地供应所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流；及环形振荡器，其耦合到所述多路复用器并经配置以逐个且周期性地接收所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流，其中所述环形振荡器经配置以按基于所述接收电流的振荡频率振荡。

技术特征：

1.一种装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括频率检测器，所述频率检测器耦合到所述环形振荡器并经配置以：

3.根据权利要求2所述的装置，其进一步包括分析器，所述分析器经配置以：

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述多路复用器耦合到所述第一电路，且其中所述多路复用器经配置以在等量时间内对所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流进行采样，且在等量时间内将所述第一电流、所述第二电流及所述第三电流供应到所述环形振荡器。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述区域包含性能关键电路且所述第一电路布置在所述性能关键电路附近，其中当所述性能关键电路的所述电压在特定电压范围之外时，所述性能关键电路不起作用。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电路经配置以产生与所述区域的所述电压成比例的所述第一电流，且其中所述第一电路经配置以产生与所述区域的pmos晶体管的栅极-源极电压成比例的所述第二电流。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电路进一步经配置以产生与所述半导体衬底的所述区域中的第二工艺参数相关联的第四电流，其中所述多路复用器经配置以接收所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流及所述第四电流，且其中所述多路复用器经配置以逐个且周期性地将所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流及所述第四电流供应到所述环形振荡器。

8.一种半导体衬底，其包括：

9.根据权利要求8所述的半导体衬底，其中每一第一区域进一步包括：

10.根据权利要求9所述的半导体衬底，其中所述分析器进一步经配置以：

11.根据权利要求8所述的半导体衬底，其中所述两个或更多个第一区域中的第一区域包括宽带模拟前端电路、高速采样器电路或高分辨率模/数转换器中的一或多者。

12.根据权利要求8所述的半导体衬底，其中所述第一电流与所述两个或更多个第一区域中的第一区域的所述电压或pmos晶体管的栅极-源极电压成比例。

13.根据权利要求8所述的半导体衬底，其中所述环形振荡器的振荡频率经配置以在0.25千兆赫(ghz)与2.0ghz之间变化。

14.根据权利要求8所述的半导体衬底，其中所述第二电流经配置以演示所述两个或更多个第一区域中的第一区域的nmos晶体管与pmos晶体管的平均速度的比率。

15.一种半导体裸片，其包括：

16.根据权利要求15所述的半导体裸片，其中每一第一区域进一步包括频率检测器，所述频率检测器耦合到所述环形振荡器并经配置以检测所述环形振荡器的振荡频率且提供所述振荡频率。

17.根据权利要求16所述的半导体裸片，其中每一第一区域进一步包括：

18.根据权利要求15所述的半导体裸片，其进一步包括：

19.根据权利要求15所述的半导体裸片，其中核心区域的所述第一区域中的一或多者包括一或多个高速性能关键电路。

20.根据权利要求15所述的半导体裸片，其中在每一第一区域中，所述第一电路经配置以产生与所述第一区域的电压成比例的所述第一电流，其中所述第二电路经配置以产生与第一区域的pmos晶体管的栅极-源极电压成比例的所述第二电流，且其中所述工艺参数经配置以演示所述第一区域的工艺拐角。

技术总结本公开涉及一种以高精度监测工艺、电压及温度的超紧凑及微功率电路。一种装置包含电路，所述电路产生与半导体衬底的区域的电压相关联的第一电流、与所述区域的温度相关联的第二电流、与所述区域的第一工艺参数相关联的第三电流及与所述区域的第二工艺参数相关联的第四电流。所述装置的多路复用器接收所述第一、第二、第三及第四电流并逐个且周期性地选择所述电流。所述装置的环形振荡器耦合到所述多路复用器并从所述多路复用器逐个且周期性地接收所述第一、第二、第三及第四电流。所述环形振荡器以基于从所述多路复用器接收的所述电流的振荡频率振荡。基于所述振荡频率确定所述区域的所述电压、温度及所述第一及第二工艺参数。技术研发人员：阿尔贝托·格拉西,绍拉布·苏拉纳,乌拉斯·辛格,纳米克·柯贾曼受保护的技术使用者：安华高科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17