WO2007093172A2 - Integrated circuit arrangement and method for determining the parasitic non-reactive resistance of at least the lead of at least one memory cell of an integrated circuit arrangement - Google Patents
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Definitions
- Integrated circuit arrangement and method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line of at least one memory cell of an integrated circuit arrangement are Integrated circuit arrangement and method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line of at least one memory cell of an integrated circuit arrangement.
- the invention relates to an integrated circuit arrangement and a method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line of at least one
- DRAM dynamic random access memory
- the variations of the device characteristics are completely specified for a given manufacturing process and may be taken into account in the circuit design.
- parasitic lead resistances are characterized by metallization levels, also referred to as metal levels. If the functional behavior of integrated circuits is critically determined by such parasitic lead resistances, an electrical characterization of the latter for process control is very helpful or even indispensable.
- the electrical characterization of parasitic lead resistances is generally not trivial because often the leads are not separately electrically accessible and can only be measured together with other elements. Such a situation is given for example with a parasitic ohmic resistance as access to a capacitor. This case occurs, for example, at the gate of a MOS field effect transistor (MOS) or in the DRAM memory cell.
- MOS MOS field effect transistor
- Fig.l shows in an arrangement 100, a chip-external
- Measuring device 101 and an integrated circuit arrangement, integrated circuit (IC) 102 The measuring device 101 is connected by a cable 103 with a bonding connection pad 104 of the integrated circuit arrangement 102nd
- FIG. 1 For reasons of simpler representation, only one memory cell 105 of a memory cell array having a multiplicity of memory cells arranged in rows and columns is shown in FIG.
- the dynamic memory cell 105 in other words the memory cell of a dynamic random access memory (DRAM) has a storage capacitor 106 and a parasitic resistor Rparasitic 107 of the supply line to the DRAM.
- DRAM dynamic random access memory
- Storage capacitor 106 on.
- the supply line contains the ohmic resistance of the leading to the storage capacitor 106 supply line and optionally, if in the memory cell 105 for reasons of simplification not shown here selection transistor is provided, for example, the channel resistance of the respective selection transistor.
- selection transistor is provided, for example, the channel resistance of the respective selection transistor.
- symbolized in FIG. 1 are the terminal pad capacitance 108, the capacitance of the feeding track 109 and the ohmic resistance 110 of the feeding track.
- integrated in the integrated circuit arrangement 102 is a component to be tested (in other words the "Device Under Test", DUT), which consists of a capacitor 106 with a parasitic lead resistance 107 which is to be determined Supply lines to the memory cell 105 as well as the interface via the bonding pad 104 cause further capacitances and ohmic resistances.
- DUT Device Under Test
- the external measuring device 101 shown symbolically in FIG. 1 serves to determine the parasitic ohmic supply resistance Rparasitic
- the measurement of such an RC arrangement can generally take place in the time domain or in the frequency domain.
- the metrological problem scales in this case with the inverse size of the RC constant of the DUT 105.
- the behavior of the integrated circuit device 102 is dominated by the remaining elements and the influence of the DUT 105 can no longer be resolved, ie, detected.
- so-called impedance analyzers can be used to determine the parasitic resistive lead resistance of the DUT 105.
- impedance analyzers can be used to determine the parasitic resistive lead resistance of the DUT 105.
- impedance analyzers it has not been possible with impedance analyzers to determine the parasitic ohmic lead resistances in a DRAM memory cell.
- an integrated circuit arrangement which ⁇ at least one electronic component, such as a memory cell has. Furthermore, the integrated
- Circuit arrangement at least one coupled to the electronic component and with this monolithically integrated resistance-determining circuit for determining the parasitic resistance of at least the supply line to the at least one electronic component.
- a method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to at least one electronic component of an integrated circuit arrangement electrical quantities which characterize the at least one electronic component are detected on-chip. Using the detected electrical quantities, the parasitic resistance is determined on-chip.
- an on-chip integrated measuring circuit for measuring and determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to at least one electronic component, for example one
- Memory cell in an integrated circuit arrangement. Due to the physical proximity of the circuit, in other words the monolithically integrated resistance detection circuit, to the Device Under Test, in other words the electronic component, for example the memory cell, the additional resistances and capacitances shown in FIG. 1 and described above are avoided ,
- circuit arrangement may be provided in this monolithically integrated detection circuit for detecting electrical quantities which characterize the at least one electronic component.
- circuit arrangement may further be provided in this monolithically integrated drive unit for driving the at least one electronic component during the detection of the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to the at least one electronic component.
- the at least one electronic component can be set up as a memory cell.
- the at least one electronic component may have at least one capacitor.
- the electronic component may additionally comprise further components, for example a capacitor selection transistor, in the case of the configuration of the electronic component as memory cell, for example as dynamic random access memory cell, a selection transistor for selecting the capacitor with regard to charging or unloading the same with or from electrical charge carriers.
- the electronic component still contains additional elements, such as a select transistor
- additional elements such as a select transistor
- the parasitic resistance of the series connection of the supply line to the capacitor and the elements which in addition to the capacitor in the electronic components is detected, for example, the parasitic resistance of the channel region and the source region or the drain region of the select transistor when it is made in MOS technology, is determined.
- the at least one electronic component can have at least one capacitor for storing electrical charge carriers and therefore optionally for storing information, for example binary information.
- the at least one electronic component has a component selection unit for selecting the at least one electronic component, for example one
- the component selecting unit for selecting the at least one memory cell.
- the component selecting unit may be formed by at least one component selecting transistor, for example, a memory cell selecting transistor.
- the at least one memory cell is a dynamic random access memory cell in accordance with an embodiment of the invention.
- the drive unit is set up to control the charging or discharging of the electronic component with or from electrical charge carriers, for example electrons.
- the drive unit may further be configured such that the at least one capacitor in a first Actuating phase is substantially fully charged, is partially discharged in a second drive phase and finally discharged in a third drive phase substantially completely.
- the driving unit may be arranged such that the three driving phases are repeated, e.g. periodically.
- the drive unit may be configured as a delay locked loop (DLL) circuit, a phase locked loop (PLL) circuit or a ring oscillator circuit, alternatively as any other type of circuit providing the functionality required.
- DLL delay locked loop
- PLL phase locked loop
- ring oscillator circuit alternatively as any other type of circuit providing the functionality required.
- the detection circuit may be configured to detect at least one of the following electrical quantities:
- the discharge current of the at least one electronic component for example the discharge current of the at least one capacitor, and / or
- the voltage applied to the at least one electrical component voltage for example, applied to the at least one capacitor voltage.
- the resistance detection circuit may be configured to detect the parasitic resistance of at least the lead using the electrical quantities detected by the detection circuit.
- the resistance-determining circuit may be configured to determine the parasitic ohmic resistance of at least the supply line using formed time averages of the electrical quantities detected during the charging and discharging of the at least one electronic component, for example the capacitor of a memory cell.
- a time-precise control of charging operations and discharges of electric charge carriers to the electronic component in other words on the "Device Under Test" (DUT) are made possible. From relatively simple to be measured time averages of analog electrical variables, such as the discharge current or the voltage at the electronic component, such as the
- the parasitic lead resistance can be determined to a capacitance, in other words to the capacitor.
- the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
- R is the parasitic resistance of the supply line inside the DUT to the capacitor
- N is the number of time slots of the charge carried out and discharging of the capacitor
- Ii is the time average of the charging current during the first activation phase
- an output amplifier is additionally provided which is coupled on the input side to the at least one electronic component, for example the capacitor, and which provides an amplifier output voltage on the output side.
- the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
- N is the number of time slots of charging and discharging the capacitor
- Ii is the time average of the charging current during the first activation phase
- array circuit is additionally provided a monolithically integrated in the circuit arrangement unit for compensating for temporal disparities different time slots in the integrated, hereinafter also referred to as ⁇ dynamic element matching unit.
- the drive unit is set up such that the at least one capacitor in a charging Activation phase is charged and discharged in a discharge An Kunststoffphase.
- the drive unit may comprise an oscillation measurement circuit, wherein the oscillation measurement circuit is arranged such that
- the capacitor In the charge-drive phase, the capacitor is charged until a charging threshold is reached,
- the drive unit Upon the charge threshold being reached, the drive unit is switched to the discharge drive phase, so that the capacitor is discharged; in the discharge drive phase, the capacitor is discharged until a discharge threshold is reached;
- the drive unit is switched to the charge drive phase so that the capacitor is charged.
- an integrated circuit is therefore clearly Oszillationsmess' is provided.
- the parasitic ohmic supply resistance is determined to a capacitor.
- a monolithically integrated free-running oscillator is provided, the frequency of which is dependent on the parasitic ohmic supply resistance to be determined.
- the resulting oscillator frequency together with predetermined analog electrical quantities, such as corresponding currents or voltages, enables and forms the basis for the determination of the parasitic resistive supply resistance.
- the oscillator frequency can be direct, in or on the chip, i. previously divided in the integrated circuit arrangement, determined with an external measuring device. Furthermore, the oscillator frequency can be used to drive an on-chip counter circuit. When specifying a chip-internal or chip-external time base results in the oscillator frequency by simply reading a digital information (bit sequence).
- the on-chip integrated measuring circuit avoids unwanted parasitic electrical elements.
- the oscillation measurement circuit comprises a Schmitt trigger whose first threshold is the charge threshold and whose second threshold is the discharge threshold.
- the drive unit can have:
- a first current source for providing a charging current for charging the capacitor wherein the first current source can be realized, for example, by means of a current source transistor,
- a second current source for providing a discharge current for discharging the capacitor wherein the second current source can be realized for example by means of a second current source transistor,
- At least one switch for selectively coupling the first power source or the second power source to the capacitor
- the at least one switch is coupled to the output of the Schmitt trigger such that it couples the first current source or the second current source to the capacitor depending on the output signal of the Schmitt trigger.
- the charging threshold may be a first reference voltage and the discharging threshold may be a second reference voltage.
- the resistance detecting circuit may be configured such that the parasitic resistance is detected by using the oscillation frequency of the oscillation measuring circuit.
- the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
- R is the parasitic resistance of the supply line within the DUT to the capacitor
- ⁇ u is the difference between the first reference voltage and the second reference voltage
- At least one reference component for example at least one reference capacitor, may be provided, wherein the
- Drive unit may be configured such that the at least one electronic component and, for example, the capacitor and the at least one reference component, for example, the at least one reference capacitor, are charged with the same voltage or with two voltages clearly correlated with each other.
- the expression "two voltages which are clearly correlated with one another" means that the ratio of the two voltages used is known to one another, so that due to the respectively known ratio, the respective different charging processes or discharging processes can be clearly concluded.
- the integrated circuit arrangement further has, according to an embodiment of the invention, at least one latch capacitor coupled to the capacitor and at least one reference latch capacitor coupled to the reference capacitor.
- the drive unit further comprises:
- a first switch connected between a first voltage source and the capacitor, a second switch connected between the first
- Voltage source and the capacitor is connected or which is connected between a second voltage source and the capacitor
- a third switch connected between the capacitor and the latch capacitor, • a fourth switch connected between the reference capacitor and the reference buffer capacitor.
- first switch and the second switch are closed and the third switch and the fourth switch are opened
- first switch and the second switch are opened and the third switch and the fourth switch are closed
- the integrated circuit arrangement further comprises a fifth
- Switch on which is connected between the reference capacitor and a reference potential and a sixth switch, which is connected between the reference intermediate switch capacitor and the reference potential.
- the fifth switch and the sixth switch thus clearly each form a unit by means of which it is possible, the reference capacitor to a unique potential, the reference potential, for example, the ground potential to discharge or charge before the potential of the
- Condenser and the reference capacitor are transferred to the latch capacitor or the reference latch capacitor.
- the drive unit is set up in such a way that the fifth switch and the sixth switch are closed in a first phase (in this phase the latch capacitor and reference latch capacitor are discharged or charged to the reference potential, for example ), and in the second phase the fifth switch and the sixth switch are open (in this phase, for example, the potential which is applied to the capacitor or to the reference capacitor, at least partially transferred to the latch capacitor or to the reference latch capacitor.
- the resistance-determining circuit is adapted to determine the parasitic resistance of at least the supply line by using the time difference of a charging process of electrical charges of the at least one electronic component, for example the capacitor, and a reloading of electrical charges at least one reference component, for example the at least one reference capacitor.
- the measurement of the time difference of transhipment processes between a component to be tested, the electronic component (Device Under Test, DUT), for example a DRAM memory cell, and a known reference structure can be measured.
- the integrated circuit arrangement further comprises a comparator whose first input is coupled to the electronic component and whose second input is coupled to a third voltage source. Furthermore, a reference comparator is provided, whose first input is coupled to the reference component and whose second input is coupled to the third voltage source or to a fourth voltage source.
- the resistance detection circuit according to this embodiment is arranged to detect the parasitic ohmic resistance of the lead using the temporal
- a first signal propagation path can be provided in the integrated circuit arrangement, for example downstream of the comparator, with at least one first signal propagation delay element.
- a second signal propagation path for example downstream of the reference comparator, may be provided with at least one second signal propagation delay element.
- the at least one second signal propagation delay element can be set up such that its signal propagation delay is greater than that of the at least one first signal propagation delay element.
- the first signal propagation path has a plurality of series-connected first signal propagation delay elements, wherein one or more first signal propagation delay elements are grouped into a first signal propagation delay stage.
- Signal propagation path may include a plurality of serially connected second signal propagation delay elements, wherein one or more second signal propagation delay elements are grouped into second signal propagation delay stages.
- a bistable flip-flop such as a flip-flop
- a bistable multivibrator can be connected between the output of at least a part of the first signal propagation delay stages and a corresponding second signal propagation delay stage.
- the at least one first signal propagation delay element may be formed by at least one first inverter, and the at least one second signal propagation delay element may be formed by at least one second inverter.
- the resistance-determining circuit may be arranged to determine the parasitic resistance of the lead using the outputs of the bistable flip-flops.
- the integrated circuit arrangement may comprise a first reference structure having signal propagation delays whose signal propagation delay is equal to that of the first signal propagation delay elements. Furthermore, a second reference structure may be provided which has signal propagation delay elements whose signal propagation delay is equal to that of the second signal propagation delay elements.
- the first reference structure has a first ring oscillator with the signal propagation delay elements and the second
- Reference structure comprises a second ring oscillator with the second signal propagation delay elements.
- the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
- N the number of the signal propagation delay stage at which the state of the associated bistable multivibrator changes compared to the bistable multivibrator immediately preceding it
- k the number of signal propagation delays in the first reference structure, the number of signal propagation delay elements in the first reference structure and the number of signal propagation delay elements in the second reference structure is the same
- Figure 1 is a plan view of a circuit arrangement
- Figure 2 is a plan view of a monolithic integrated circuit
- Figure 3 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to an embodiment of the invention.
- Figures 4A and 4B is an illustration of a charge and discharge cycle for the device under test of the circuit arrangement of Figure 3 ( Figure 4A) and the corresponding drive signals for the switches provided in the circuit arrangement of Figure 3 ( Figure 4B );
- Figure 5 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention;
- Figure 6 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention.
- FIG. 7 is a detailed illustration of the voltage source circuit of the circuit arrangement of Figure 6;
- FIG 8 is a diagram in which the time course of
- FIG 9 is a diagram in which the time course of
- Figure 10 is a diagram in which the accuracy of
- Figure 11 is a diagram in which the accuracy of
- Figure 12 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention.
- 2 shows a plan view of a monolithic integrated circuit arrangement 200 according to the exemplary embodiments of the invention.
- the basic structure of the monolithic integrated circuit arrangement 200 according to the exemplary embodiments of the invention described below is continuous, as shown in FIG.
- the circuit arrangement 200 has one or a plurality of chip-external connection pads 201, wherein the connection pad 201 is connected by means of one or more electrically conductive tracks 202 to an electronic component 203 to be tested.
- the electrical component may be any electrical component on or in a wafer, generally in an integrated circuit.
- the electronic component 203 to be tested has a capacitor 204, such as a capacitor of a memory cell, such as a dynamic random access memory (DRAM) memory cell, without limitation of algo- rality.
- a capacitor 204 such as a capacitor of a memory cell, such as a dynamic random access memory (DRAM) memory cell, without limitation of algo- rality.
- DRAM dynamic random access memory
- the electronic component 203 is a transistor, wherein, for example, the gate terminal of the transistor is connected by means of a feed line 205 with the electrically conductive conductor 202, for example made of aluminum or copper.
- the electronic component 204 is coupled by means of a feed line 205, for example additionally by means of a switched in the supply selection transistor (select transistor), with the electrically conductive conductor 202, wherein the supply line is made of polysilicon, for example.
- the supply line 205 has a parasitic ohmic resistance R, which is to be determined by means of the monolithic integrated circuits described below.
- any number of electronic components whose parasitic ohmic lead resistances, for example, the respective supply to the metallic electrically conductive tracks 202 are to be determined, may be provided in the integrated circuit arrangement 200 can, for example, a plurality of thousands or millions, for example, in a memory array, provided memory cells, each of which is formed by a respective capacitor and a capacitor upstream of the respective selection transistor, in each case, the parasitic ohmic supply resistance of the supply line between the capacitor 204 and the electrically conductive trace 202 of aluminum or copper to determine.
- a detection circuit 206 which is coupled to the conductor track 202 and which detects electrical quantities which characterize, for example, the electronic component 204 and / or the parasitic ohmic lead resistance 205.
- a likewise monolithically integrated in the circuit arrangement 200 drive unit 207 is used to drive the electronic component 204 and optionally additionally provided in the circuit arrangement provided power sources or voltage sources (not shown in Figure 2 for the sake of a simplified and comprehensible representation).
- 3 shows a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement 300 according to an embodiment of the invention.
- the parasitic ohmic feed line resistance is the parasitic ohmic trench resistor (trench resistor) of a DRAM memory cell as electronic component 301.
- the integrated circuit assembly 300 has the following components monolithically integrated therein:
- An electronic component 301 which is a capacitor
- the capacitor 302 is coupled by means of the lead to a node 304, which is coupled to a first input 305 of a first switch SWi 306, the second terminal 307 is coupled to a first current detection circuit 308 for detecting a first current I ⁇ , which in The following will be explained in more detail.
- a voltage source 309 which provides an electrical voltage Vi.
- the node 304 is coupled to a first terminal 310 of a second switch SW2 311, whose second terminal 312 is coupled to the ground potential.
- the node 304 is coupled to a first terminal 313 of a third switch SW3 314 whose second terminal 315 is coupled to a second current detection circuit 316 for measuring a third current I3.
- the second Current sense circuit 316 is further coupled to the ground potential.
- three RS flip-flops 317, 318, 319 are provided in the circuit arrangement 300, wherein the output 320 of a first RS flip-flop 317 is coupled to the control input 321 of the first switch SW] _ 306 and this controls.
- the second RS flip-flop 318 is coupled at its output 322 to the control input 323 of the second switch SW2 311 and controls this by means of the output signal of the second RS flip-flop 318th
- the output 324 of the third RS flip-flop 319 is coupled to the control input 325 of the third switch SW3 314 and controls this, in other words opens this or
- the inputs of the RS flip-flops 317, 318, 319 are optionally coupled to an intermediate Dynamic Element Matching unit 326 with outputs of a Delay Locked Loop circuit 327, such that the reset input 329 of the first RS flip-flop 327 Flops 317 is timed after the set input 328 of the first RS flip-flop 217 from the delay locked loop circuit 327 with a high level (DLL) signal.
- DLL high level
- the reset input 331 of the second RS flip-flop 318 timed after the set input 330 of the second RS flip-flop 318.
- the set input 332 of the third RS flip-flop 319 is timed to the reset input 331 of the second RS flip-flop 318 with a high-level signal, and finally, in a respective cycle, the reset input 333 of the third RS flip-flop 319 timed after the set input 332 of the third RS flip-flop 319 with a high-level signal.
- a phase-locked loop circuit PLL circuit
- a ring oscillator circuit for example with a plurality of series-connected inverters, may be provided for providing the corresponding drive signals.
- a DRAM memory cell 301 is connected to the voltage source 309 by means of the first switch SWi 306 when it is closed, and thus charged.
- the DUT 301 is discharged in two non-overlapping partial discharge processes, such that first (in a first partial discharge phase) via the then closed second switch SW2 311, the charge carriers stored on the capacitor 302 partially drain as a second current flow I2 and in a second partial discharge phase, when the second switch SW2 311 is opened and the third switch SW3 314 is closed, by means of the third switch SW3 314 is substantially completely discharged, wherein a third current I3 flows and is detected by the second current measuring circuit 316.
- a first partial discharging process 402 and a second partial discharging process 403 are shown in a time diagram 400 in FIG. 4A.
- the pulse duration for the respective switches 306, 311, 314 is derived. If a ring oscillator circuit is used instead of the DLL circuit 327, for example when using a 70 nm process technology, a time delay of 1 ns can be achieved with a series connection of six inverters.
- the first switch SWi 306 is active, in other words, closed (cf.
- Switch aging diagram 450 in FIG. 4B corresponding to the first switch control signal 451 for the first switch SWi 306, which corresponds to the output signal of the first RS flip-flop 317.
- the first switch driving signal 451 is at the low level until the beginning of the charging operation 401 (thus, the first switch SWi 306 is opened), changing at the beginning of the
- T charging process 401 (time) to high level (which the first switch SWi 306 is closed) and returns to the low level (time "0") upon completion of the charging process, with the first switch SWi 306 is opened again.
- a first flows
- the second switch SW2 311 opened during the charging process 401 is closed (time "0") (see second switch driving signal 452 in Fig. 4B) ) and remains closed for the duration of a time slot whose duration is defined according to T / N, where N is the number of time slots during the period T, whereby during the first partial discharge phase 402 via the second switch SW2 311 a first Part discharge current I2 (in Fig.4A shown as a time course I (t), measured as the average I2) flows.
- the first switch SWi 306 and the third switch SW3 314 are opened.
- FIG. 4A shows the partial discharge during the first partial discharge process 402 in a first partial discharge curve 405.
- the third switch SW3 314 is closed by means of the third switch drive signal 453, in that the third switch drive signal 453, which previously had a low level during the charging process 401 and the first partial discharge process 402, rises to high level and thus the third switch SW3 314 closes (time T / N).
- the residual charge still remaining on the capacitor 302 discharges through the third switch SW3 314 and the second measuring circuit 316 to the ground potential, whereby a third current I3 (shown in FIG. 4A as time characteristic I (t ), measured as r ⁇
- Mean value I3) flows (until a time - at which the
- the first switch SWi 306 is active and the DUT 301 is charged, with an exponentially decaying first current Ii flowing.
- the DUT 301 is discharged.
- An exponential discharge current with the opposite sign, but for example the same amount, flows.
- the discharge current first flows in the first partial discharge phase 402 via the second switch SW2 411 and then, in the second partial discharge phase 403, via the third switch SW3 314.
- R is the parasitic resistive line resistance to be determined
- the specification of the voltage Vi and the measurement of the current values Ii and I3 is thus required.
- a parameter analyzer for example the company Agilent, can be used, for example, to determine the above-mentioned current values. The accuracy of the method is then determined by the precision of the time base generated by DLL circuit 327.
- the accuracy of the time base and thus the determination of the parasitic ohmic supply resistance can, as is schematically indicated in FIG. 3, be improved with an optional "Dynamic Element Matching", wherein by means of the Dynamic Element Matching unit 326 any existing inequalities of the time slots, which under the Charging process and the unloading process are to be timed out.
- FIG 5 shows an integrated circuit arrangement 500 according to another embodiment of the invention.
- the circuit arrangement 500 according to FIG. 5 has a fourth switch SW4 501, a fifth switch SW5 502 and a sixth switch SWg 503. Furthermore, a selection logic, in other words a selection circuit 504 is provided, which is coupled to
- the select logic 504 thus controls the switching behavior of the following switches:
- the fifth switch SW5 502 and
- a first terminal 508 of the fourth switch SW4 501 is coupled to 'the second terminal 313 of the third switch SW3 314th
- the second terminal 509 of the fourth switch SW4 505 is coupled to the node 304.
- the fourth switch SW4 501 is thus connected between the third switch SW3 314 and the node 304.
- the first terminal 510 of the fifth switch SW5 502 is coupled to the node 304
- the second terminal 511 of the fifth switch SW5 502 is coupled to an input 512 of a buffer amplifier 513 to the output 514 of which an output voltage ⁇ VOUT is provided.
- the second terminal 515 of the sixth switch SWg 503 is coupled, the first terminal 516 of which is connected to the ground potential.
- a buffer capacitor 517 which is additionally coupled to the ground potential, is coupled to the second terminal 511 of the fifth switch SW5 502 and to the input 512 of the buffer amplifier 513.
- the charging operations and the (partial) discharging operations controlled by the switches SWi 306, SW2 311 and SW3 314 are the same as those explained above in connection with the circuit arrangement 300 of Fig. 3 and Figs. 4A and 4B were.
- Buffer amplifiers 513 enable the measurement of a voltage value, the output voltage ⁇ VQUT TO a
- the embodiment according to FIG. 5 thus requires the presetting of the voltage Vi and the measurements of the current value Ii and the voltage ⁇ VQUT.
- the measurement principle of the circuit arrangements 300, 500 is based on the precise timing of charging and discharging operations of the DUT 301 by means of the drive circuit 327.
- the measurement of time averages of analog electrical variables, such as the discharge current or the voltage allows the determination of the resistive portion in the DUT 301.
- the method is only due to the precision of the DLL circuit 327, generally the
- Timer circuit 327 limited and is therefore suitable, for example, just for small values of the RC constant.
- the measuring effort is low and can be measured, for example, with standard measuring instruments, such as a Parameter analyzer from Agilent. • For the determination of the parasitic ohmic
- Fig. 6 shows an integrated circuit assembly 600 according to another embodiment of the invention.
- the DUT 501 is also a dynamic random access memory cell having a trench capacitor 602 of capacitance CT and a select transistor 603 for selecting the respective memory cell 601 according to a select signal supplied via a word line 604 to the gate terminal of the select - Transistor 603 is performed.
- the selection transistor 603 is shown in order to make it clear that, if necessary, an additional ohmic resistance is taken into account or additionally determined in the determination of the parasitic ohmic supply resistance RT 605 of the DUT 601, in this case the resistance .des Select transistor 603 formed by the distance of the source region, the channel region and the drain region of the select transistor 603.
- the first source / drain region 606 of the select transistor 603 is coupled to the trench capacitor 602 by way of the feed line to the line resistor 605.
- the second source / drain region 607 of the select transistor 603 is coupled to a bit line 608 and above to the input
- Schmitt trigger circuit 610 of a Schmitt trigger circuit 610 coupled.
- the reference voltages U re fi and U re f2 are used to adjust the two Sehaltschwellen the Schmitt trigger circuit 610.
- the output 612 of the Schmitt trigger circuit 610 is fed back to two switches, namely the control input 613 of a first switch 614 and the control input 615 of a second switch 616.
- a first terminal 617 of the first switch 614 is coupled to a first current source 618, which provides a current +1 and which is realized, for example, by means of a current source transistor.
- the second terminal 619 of the first switch 614 is coupled in a first switch position to a second reference voltage U re f2 620 and in a second switch position to a node 621 which is coupled to the bit line 608.
- a first terminal 622 of the second switch 615 is coupled to a second current source 623, which has one to the
- the two switches 614 and 616 are switched in such a way that in each case only one of the two switches is coupled to the node 621 and thus either the current +1 or the current -I flows to the bit line 608.
- the other of the two switches 614, 616 is in each case at one of the two reference voltages and is thereby pre-charged to the voltage value (pre-charged), in which the node 621 is located when the device is switched on again. This reduces the Influence of parasitic capacitances and stabilizes the operating point of the current sources 618, 623, which are realized for example by means of current source transistors.
- the two switches 614, 616 are thus activated depending on the binary output state and thus the binary output signal of the Schmitt trigger circuit 610.
- Fig. 7 shows the Schmitt trigger circuit 610 in detail.
- the Schmitt trigger circuit 610 has a third switch 701 whose control input 702 is coupled to the output 612 of the operational amplifier 611 and whose first input 703 is coupled to a reference voltage input 626 of the operational amplifier 611 and whose second input 704 each is coupled to switch position either to a first voltage source 705 (first switch position of switch 701) which provides the voltage (U + ⁇ U) and coupled in a second switch position to a second voltage source 706 which provides the voltage (U - ⁇ U).
- the measuring circuit in the circuit arrangement 600 corresponds to a free-running oscillator for determining the trench resistor RT.
- a current +1 is impressed in a first phase, which from the first current source 618 via the first switch 614, which is in the Wegerpositiori such that the current +1 from the first current source 618 to the node 621 and thus to the bit line BL 608 and above into the trench capacitor 602.
- the current +1 causes a time independent voltage drop I * RT on bit line 608, as in the voltage diagram
- the voltage on the bit line BL 608 increases linearly with time (depending on the current +1 and the trench capacitance CT, in other words the capacitance of the trench capacitor 602).
- the voltage on the bit line BL 608 is measured by a comparator circuit with the Schmitt trigger circuit 610.
- the bit line BL 608 Upon reaching an upper voltage reference value U re fi, which is provided by the first voltage source 705, the bit line BL 608 is switched to a current source of equal amplitude but inverse sign, namely the second current source 623, which provides the current -I. This is done by bringing the first switch 614 to the second switch position at this time and coupling it to the second reference voltage U re f2 and bringing the second switch 616 into its second switch position and thus the second current source 623 to the node 621 and is coupled thereto via the bit line BL 608.
- the voltage drop I * RT thus changes its direction and the voltage decreases linearly with time, as also shown in Fig.8.
- the second reference voltage U re f2 / which is provided by the second voltage source 706, the first current source is reconnected and the process repeats. This is done by bringing the second switch 616 from its second switch position to its first switch position and thereby coupling it to the first reference voltage U re fi 625.
- the first switch 614 is again brought into its first switch position, which in turn the first current source 618 with the Node 621 and above is coupled to bit line BL 608.
- the accuracy of the resistance determination of the parasitic ohmic resistance of the supply line RT is to be determined as a function of inaccuracies of the variables I, ⁇ U and CT.
- the quantities ⁇ j and ⁇ ⁇ u are inaccuracies of the current generation and the reference voltage generation or
- I, ⁇ U, C ⁇ and f are nominal values.
- the output voltage UouT ' which is provided at the output 612 of the Schmitt trigger circuit 610, is shown in its time history in the voltage diagram 900 in FIG.
- FIGS. 10 and 11 show the evaluation of equation (15) as a function of the oscillation frequency f (see graph 1000 in FIG. 10) or of the current corresponding thereto (compare graph 1100 in FIG. 11).
- the determination of the value for the capacitance CT of the trench capacitor 602 is given.
- a measuring process is provided in which the value of the trench capacitance 0 ⁇ of the trench capacitor 602 in a first step at low frequencies (currents) , for example, using the same circuit arrangement 600, as shown in Figure 6, is determined exactly.
- the parasitic ohmic supply resistance RT to be determined is subsequently measured at moderate frequencies.
- Resistance accuracy is achieved with a measurement frequency below 100 MHz, when the uncertainty of the capacitance CT of the trench capacitor 602 is limited to 1% (see first curve 1001 in Fig. 10).
- Fig. 12 shows an integrated circuit arrangement 1200 according to another embodiment of the invention.
- DUT 1201 which is a trench capacitor
- a dynamic random access memory memory cell contains in an array a plurality, for example, thousands or millions of trench capacitors as DRAM memory cells in a corresponding memory cell array.
- a buffer capacitor 1204 as well as a reference capacitor 1205 and a reference buffer capacitor 1206 are provided in FIG.
- the circuit arrangement 1200 has a first switch S1 1207, a second switch S2 1208, a third switch S3 1209, a fourth switch S4 1210, a fifth switch S5 1211 and a sixth switch S6 1212.
- the first switch Sl 1207 is connected between the DUT 1201 and a reference voltage Vi n 1213.
- the fourth switch S4 1210 is coupled between the reference voltage 1213 and the reference capacitor 1205.
- the second switch S2 1208 is connected between the DUT 1201 and the latch capacitor 1204.
- the third switch S3 1209 is coupled between the ground potential and thus a first terminal of the latch capacitor 1204 and the second terminal of the latch capacitor 1204 and thus short-circuits the latch capacitor 1204 when the third switch S3 1209 is closed.
- the fifth switch S5 1211 is coupled on the one hand to the reference capacitor 1205 and on the other hand to the reference latch capacitor 1206.
- the sixth switch S6 1212 is between a first one
- Terminal of the reference latch capacitor 1206 and the second terminal of the reference latch capacitor 1206 and closes this to the ground potential for a short time when the sixth switch S6 1212 is closed. Furthermore, a first comparator 1214 and a second comparator 1215 are provided.
- the first input 1216 of the first comparator 1214 is coupled to one terminal of the latch capacitor 1204, the second switch S2 1208, and the third switch S3 1209.
- the second input 1217 of the first comparator 1214 is coupled to a second reference potential Vi n / 3 1218.
- the first input 1219 of the second comparator 1215 is coupled to the reference latch capacitor 1206 and to the fifth switch S5 1211 and the sixth switch S6 1212.
- the second input 1220 of the second comparator 1215 is coupled to one terminal of the reference latch capacitor 1206, the sixth switch S6 1212 and the fifth switch S5 1211 coupled.
- the output 1221 of the first comparator 1214 is coupled to a first input 1222 of a first flip-flop circuit 1223 and further to a first inverter 1224 of a first delay stage 1225 having an additional series-connected second inverter 1226.
- the circuit arrangement 1200 in addition to the first delay stage 1225, there are also five further delay stages 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 connected in series, each with two series-connected inverters.
- Each delay stage 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 has a delay for the signal propagation of the output signal of the first comparator 1214 of 450 ps according to this embodiment of the invention.
- the output 1232 of the second comparator 1215 is coupled to a second input 1233 of the first flip-flop circuit 1223. Further, the output 1232 of the second comparator 1215 is coupled to the input of a first reference inverter 1234 of a first reference delay stage 1235 which additionally includes a second reference inverter connected in series with the first reference inverter 1234 1236 has.
- the first delay stage according to this embodiment of the invention, five further delay stages 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 followed.
- any number of delay stages in series may be connected in series to the output 1232 of the second comparator 1215 and any number of delay stages in series to the output 1221 of the first comparator 1214 for the respective time delay of the signal propagation of the first comparator 1214 Output signal of the second comparator 1215 and the first comparator 1214, respectively.
- Each reference delay stage 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 produces a time signal propagation delay of a signal applied to its input with respect to its output signal of 500 ps.
- the reference inverters are according to this
- Embodiment of the invention a greater time delay than the inverters connected to the first comparator 1214 delay stages.
- Delay stages or reference delay stages corresponding flip-flop circuits 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 provided (in the present example, six flip-flop circuits are thus provided in the circuit arrangement 1200), wherein a respective first input of the respective flip Floating circuit 1247, 1248, 1249, 1250, 1251 between a respective output of a Delay stage and the input of a downstream delay stage is connected.
- a respective second input 1252, 1253, 1254, 1255, 1256 of a respective flip-flop circuit 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 is connected between a respective output of a reference delay stage 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 and the respective input of a respective downstream reference delay stage switched.
- the respective outputs 1257, 1258, 1259, 1260, 1261, 1262 of the flip-flop circuits 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 are coupled to an output register 1263 into which the respective output values of the flip-flop circuits Circuits 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 are written.
- any other delay elements can be provided which provide a time delay for the signal propagation of the respective output signal of the comparators 1214, 1215.
- Ring oscillator circuit 1264 having inverters 1265, 1266, 1267, 1268, 1269 coupled in series with one another and a binary counter 1270 coupled to the output of inverter 1269, which provides a signal having a first frequency f 1, the Inverter of the first ring oscillator circuit 1264 has the same timing and thus the same temporal
- a signal having a second frequency .2 .2 providing second ring oscillator circuit 1271 is provided, which has five reference inverters 1272, 1273, 1274, 1275, 1276, wherein the inverters of the second Ring oscillator circuit 1271 have the same timing and thus the same time signal propagation delay as the reference inverters of the reference delay stages 1235, 1237, 1238, 1239, 1240 and 1241.
- the second ring oscillator circuit 1271 has a second binary counter 1277 which is coupled to the output of inverter 1276.
- circuit arrangement 1200 can be clearly seen in the measurement of the time difference of recharging events between the DUT 1201 (for example, a DRAM memory cell) and a known reference structure (the reference capacitor, the reference latch capacitor , the second comparator 1215 and the reference delay stages).
- the DUT 1201 for example, a DRAM memory cell
- a known reference structure the reference capacitor, the reference latch capacitor , the second comparator 1215 and the reference delay stages.
- the nodes Vl and V4 are charged to an initial potential V ⁇ n by closing the first switch Sl 1207 and the fourth switch S4 1210.
- the nodes V2 and V5 are reset to zero potential according to this embodiment by also closing the third switch S3 1209 and the sixth switch S6 1212 in this phase, so that the nodes V2 and V5 are discharged to the ground potential.
- the first switch Sl 1207, the third switch S3 1209, the fourth switch S4 1210 and the sixth switch S6 1212 are opened and the second switch S2 1208 and the fifth switch S5 1211 are closed. In this way, the potentials are equalized at the nodes V1 and V2 or at the nodes V4 and V5.
- the compensation between the voltages at the nodes V1 and V2 is slower than the compensation of the voltages at the nodes V1 and V2
- the output of the second comparator 1215 is switched earlier and thus faster than the first comparator 1214 (in other words, this means that the potential at the node V6 assumes a high level faster than the node V3, i.e., the output of the first comparator 1214.
- the output signals of the comparators 1214, 1215 which are in digital form, propagate through the inverter chains (also referred to as the Verier line).
- the state of the flip-flop circuits changes at the point where the time delay of the signals between the outputs of the two comparators 1214, 1215 is equal to the skew of the inverter chains, i. the respective delay stages or reference delay stages.
- the two ring oscillator circuits 1264, 1271 are additionally provided, which provide a frequency reference.
- the sought parasitic resistive impedance R is calculated according to the following rule:
- N is the stage number of the delay stage or the reference delay stage, at which the state of the respective flip-flop circuit changes
- K is the number of delay stages provided in the respective ring oscillator circuit 1264, 1271,
- F2 is the frequency of the second ring oscillator circuit 1271
- the capacity of the trench capacitor 1202 is assumed to be known or determined by means of measuring methods known per se, for example in the manner described above in connection with the exemplary embodiments according to FIG.
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Abstract
Description
Integrierte Schaltkreis-Anordnung und Verfahren zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung zumindest einer Speicherzelle einer integrierten Schaltkreis- Anordnung .Integrated circuit arrangement and method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line of at least one memory cell of an integrated circuit arrangement.
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltkreis-Anordnung sowie ein Verfahren zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung zumindest einerThe invention relates to an integrated circuit arrangement and a method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line of at least one
Speicherzelle einer integrierten Schaltkreis-Anordnung.Memory cell of an integrated circuit arrangement.
Bei der Herstellung von Halbleiterchips, beispielsweise von Halbleiterspeicherchips, beispielsweise von dynamischen Direktzugriffsspeicherchips (Dynamic Random Access Memory, DRAM) treten technologiebedingte Variationen von Bauelementeeigenschaften auf, aber auch Variationen der Werte von parasitären Elementen wie dem Zuleitungswiderstand, anders ausgedrückt dem ohmschen Widerstand von Zuleitungen zu den Speicherzellen, bei einem DRAM beispielsweise derIn the manufacture of semiconductor chips, for example of semiconductor memory chips, for example dynamic random access memory (DRAM) chips, technology-related variations of device properties occur, as well as variations in the values of parasitic elements such as lead resistance, in other words the resistance of leads to the Memory cells, in a DRAM, for example, the
Kapazität zu dem Kondensator einer jeweiligen Speicherzelle, die Streukapazität, etc. Die Variationen der Bauelementeeigenschaften sind für einen gegebenen Herstellungsprozess vollständig spezifiziert und können beim Schaltungsdesign berücksichtigt werden.Capacitance to the capacitor of a respective memory cell, the stray capacitance, etc. The variations of the device characteristics are completely specified for a given manufacturing process and may be taken into account in the circuit design.
Für die parasitären Elemente gibt es üblicherweise keine umfassende elektrische Charakterisierung. So werden zwar beispielsweise Schichtwiderstände von Metallisierungsebenen, auch bezeichnet als Metallebenen, charakterisiert, bestimmte parasitäre Zuleitungswiderstände aber nicht. Wird das Funktionsverhalten von integrierten Schaltungen kritisch von solchen parasitären Zuleitungswiderständen bestimmt, so ist eine elektrische Charakterisierung derselben zur Prozesskontrolle sehr hilfreich oder sogar unverzichtbar. Die elektrische Charakterisierung von parasitären Zuleitungswiderständen ist im Allgemeinen nicht trivial, weil häufig die Zuleitungen nicht separat elektrisch zugänglich sind und nur gemeinsam mit anderen Elementen gemessen werden können. Eine solche Situation ist beispielsweise mit einem parasitären ohmschen Widerstand als Zugang zu einem Kondensator gegeben. Dieser Fall tritt beispielsweise an dem Gate eines MOS-Feldeffekttransistors (Metal Oxide Semiconductor Feldeffekttransistor) oder in der DRAM- Speicherzelle auf .For the parasitic elements there is usually no comprehensive electrical characterization. Although, for example, sheet resistances are characterized by metallization levels, also referred to as metal levels, certain parasitic lead resistances are not. If the functional behavior of integrated circuits is critically determined by such parasitic lead resistances, an electrical characterization of the latter for process control is very helpful or even indispensable. The electrical characterization of parasitic lead resistances is generally not trivial because often the leads are not separately electrically accessible and can only be measured together with other elements. Such a situation is given for example with a parasitic ohmic resistance as access to a capacitor. This case occurs, for example, at the gate of a MOS field effect transistor (MOS) or in the DRAM memory cell.
Eine verallgemeinerte Darstellung der eben erwähnten Thematik ist in Fig.l gezeigt.A generalized representation of the above-mentioned topic is shown in Fig.l.
Fig.l zeigt in einer Anordnung 100 ein Chip-externesFig.l shows in an arrangement 100, a chip-external
Messgerät 101 sowie eine integrierte Schaltkreis-Anordnung, (Integrated Circuit, IC) 102. Das Messgerät 101 ist mittels eines Kabels 103 mit einem Bond-Anschlusspad 104 mit der integrierten Schaltkreis-Anordnung 102 verbunden.Measuring device 101 and an integrated circuit arrangement, integrated circuit (IC) 102. The measuring device 101 is connected by a cable 103 with a bonding connection pad 104 of the integrated circuit arrangement 102nd
Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist in Fig.l nur eine Speicherzelle 105 eines Speicherzellen-Arrays mit einer Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Speicherzellen dargestellt.For reasons of simpler representation, only one memory cell 105 of a memory cell array having a multiplicity of memory cells arranged in rows and columns is shown in FIG.
Die dynamische Speicherzelle 105, anders ausgedrückt die Speicherzelle eines dynamischen Direktzugriffsspeichers (Dynamic Random Access Memory, DRAM) weist einen Speicherkondensator 106 sowie einen parasitären ohmschen Widerstand Rparasitic 107 der Zuleitung zu demThe dynamic memory cell 105, in other words the memory cell of a dynamic random access memory (DRAM) has a storage capacitor 106 and a parasitic resistor Rparasitic 107 of the supply line to the
Speicherkondensator 106 auf. Die Zuleitung enthält den ohmschen Widerstand der zu dem Speicherkondensator 106 führenden Zuleitung sowie gegebenenfalls, wenn in der Speicherzelle 105 ein aus Gründen der einfacheren Darstellung hier nicht gezeigter Auswähl-Transistor vorgesehen ist, beispielsweise den Kanalwiderstand des jeweiligen Auswahl- Transistors . Ferner sind in Fig.l symbolisch dargestellt die Anschlusspad- Kapazität 108, die Kapazität der zuführenden Leiterbahn 109 sowie der ohmsche Widerstand 110 der zuführenden Leiterbahn.Storage capacitor 106 on. The supply line contains the ohmic resistance of the leading to the storage capacitor 106 supply line and optionally, if in the memory cell 105 for reasons of simplification not shown here selection transistor is provided, for example, the channel resistance of the respective selection transistor. Furthermore, symbolized in FIG. 1 are the terminal pad capacitance 108, the capacitance of the feeding track 109 and the ohmic resistance 110 of the feeding track.
Anders ausgedrückt ist in der integrierten Schaltkreis- Anordndung 102 eine zu testende Komponente (anders ausgedrückt das »Device Under Test", DUT) integriert, welches aus einem Kondensator 106 mit einem parasitären Zuleitungswiderstand 107 besteht, welcher bestimmt werden soll. Chip-interne Leiterbahnen als Zuleitungen zu der Speicherzelle 105 sowie die Schnittstelle über das Bond- Anschlusspad 104 verursachen weitere Kapazitäten und ohmsche Widerstände.In other words, integrated in the integrated circuit arrangement 102 is a component to be tested (in other words the "Device Under Test", DUT), which consists of a capacitor 106 with a parasitic lead resistance 107 which is to be determined Supply lines to the memory cell 105 as well as the interface via the bonding pad 104 cause further capacitances and ohmic resistances.
Das in Fig.l symbolisch dargestellte externe Messgerät 101 dient zur Bestimmung des parasitären ohmschen Zuleitungswiderstands Rparasitic ■The external measuring device 101 shown symbolically in FIG. 1 serves to determine the parasitic ohmic supply resistance Rparasitic
Die Vermessung einer solchen RC-Anordnung kann allgemein im Zeitbereich oder im Frequenzbereich erfolgen. Das messtechnische Problem skaliert in diesem Fall mit der inversen Größe der RC-Konstante des DUT 105.The measurement of such an RC arrangement can generally take place in the time domain or in the frequency domain. The metrological problem scales in this case with the inverse size of the RC constant of the DUT 105.
In dem Fall der in Fig.l dargestellten Messung mit einem chip-externen Messgerät 101 ist die Extrahierung des interessierenden parasitären ohmschen Zuleitungswiderstands Rparasitic sehr kritisch von der genauen Kenntnis aller übrigen Bauelemente abhängig und damit oftmals nur sehr ungenau möglich.In the case of the measurement with an off-chip measuring device 101 shown in FIG. 1, the extraction of the parasitic resistive lead resistance rparasitic of interest is very critically dependent on the exact knowledge of all other components and thus often only very imprecisely possible.
Für eine sehr kleine RC-Konstante des DUT 105 wird das Verhalten der integrierten Schaltkreisanordnung 102 von den übrigen Elementen dominiert und der Einfluss des DUT 105 kann nicht mehr aufgelöst, d.h. ermittelt werden. In speziellen Fällen können zum Bestimmen des parasitären ohmschen Zuleitungswiderstands des DUT 105 so genannte Impedanzanalysatoren verwendet werden. Es ergeben sich jedoch auch in diesem Fall die oben beschriebenen Effekte bzw. Einschränkungen.For a very small RC constant of the DUT 105, the behavior of the integrated circuit device 102 is dominated by the remaining elements and the influence of the DUT 105 can no longer be resolved, ie, detected. In special cases, so-called impedance analyzers can be used to determine the parasitic resistive lead resistance of the DUT 105. However, in this case too, the effects or restrictions described above arise.
So ist es beispielsweise bisher nicht möglich, mit Impedanzanalysatoren die parasitären ohmschen Zuleitungswiderstände in einer DRAM-Speicherzelle zu bestimmen.For example, it has not been possible with impedance analyzers to determine the parasitic ohmic lead resistances in a DRAM memory cell.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine integrierte Schaltkreis-Anordnung vorgesehen, welche ■mindestens eine elektronische Komponente, beispielsweise eine Speicherzelle, aufweist. Ferner weist die integrierteAccording to an embodiment of the invention, an integrated circuit arrangement is provided which ■ at least one electronic component, such as a memory cell has. Furthermore, the integrated
Schaltkreis-Anordnung mindestens einen mit der elektronischen Komponente gekoppelten und mit dieser monolithisch integrierten Widerstand-Ermittlungsschaltkreis zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstandes zumindest der Zuleitung zu der mindestens einen elektronischen Komponente auf.Circuit arrangement at least one coupled to the electronic component and with this monolithically integrated resistance-determining circuit for determining the parasitic resistance of at least the supply line to the at least one electronic component.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstandes zumindest der Zuleitung zu mindestens einer elektronischen Komponente einer integrierten Schaltkreis- Anordnung elektrische Größen, welche die mindestens eine elektronische Komponente charakterisieren, On-Chip-erfasst . Unter Verwendung der erfassten elektrischen Größen wird der parasitäre ohmsche Widerstand On-Chip-ermittelt .According to another exemplary embodiment of the invention, in a method for determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to at least one electronic component of an integrated circuit arrangement, electrical quantities which characterize the at least one electronic component are detected on-chip. Using the detected electrical quantities, the parasitic resistance is determined on-chip.
Somit wird anschaulich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine On-Chip integrierte MessSchaltung bereitgestellt zum Messen und Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung zu mindestens einer elektronischen Komponente, beispielsweise einerThus, illustratively according to an embodiment of the invention, an on-chip integrated measuring circuit is provided for measuring and determining the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to at least one electronic component, for example one
Speicherzelle, in einer integrierten Schaltkreis-Anordnung. Auf Grund der räumlichen Nähe der Schaltung, anders ausgedrückt des monolithisch integrierten Widerstand- Ermittlungsschaltkreises, zu dem Device Under Test, d.h. anders ausgedrückt der elektronischen Komponente, beispielsweise der Speicherzelle, werden die in Fig.l dargestellten und oben beschriebenen zusätzlichen Widerstände und Kapazitäten -vermieden.Memory cell, in an integrated circuit arrangement. Due to the physical proximity of the circuit, in other words the monolithically integrated resistance detection circuit, to the Device Under Test, in other words the electronic component, for example the memory cell, the additional resistances and capacitances shown in FIG. 1 and described above are avoided ,
Beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Exemplary embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
In der Schaltkreis-Anordnung kann ein in dieser monolithisch integrierter Erfassschaltkreis zum Erfassen elektrischer Größen, welche die mindestens eine elektronische Komponente charakterisieren, vorgesehen sein.In the circuit arrangement may be provided in this monolithically integrated detection circuit for detecting electrical quantities which characterize the at least one electronic component.
In der Schaltkreis-Anordnung kann ferner eine in diese monolithisch integrierte Ansteuereinheit vorgesehen sein zum Ansteuern der mindestens einen elektronischen Komponente während des Erfassens des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung zu der mindestens einen elektronischen Komponente .In the circuit arrangement may further be provided in this monolithically integrated drive unit for driving the at least one electronic component during the detection of the parasitic ohmic resistance of at least the supply line to the at least one electronic component.
Die mindestens eine elektronische Komponente kann als Speicherzelle eingerichtet sein. Weiterhin kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die mindestens eine elektronische Komponente mindestens einen Kondensator aufweisen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die elektronische Komponente zusätzlich noch weitere Komponenten, beispielsweise einen Kondensator- Auswähltransistor aufweisen, in dem Fall der Ausgestaltung der elektronischen Komponente als Speicherzelle, beispielsweise als dynamische Direktzugriffs-Speicherzelle, einen Auswähl-Transistor zum Auswählen des Kondensators hinsichtlich des Ladens oder Entladens desselben mit bzw. von elektrischen Ladungsträgern. Gemäß dem Fall, dass die elektronische Komponente noch zusätzliche Elemente enthält, wie beispielsweise einen Auswähl-Transistor, ist es beispielsweise vorgesehen, dass der parasitäre ohmsche Widerstand der Serien-Verbindung der Zuleitung zu dem Kondensator und der Elemente, welche zusätzlich zu dem Kondensator in der elektronischen Komponenten enthalten ist, beispielsweise dem parasitären ohmschen Widerstand des Kanalbereichs und des Source-Bereichs oder des Drain-Bereichs des Auswähl-Transistors, wenn dieser im MOS-Technologie gefertigt ist, ermittelt wird.The at least one electronic component can be set up as a memory cell. Furthermore, according to an exemplary embodiment of the invention, the at least one electronic component may have at least one capacitor. In other embodiments of the invention, the electronic component may additionally comprise further components, for example a capacitor selection transistor, in the case of the configuration of the electronic component as memory cell, for example as dynamic random access memory cell, a selection transistor for selecting the capacitor with regard to charging or unloading the same with or from electrical charge carriers. According to the case that the electronic component still contains additional elements, such as a select transistor, it is provided, for example, that the parasitic resistance of the series connection of the supply line to the capacitor and the elements which in addition to the capacitor in the electronic components is detected, for example, the parasitic resistance of the channel region and the source region or the drain region of the select transistor when it is made in MOS technology, is determined.
Die mindestens eine elektronische Komponente kann mindestens einen Kondensator aufweisen zum Speichern von elektrischen Ladungsträgern und damit gegebenenfalls zum Speichern von Informationen, beispielsweise binärer Informationen.The at least one electronic component can have at least one capacitor for storing electrical charge carriers and therefore optionally for storing information, for example binary information.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die mindestens eine elektronische Komponente eine Komponenten- Auswähleinheit auf zum Auswählen der mindestens einen elektronischen Komponente, beispielsweise eineAccording to one exemplary embodiment of the invention, the at least one electronic component has a component selection unit for selecting the at least one electronic component, for example one
Speicherzellen-Auswähleinheit zum Auswählen der mindestens einen Speicherzelle. Die Komponenten-Auswähleinheit kann von mindestens einem Komponenten-Auswähltransistor gebildet werden, beispielsweise von einem Speicherzellen- Auswähltransistör.Memory cell selecting unit for selecting the at least one memory cell. The component selecting unit may be formed by at least one component selecting transistor, for example, a memory cell selecting transistor.
Die mindestens eine Speicherzelle ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine dynamische Direktzugriffsspeicherzelle.The at least one memory cell is a dynamic random access memory cell in accordance with an embodiment of the invention.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ansteuereinheit eingerichtet zum Steuern des Ladens bzw. Entladens der elektronischen Komponente mit bzw. von elektrischen Ladungsträgern, beispielsweise Elektronen.According to a further embodiment of the invention, the drive unit is set up to control the charging or discharging of the electronic component with or from electrical charge carriers, for example electrons.
Die Ansteuereinheit kann ferner derart eingerichtet sein, dass der mindestens eine Kondensator in einer ersten Ansteuerphase im Wesentlichen vollständig aufgeladen wird, in einer zweiten Ansteuerphase teilweise entladen wird und in einer dritten Ansteuerphase schließlich im Wesentlichen vollständig entladen wird.The drive unit may further be configured such that the at least one capacitor in a first Actuating phase is substantially fully charged, is partially discharged in a second drive phase and finally discharged in a third drive phase substantially completely.
In diesem Fall kann die Ansteuereinheit derart eingerichtet sein, dass die drei Ansteuerphasen wiederholt, z.B. periodisch, durchgeführt werden.In this case, the driving unit may be arranged such that the three driving phases are repeated, e.g. periodically.
Die Ansteuereinheit kann als Delay Locked Loop-Schaltkreis (DLL-Schaltkreis) , als Phase Locked Loop-Schaltkreis (PLL- Schaltkreis) oder als Ringoszillator-Schaltkreis ausgebildet sein, alternativ als jede beliebige andere Art von Schaltkreis, der die jeweils benötigte Funktionalität bereitstellt.The drive unit may be configured as a delay locked loop (DLL) circuit, a phase locked loop (PLL) circuit or a ring oscillator circuit, alternatively as any other type of circuit providing the functionality required.
Der Erfassschaltkreis kann eingerichtet sein zum Erfassen zumindest einer der folgenden elektrischen Größen:The detection circuit may be configured to detect at least one of the following electrical quantities:
• des Entladestroms der mindestens einen elektronischen Komponente, beispielsweise des Entladestroms des mindestens einen Kondensators, und/ oderThe discharge current of the at least one electronic component, for example the discharge current of the at least one capacitor, and / or
• der an der mindestens einen elektrischen Komponente anliegenden Spannung, beispielsweise der an dem mindestens einen Kondensator anliegenden Spannung.• The voltage applied to the at least one electrical component voltage, for example, applied to the at least one capacitor voltage.
Der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis kann eingerichtet sein zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung unter Verwendung der von dem Erfassschaltkreis erfassten elektrischen Größen.The resistance detection circuit may be configured to detect the parasitic resistance of at least the lead using the electrical quantities detected by the detection circuit.
Weiterhin kann der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis eingerichtet sein zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung unter Verwendung von gebildeten zeitlichen Mittelwerten der während des Ladens und Entladens der mindestens einen elektronischen Komponente, beispielsweise des Kondensators einer Speicherzelle, erfassten elektrischen Größen. Somit kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels einer monolithisch integrierten Messschaltung eine zeitlich präzise Kontrolle von Ladenvorgängen und Entladevorgängen von elektrischen Ladungsträgern auf die elektronische Komponente, anders ausgedrückt auf das "Device Under Test" (DUT) , ermöglicht werden. Aus relativ einfach zu messenden zeitlichen Mittelwerten von analogen elektrischen Größen, wie beispielsweise dem Entladestrom oder der Spannung an der elektronischen Komponente, beispielsweise demFurthermore, the resistance-determining circuit may be configured to determine the parasitic ohmic resistance of at least the supply line using formed time averages of the electrical quantities detected during the charging and discharging of the at least one electronic component, for example the capacitor of a memory cell. Thus, according to an embodiment of the invention by means of a monolithically integrated measuring circuit, a time-precise control of charging operations and discharges of electric charge carriers to the electronic component, in other words on the "Device Under Test" (DUT), are made possible. From relatively simple to be measured time averages of analog electrical variables, such as the discharge current or the voltage at the electronic component, such as the
Kondensator einer Speicherzelle, lässt sich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der parasitäre Zuleitungswiderstand zu einer Kapazität, anders ausgedrückt zu dem Kondensator, bestimmen.Capacitor of a memory cell, according to an embodiment of the invention, the parasitic lead resistance can be determined to a capacitance, in other words to the capacitor.
Der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass der parasitäre ohmsche Widerstand ermittelt wird gemäß folgender Vorschrift:The resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
wobei mitbeing with
• R der parasitäre ohmsche Widerstand der Zuleitung innerhalb des DUT zu dem Kondensator, • N die Anzahl von Zeitschlitzen des durchgeführten Ladens und Entladens des Kondensators,R is the parasitic resistance of the supply line inside the DUT to the capacitor, N is the number of time slots of the charge carried out and discharging of the capacitor,
• Ii der zeitliche Mittelwert des Ladestroms während der ersten Ansteuerphase,Ii is the time average of the charging current during the first activation phase,
• I3 der zeitliche Mittelwert des Entladestroms während der dritten Ansteuerphase,I3 the time average of the discharge current during the third drive phase,
• V]_ eine zum Laden des Kondensators bereitgestellte Spannung, bezeichnet wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zusätzlich ein Ausgangs-Verstärker vorgesehen, welcher eingangsseitig mit der mindestens einen elektronischen Komponenten, beispielsweise dem Kondensator, gekoppelt ist und welche ausgangsseitig eine Verstärker-Ausgangsspannung bereitstellt.• V] _ a voltage provided for charging the capacitor, is called. According to one exemplary embodiment of the invention, an output amplifier is additionally provided which is coupled on the input side to the at least one electronic component, for example the capacitor, and which provides an amplifier output voltage on the output side.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Widerstand- Ermittlungsschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der parasitäre ohmsche Widerstand ermittelt wird gemäß folgender Vorschrift:According to this embodiment of the invention, the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
R - X λ Vl lΔvouτJR - X λ Vl l Δv ouτJ
wobei mit • R der parasitäre ohmsche Widerstand der Zuleitung innerhalb des DUT zu dem Kondensator,where, with R, the parasitic resistance of the supply line within the DUT to the capacitor,
• N die Anzahl von Zeitschlitzen des durchgeführten Ladens und Entladens des Kondensators,N is the number of time slots of charging and discharging the capacitor,
• Ii der zeitliche Mittelwert des Ladestroms während der ersten Ansteuerphase,Ii is the time average of the charging current during the first activation phase,
• Vi eine zum Laden des Kondensators bereitgestellte Spannung,Vi a voltage provided for charging the capacitor,
• ΔVouT die Verstärker-Ausgangsspannung, bezeichnet wird.• ΔVouT is the amplifier output voltage.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist in der integrierten Schaltkreis-Anordnung zusätzlich eine in die Schaltkreis-Anordnung monolithisch integrierte Einheit zum Ausgleichen von zeitlichen Ungleichheiten unterschiedlicher Zeitschlitze vorgesehen, im Folgenden auch bezeichnet ■ als Dynamic Element Matching-Einheit .According to another embodiment of the invention array circuit is additionally provided a monolithically integrated in the circuit arrangement unit for compensating for temporal disparities different time slots in the integrated, hereinafter also referred to as ■ dynamic element matching unit.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ansteuereinheit derart eingerichtet ist, dass der mindestens eine Kondensator in einer Lade- Ansteuerphase aufgeladen wird und in einer Entlade- Ansteuerphase entladen wird.According to another embodiment of the invention, it is provided that the drive unit is set up such that the at least one capacitor in a charging Activation phase is charged and discharged in a discharge Ansteuerphase.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die Ansteuereinheit einen Oszillationsmess-Schaltkreis aufweisen, wobei der Oszillationsmess-Schaltkreis derart eingerichtet ist, dassAccording to this embodiment of the invention, the drive unit may comprise an oscillation measurement circuit, wherein the oscillation measurement circuit is arranged such that
• in der Lade-Ansteuerphase der Kondensator so lange aufgeladen wird, bis ein Auflade-Schwellenwert erreicht ist,In the charge-drive phase, the capacitor is charged until a charging threshold is reached,
• bei Erreichen des Auflade-Schwellenwerts die Ansteuereinheit in die Entlade-Ansteuerphase umgeschaltet wird, so dass der Kondensator entladen wird, • in der Entlade-Ansteuerphase der Kondensator so lange entladen wird, bis ein Entlade-Schwellenwert erreicht ist,Upon the charge threshold being reached, the drive unit is switched to the discharge drive phase, so that the capacitor is discharged; in the discharge drive phase, the capacitor is discharged until a discharge threshold is reached;
• bei Erreichen des Entlade-Schwellenwerts die Ansteuereinheit in die Auflade-Ansteuerphase umgeschaltet wird, so dass der Kondensator aufgeladen wird.• When the discharge threshold is reached, the drive unit is switched to the charge drive phase so that the capacitor is charged.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist somit anschaulich eine integrierte Oszillationsmess-Schaltung' vorgesehen. Aus der relativ einfach und robust zu messenden Oszillatorfrequenz der Oszillationsmess-Schaltung wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung der parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand zu einem Kondensator bestimmt.According to this embodiment of the invention, an integrated circuit is therefore clearly Oszillationsmess' is provided. From the relatively simple and robust to be measured oscillator frequency of Oszillationsmess circuit according to this embodiment of the invention, the parasitic ohmic supply resistance is determined to a capacitor.
Anders ausgedrückt ist es in einem Ausführungsbeispiel derIn other words, in one embodiment of the
Erfindung vorgesehen, dass als MessSchaltung in der Schaltkreis-Anordnung ein monolithisch integrierter freilaufender Oszillator vorgesehen ist, dessen Frequenz von dem zu bestimmenden parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand abhängig ist. Die resultierende Oszillatorfrequenz zusammen mit vorgegebenen analogen elektrischen Größen, wie beispielsweise entsprechenden Strömen oder Spannungen, ermöglicht und bildet die Basis für die Bestimmung des parasitären ohmschen Zuleitungswiderstands .Invention provided that as a measuring circuit in the circuit arrangement, a monolithically integrated free-running oscillator is provided, the frequency of which is dependent on the parasitic ohmic supply resistance to be determined. The resulting oscillator frequency together with predetermined analog electrical quantities, such as corresponding currents or voltages, enables and forms the basis for the determination of the parasitic resistive supply resistance.
Für die Messung der Oszillatorfrequenz sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Die Oszillatorfrequenz kann direkt, in oder auf dem Chip, d.h. in der integrierten Schaltkreis- Anordnung zuvor heruntergeteilt, mit einem externen Messgerät bestimmt werden. Weiterhin kann die Oszillatorfrequenz zur Ansteuerung einer On-Chip-Zählerschaltung verwendet werden. Bei Vorgabe einer Chip-internen oder Chip-externen Zeitbasis ergibt sich die Oszillatorfrequenz mittels einfachen Auslesens einer digitalen Information (Bitfolge) .For the measurement of the oscillator frequency different possibilities are given. The oscillator frequency can be direct, in or on the chip, i. previously divided in the integrated circuit arrangement, determined with an external measuring device. Furthermore, the oscillator frequency can be used to drive an on-chip counter circuit. When specifying a chip-internal or chip-external time base results in the oscillator frequency by simply reading a digital information (bit sequence).
Diese Lösung hat beispielsweise folgende Effekte: • Die On-Chip integrierte Messschaltung vermeidet unerwünschte parasitäre elektrische Elemente .This solution has, for example, the following effects: The on-chip integrated measuring circuit avoids unwanted parasitic electrical elements.
• Hinsichtlich der Charakterisierung des DUT mit einer bestimmten RC-Konstante ist diese Vorgehensweise nur durch interne Zeitkonstanten der integrierten Messschaltung limitiert und ist damit beispielsweise für kleine Werte der RC-Konstante geeignet.• With regard to the characterization of the DUT with a certain RC constant, this procedure is limited only by internal time constants of the integrated measuring circuit and is therefore suitable, for example, for small values of the RC constant.
• Der Messaufwand ist gering und das Verfahren sehr robust, da es beispielsweise lediglich erforderlich ist, eine digitale Information auszulesen.• The measurement effort is low and the process is very robust, since it is only necessary, for example, to read out digital information.
Der Oszillationsmess-Schaltkreis weist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Schmitt-Trigger auf, dessen erster Schwellenwert der Auflade-Schwellenwert ist und dessen zweiter Schwellenwert der Entlade-Schwellenwert ist.The oscillation measurement circuit according to an embodiment of the invention comprises a Schmitt trigger whose first threshold is the charge threshold and whose second threshold is the discharge threshold.
Weiterhin kann die Ansteuereinheit aufweisen:Furthermore, the drive unit can have:
• eine erste Stromquelle zum Bereitstellen eines Aufladestroms zum Aufladen des Kondensators, wobei die erste Stromquelle beispielsweise mittels eines Stromquellen-Transistors realisiert sein kann,A first current source for providing a charging current for charging the capacitor, wherein the first current source can be realized, for example, by means of a current source transistor,
• eine zweite Stromquelle zum Bereitstellen eines Entladestroms zum Entladen des Kondensators, wobei die zweite Stromquelle beispielsweise mittels eines zweiten Stromquellen-Transistors realisiert sein kann,A second current source for providing a discharge current for discharging the capacitor, wherein the second current source can be realized for example by means of a second current source transistor,
• mindestens einen Schalter zum wahlweisen Koppeln der ersten Stromquelle oder der zweite Stromquelle mit dem Kondensator,At least one switch for selectively coupling the first power source or the second power source to the capacitor,
• wobei der mindestens eine Schalter mit dem Ausgang des Schmitt-Triggers derart gekoppelt ist, dass er abhängig von dem Ausgangssignal des Schmitt-Triggers die erste Stromquelle oder die zweite Stromquelle mit dem Kondensator koppelt.Wherein the at least one switch is coupled to the output of the Schmitt trigger such that it couples the first current source or the second current source to the capacitor depending on the output signal of the Schmitt trigger.
Der Auflade-Schwellenwert kann eine erste Referenz-Spannung und der Entlade-Schwellenwert kann eine zweite Referenz- Spannung sein.The charging threshold may be a first reference voltage and the discharging threshold may be a second reference voltage.
Weiterhin kann der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der parasitäre ohmsche Widerstand ermittelt wird unter Verwendung der Oszillationsfrequenz des Oszillationsmess-Schaltkreises .Furthermore, the resistance detecting circuit may be configured such that the parasitic resistance is detected by using the oscillation frequency of the oscillation measuring circuit.
Weiterhin kann der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der parasitäre ohmsche Widerstand ermittelt wird gemäß folgender Vorschrift:Furthermore, the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
R = ΛU 2 f • Cτ R = ΛU 2 f • C τ
wobei mitbeing with
• R der parasitäre ohmsche Widerstand der Zuleitung innerhalb des DUT zu dem Kondensator, • Δu die Differenz zwischen der ersten Referenz-Spannung und der zweiten Referenz-Spannung,R is the parasitic resistance of the supply line within the DUT to the capacitor, Δu is the difference between the first reference voltage and the second reference voltage,
• I der Aufladestrom zum Aufladen des Kondensators,I the charging current for charging the capacitor,
• f die Oszillationsfrequenz des Oszillationsmess- Schaltkreises, • Cf die Kapazität des Kondensators, bezeichnet wird. Weiterhin kann in der integrierten Schaltkreis-Anordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Referenzkomponente, beispielsweise mindestens ein Referenz-Kondensator vorgesehen sein, wobei die• f is the oscillation frequency of the oscillation measurement circuit, • Cf is the capacitance of the capacitor. Furthermore, in the integrated circuit arrangement according to an exemplary embodiment of the invention, at least one reference component, for example at least one reference capacitor, may be provided, wherein the
Ansteuereinheit derart eingerichtet sein kann, dass die mindestens eine elektronische Komponente und beispielsweise der Kondensator und die mindestens eine Referenz -Komponente, beispielsweise der mindestens eine Referenz-Kondensator, mit derselben Spannung oder mit zwei eindeutig miteinander korrelierten Spannungen aufgeladen werden.Drive unit may be configured such that the at least one electronic component and, for example, the capacitor and the at least one reference component, for example, the at least one reference capacitor, are charged with the same voltage or with two voltages clearly correlated with each other.
In diesem Zusammenhang ist unter dem Ausdruck "zwei eindeutig miteinander korrelierte Spannungen" zu verstehen, dass das Verhältnis der beiden verwendeten Spannung zueinander bekannt ist, so dass auf Grund des jeweils bekannten Verhältnisses auf die jeweils unterschiedlichen Ladevorgänge bzw. Entladevorgänge eindeutig geschlossen werden kann.In this context, the expression "two voltages which are clearly correlated with one another" means that the ratio of the two voltages used is known to one another, so that due to the respectively known ratio, the respective different charging processes or discharging processes can be clearly concluded.
Die integrierte Schaltkreis-Anordnung weist ferner gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mindest einen mit dem Kondensator gekoppelten Zwischenspeicher-Kondensator auf sowie mindestens einen mit dem Referenz-Kondensator gekoppelten Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator .The integrated circuit arrangement further has, according to an embodiment of the invention, at least one latch capacitor coupled to the capacitor and at least one reference latch capacitor coupled to the reference capacitor.
Gemäß dieser Ausführungsform weist die Ansteuereinheit ferner auf :According to this embodiment, the drive unit further comprises:
• einen ersten Schalter, der zwischen eine erste Spannungsquelle und den Kondensator geschaltet ist, • einen zweiten Schalter, der zwischen die ersteA first switch connected between a first voltage source and the capacitor, a second switch connected between the first
Spannungsquelle und den Kondensator geschaltet ist oder der zwischen eine zweite Spannungsquelle und den Kondensator geschaltet ist,Voltage source and the capacitor is connected or which is connected between a second voltage source and the capacitor,
• einen dritten Schalter, der zwischen den Kondensator und den Zwischenspeicher-Kondensator geschaltet ist, • einen vierten Schalter, der zwischen den Referenz - Kondensator und den Referenz-Zwischenspeicher- Kondensator geschaltet ist.A third switch connected between the capacitor and the latch capacitor, • a fourth switch connected between the reference capacitor and the reference buffer capacitor.
Die Ansteuereinheit ist gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung derart eingerichtet, dassThe drive unit is configured according to this embodiment of the invention such that
• in einer ersten Phase der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen sind und der dritte Schalter und der vierte Schalter geöffnet sind, • und in einer zweiten Phase der erste Schalter und der zweite Schalter geöffnet sind und der dritte Schalter und der vierte Schalter geschlossen sind.In a first phase the first switch and the second switch are closed and the third switch and the fourth switch are opened, and in a second phase the first switch and the second switch are opened and the third switch and the fourth switch are closed ,
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ' weist die integrierte Schaltkreis -Anordnung ferner einen fünftenAccording to another embodiment of the invention ', the integrated circuit arrangement further comprises a fifth
Schalter auf, der zwischen den Referenz-Kondensator und ein Bezugspotential geschaltet ist sowie einen sechsten Schalter, der zwischen den Referenz-Zwischenschalter-Kondensator und das Bezugspotential geschaltet ist.Switch on, which is connected between the reference capacitor and a reference potential and a sixth switch, which is connected between the reference intermediate switch capacitor and the reference potential.
Der fünfte Schalter und der sechste Schalter bilden somit anschaulich jeweils eine Einheit, mittels derer es ermöglicht wird, den Referenz-Kondensator auf ein eindeutiges Potential, das Bezugspotential, beispielsweise das Massepotential, zu entladen oder aufzuladen, bevor das Potential desThe fifth switch and the sixth switch thus clearly each form a unit by means of which it is possible, the reference capacitor to a unique potential, the reference potential, for example, the ground potential to discharge or charge before the potential of the
Kondensators bzw. des Referenz-Kondensators auf den Zwischenspeicher-Kondensator bzw. den Referenz- Zwischenspeicher-Kondensator überführt werden.Condenser and the reference capacitor are transferred to the latch capacitor or the reference latch capacitor.
Somit kann es vorgesehen sein, dass die Ansteuereinheit derart eingerichtet ist, dass in einer ersten Phase der fünfte Schalter und der sechste Schalter geschlossen sind (in dieser Phase werden der Zwischenspeicher-Kondensator und Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator beispielsweise auf das Bezugspotential entladen bzw. geladen) , und in der zweiten Phase der fünfte Schalter und der sechste Schalter geöffnet sind (in dieser Phase kann beispielsweise das Potential, welches an den Kondensator bzw. an den Referenz-Kondensator anliegt, zumindest teilweise auf den Zwischenspeicher- Kondensator bzw. auf den Referenz-Zwischenspeicher- Kondensator übertragen werden.Thus, it can be provided that the drive unit is set up in such a way that the fifth switch and the sixth switch are closed in a first phase (in this phase the latch capacitor and reference latch capacitor are discharged or charged to the reference potential, for example ), and in the second phase the fifth switch and the sixth switch are open (in this phase, for example, the potential which is applied to the capacitor or to the reference capacitor, at least partially transferred to the latch capacitor or to the reference latch capacitor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis eingerichtet ist zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands zumindest der Zuleitung unter Verwendung der zeitlichen Differenz eines Umladevorgangs elektrischer Ladungen der mindestens einen elektronischen Komponente, beispielsweise des Kondensators, und eines Umladevorgangs elektrischer Ladungen der mindestens einen Referenz- Komponente beispielsweise dem mindestens einen Referenz- Kondensator.According to an embodiment of the invention, it is provided that the resistance-determining circuit is adapted to determine the parasitic resistance of at least the supply line by using the time difference of a charging process of electrical charges of the at least one electronic component, for example the capacitor, and a reloading of electrical charges at least one reference component, for example the at least one reference capacitor.
Somit kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung anschaulich die Messung der zeitlichen Differenz von Umladevorgängen zwischen einer zu testenden Komponente, der elektronischen Komponente (Device Under Test, DUT) , beispielsweise einer DRAM-Speicherzelle, und einer bekannten Referenz-Struktur gemessen werden.Thus, according to an exemplary embodiment of the invention, the measurement of the time difference of transhipment processes between a component to be tested, the electronic component (Device Under Test, DUT), for example a DRAM memory cell, and a known reference structure can be measured.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die integrierte Schaltkreis-Anordnung ferner einen Komparator auf, dessen erster Eingang mit der elektronischen Komponente gekoppelt ist und dessen zweiter Eingang mit einer dritten Spannungsquelle gekoppelt ist. Ferner ist ein Referenz- Komparator vorgesehen, dessen erster Eingang mit der Referenz-Komponente gekoppelt ist und dessen zweiter Eingang mit der dritten Spannungsquelle oder mit einer vierten Spannungsquelle gekoppelt ist. Der Widerstand- Ermittlungsschaltkreis ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eingerichtet zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands der Zuleitung unter Verwendung der zeitlichenAccording to another embodiment of the invention, the integrated circuit arrangement further comprises a comparator whose first input is coupled to the electronic component and whose second input is coupled to a third voltage source. Furthermore, a reference comparator is provided, whose first input is coupled to the reference component and whose second input is coupled to the third voltage source or to a fourth voltage source. The resistance detection circuit according to this embodiment is arranged to detect the parasitic ohmic resistance of the lead using the temporal
Differenz des Umschaltens des Komparators und des Referenz - Komparators . Weiterhin kann in der integrierten Schaltkreis-Anordnung ein erster Signalausbreitungspfad vorgesehen sein, beispielsweise dem Komparator nachgeschaltet sein, mit mindestens einem ersten Signalausbreitungs-Verzögerungsglied. Weiterhin kann ein zweiter Signalausbreitungspfad, beispielsweise dem Referenz-Komparator nachgeschaltet, vorgesehen sein mit mindestens einem zweiten Signalausbreitungs- Verzögerungsglied. Das mindestens eine zweite Signalausbreitungs-Verzögerungsglied kann derart eingerichtet sein, dass dessen Signalausbreitungs-Verzögerung größer ist als die des mindestens einen ersten Signalausbreitungs- Verzögerungsglieds .Difference of the switching of the comparator and the reference comparator. Furthermore, a first signal propagation path can be provided in the integrated circuit arrangement, for example downstream of the comparator, with at least one first signal propagation delay element. Furthermore, a second signal propagation path, for example downstream of the reference comparator, may be provided with at least one second signal propagation delay element. The at least one second signal propagation delay element can be set up such that its signal propagation delay is greater than that of the at least one first signal propagation delay element.
Weiterhin weist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der erste Signalausbreitungspfad eine Vielzahl von in Serie geschalteten ersten Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern auf, wobei ein oder mehrere erste Signalausbreitungs- Verzögerungsglieder zu einer ersten Signalausbreitungs- Verzögerungsstufe gruppiert sind. Der zweiteFurthermore, according to one embodiment of the invention, the first signal propagation path has a plurality of series-connected first signal propagation delay elements, wherein one or more first signal propagation delay elements are grouped into a first signal propagation delay stage. The second
Signalausbreitungspfad kann eine Vielzahl von in Serie geschalteten zweiten Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern aufweisen, wobei ein oder mehrere zweite Signalausbreitungs- Verzögerungsglieder zu zweiten Signalausbreitungs- Verzögerungsstufen gruppiert sind.Signal propagation path may include a plurality of serially connected second signal propagation delay elements, wherein one or more second signal propagation delay elements are grouped into second signal propagation delay stages.
Zwischen dem Ausgang des Komparators und dem Ausgang des Referenz-Komparators kann eine bistabile Kippstufe, beispielsweise ein Flip-Flop, geschaltet sein.Between the output of the comparator and the output of the reference comparator, a bistable flip-flop, such as a flip-flop, be connected.
Weiterhin kann zwischen den Ausgang zumindest eines Teils der ersten Signalausbreitungs-Verzögerungsstufen und einer korrespondierenden zweiten Signalausbreitungs- Verzögerungsstufe jeweils eine bistabile Kippstufe geschaltet sein. Das mindestens eine erste Signalausbreitungs- Verzögerungsglied kann von mindestens einem ersten Inverter gebildet sein, und das mindestens eine zweite Signalausbreitungs-Verzögerungsglied kann von mindestens einem zweiten Inverter gebildet sein.Furthermore, between the output of at least a part of the first signal propagation delay stages and a corresponding second signal propagation delay stage, in each case a bistable multivibrator can be connected. The at least one first signal propagation delay element may be formed by at least one first inverter, and the at least one second signal propagation delay element may be formed by at least one second inverter.
Weiterhin kann der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis eingerichtet sein zum Ermitteln des parasitären ohmschen Widerstands der Zuleitung unter Verwendung der Ausgangssignale der bistabilen Kippstufen.Furthermore, the resistance-determining circuit may be arranged to determine the parasitic resistance of the lead using the outputs of the bistable flip-flops.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die integrierte Schaltkreis-Anordnung eine erste Referenz - Struktur aufweisen, welche Signalausbreitungs- Verzögerungsglieder aufweist, deren Signalausbreitungs- Verzögerung gleich ist derjenigen der ersten Signalausbreitungs-Verzögerungsglieder . Weiterhin kann eine zweite Referenz-Struktur vorgesehen sein, welche Signalausbreitungs-Verzögerungsglieder aufweist, deren Signalausbreitungs-Verzögerung gleich ist derjenigen der zweiten Signalausbreitungs-Verzögerungsglieder .According to an embodiment of the invention, the integrated circuit arrangement may comprise a first reference structure having signal propagation delays whose signal propagation delay is equal to that of the first signal propagation delay elements. Furthermore, a second reference structure may be provided which has signal propagation delay elements whose signal propagation delay is equal to that of the second signal propagation delay elements.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Referenz-Struktur einen ersten Ringoszillator mit den Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern auf und die zweiteAccording to another embodiment of the invention, the first reference structure has a first ring oscillator with the signal propagation delay elements and the second
Referenz-Struktur weist einen zweiten Ringoszillator mit den zweiten Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern auf.Reference structure comprises a second ring oscillator with the second signal propagation delay elements.
Ferner kann der Widerstand-Ermittlungsschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der parasitäre ohmsche Widerstand ermittelt wird gemäß folgender Vorschrift:Furthermore, the resistance-determining circuit may be arranged such that the parasitic resistance is determined according to the following rule:
R = N f2 - % k • Cτ • In 3 Z1 • f2 R = N f2 -% k • C τ • In 3 Z 1 • f 2
wobei mitbeing with
• R der parasitäre ohmsche Widerstand der Zuleitung, • N die Nummer der Signalausbreitungs-Verzögerungsstufe, bei der sich der Zustand der zugehörigen bistabilen Kippstufe verglichen mit der ihr unmittelbar vorgeschalteten bistabilen Kippstufe ändert, • k die Anzahl von Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern in der ersten Referenz-Struktur, wobei die Anzahl von Signalausbreitungs-Verzögerungsgliedern in der ersten Referenz-Struktur und die Anzahl von Signalausbreitungs- Verzögerungsgliedern in der zweiten Referenz-Struktur gleich ist,R the parasitic resistance of the supply line, N is the number of the signal propagation delay stage at which the state of the associated bistable multivibrator changes compared to the bistable multivibrator immediately preceding it, k the number of signal propagation delays in the first reference structure, the number of signal propagation delay elements in the first reference structure and the number of signal propagation delay elements in the second reference structure is the same,
• f]_ die Frequenz des ersten Ringoszillators,• f] _ the frequency of the first ring oscillator,
• ±2 &i-e Frequenz des zweiten Ringoszillators,• ± 2 & i- e frequency of the second ring oscillator,
• CT die Kapazität des Kondensators, bezeichnet wird.• CT is the capacitance of the capacitor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigenShow it
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Schaltkreis-Anordnung;Figure 1 is a plan view of a circuit arrangement;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine monolithisch integrierteFigure 2 is a plan view of a monolithic integrated
Schaltkreis-Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;Circuit arrangement according to an embodiment of the invention;
Figur 3 eine detaillierte Darstellung einer monolithisch integrierte Schaltkreis -Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;Figure 3 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to an embodiment of the invention;
Figuren 4A und 4B eine Darstellung eines Zyklus eines Ladevorgangs und eines Entladevorgangs für das "Device under Test" der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 3 (Figur 4A) und die entsprechenden Ansteuersignale für die in der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 3 vorgesehenen Schalter (Figur 4B) ; Figur 5 eine detaillierte Darstellung einer monolithisch integrierte Schaltkreis-Anordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;Figures 4A and 4B is an illustration of a charge and discharge cycle for the device under test of the circuit arrangement of Figure 3 (Figure 4A) and the corresponding drive signals for the switches provided in the circuit arrangement of Figure 3 (Figure 4B ); Figure 5 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention;
Figur 6 eine detaillierte Darstellung einer monolithisch integrierte Schaltkreis-Anordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;Figure 6 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention;
Figur 7 eine detaillierte Darstellung des Spannungsquellen- Schaltkreises der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 6 ;Figure 7 is a detailed illustration of the voltage source circuit of the circuit arrangement of Figure 6;
Figur 8 ein Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf derFigure 8 is a diagram in which the time course of
Bitleitungs-Spannung dargestellt ist;Bit line voltage is shown;
Figur 9 ein Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf derFigure 9 is a diagram in which the time course of
Ausgangs-Spannung des Schmitt-Trigger-Schaltkreises der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 6 dargestellt ist;Output voltage of the Schmitt trigger circuit of the circuit arrangement shown in Figure 6 is shown;
Figur 10 ein Diagramm, in dem die Genauigkeit derFigure 10 is a diagram in which the accuracy of
Widerstandsbestimmung der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 6 in Abhängigkeit der Oszillationsfrequenz f und der Bestimmtheit der Kapazität Cτ des Kondensators dargestellt ist;Resistance determination of the circuit arrangement shown in Figure 6 as a function of the oscillation frequency f and the determination of the capacitance C τ of the capacitor is shown;
Figur 11 ein Diagramm, in dem die Genauigkeit derFigure 11 is a diagram in which the accuracy of
Widerstandsbestimmung der Schaltkreis-Anordnung gemäß Figur 6 in Abhängigkeit des Stromwertes I und der Bestimmtheit der Kapazität Cτ des Kondensators dargestellt ist; undResistance determination of the circuit arrangement shown in Figure 6 as a function of the current value I and the determination of the capacitance C τ of the capacitor is shown; and
Figur 12 eine detaillierte Darstellung einer monolithisch integrierte Schaltkreis-Anordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf eine monolithisch integrierte Schaltkreis-Anordnung 200 gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung.Figure 12 is a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement according to another embodiment of the invention. 2 shows a plan view of a monolithic integrated circuit arrangement 200 according to the exemplary embodiments of the invention.
Der grundsätzliche Aufbau der monolithisch integrierten Schaltkreis-Anordnung 200 gemäß den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist durchgängig, wie in Fig .2 dargestellt.The basic structure of the monolithic integrated circuit arrangement 200 according to the exemplary embodiments of the invention described below is continuous, as shown in FIG.
Die Schaltkreis-Anordnung 200 weist eine oder eine Mehrzahl von Chip-externen Anschluss-Pads 201 auf, wobei das Anschluss-Pad 201 mittels einer oder mehrerer elektrisch leitfähiger Leiterbahnen 202 mit einer zu testenden elektronischen Komponente 203 verbunden ist. Die elektrische Komponente kann eine beliebige elektrische Komponente auf oder in einem Wafer, allgemein in einer integrierten Schaltung sein.The circuit arrangement 200 has one or a plurality of chip-external connection pads 201, wherein the connection pad 201 is connected by means of one or more electrically conductive tracks 202 to an electronic component 203 to be tested. The electrical component may be any electrical component on or in a wafer, generally in an integrated circuit.
Gemäß den folgenden Ausführungsbeispielen wird ohne Einschränkung der Algemeingültigkeit davon ausgegangen, dass die zu testende elektronische Komponente 203 einen Kondensator 204 aufweist, beispielsweise einen Kondensator einer Speicherzelle, beispielsweise einer dynamischen Direktzugriffsspeicher-Speicherzelle (Dynamic Random Access Memory, DRAM) .According to the following embodiments, it is believed that the electronic component 203 to be tested has a capacitor 204, such as a capacitor of a memory cell, such as a dynamic random access memory (DRAM) memory cell, without limitation of algo- rality.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Komponente 203 ein Transistor, wobei beispielsweise der Gate-Anschluss des Transistors mittels einer Zuleitung 205 mit der elektrisch leitfähigen Leiterbahn 202 beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer verbunden ist.In an alternative embodiment of the invention, the electronic component 203 is a transistor, wherein, for example, the gate terminal of the transistor is connected by means of a feed line 205 with the electrically conductive conductor 202, for example made of aluminum or copper.
Die elektronische Komponente 204 ist mittels einer Zuleitung 205, beispielsweise zusätzlich mittels einer in der Zuleitung zugeschalteten Auswähl-Transistors (Select-Transistor) , mit der elektrisch leitfähigen Leiterbahn 202 gekoppelt, wobei die Zuleitung beispielsweise aus Polysilizium hergestellt ist.The electronic component 204 is coupled by means of a feed line 205, for example additionally by means of a switched in the supply selection transistor (select transistor), with the electrically conductive conductor 202, wherein the supply line is made of polysilicon, for example.
Die Zuleitung 205 weist einen parasitären ohmschen Widerstand R auf, der mittels der im Folgenden beschriebenen monolithisch integrierten Schaltkreise ermittelt werden soll.The supply line 205 has a parasitic ohmic resistance R, which is to be determined by means of the monolithic integrated circuits described below.
Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung eine beliebige Anzahl von elektronischen Komponenten, deren parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstände beispielsweise der jeweiligen Zuleitung zu den metallischen elektrisch leitfähigen Leiterbahnen 202 ermittelt werden sollen, in der integrierten Schaltkreis-Anordnung 200 vorgesehen sein können, beispielsweise eine Vielzahl von Tausenden oder Millionen, beispielsweise in einem Speicherarray, vorgesehener Speicherzellen, welche jeweils gebildet werden von einem jeweiligen Kondensator und einem dem jeweiligen Kondensator vorgeschalteten Auswähl-Transistor, wobei es jeweils gilt, den parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand der Zuleitung zwischen dem Kondensator 204 und der elektrisch leitfähigen Leiterbahn 202 aus Aluminium oder Kupfer zu bestimmen.It should be noted in this context that in an alternative embodiment of the invention, any number of electronic components whose parasitic ohmic lead resistances, for example, the respective supply to the metallic electrically conductive tracks 202 are to be determined, may be provided in the integrated circuit arrangement 200 can, for example, a plurality of thousands or millions, for example, in a memory array, provided memory cells, each of which is formed by a respective capacitor and a capacitor upstream of the respective selection transistor, in each case, the parasitic ohmic supply resistance of the supply line between the capacitor 204 and the electrically conductive trace 202 of aluminum or copper to determine.
In die Schaltkreis-Anordnung 200 monolithisch ebenfalls integriert ist ein Erfassschaltkreis 206, welcher mit der Leiterbahn 202 gekoppelt ist, und welcher elektrische Größen erfasst, welche beispielsweise die elektronische Komponente 204 und/oder den parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand 205 charakterisieren.Also monolithically integrated in the circuit arrangement 200 is a detection circuit 206 which is coupled to the conductor track 202 and which detects electrical quantities which characterize, for example, the electronic component 204 and / or the parasitic ohmic lead resistance 205.
Eine ebenfalls monolithisch in die Schaltkreis-Anordnung 200 integrierte Ansteuereinheit 207 dient zum Ansteuern der elektronischen Komponente 204 und gegebenenfalls zusätzlich in der Schaltkreis-Anordnung vorgesehene Stromquellen oder Spannungsquellen (in Fig.2 aus Gründen einer vereinfachten und verständlicheren Darstellung nicht gezeigt) . Fig.3 zeigt eine detaillierte Darstellung einer monolithisch integrierten Schaltkreis-Anordnung 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.A likewise monolithically integrated in the circuit arrangement 200 drive unit 207 is used to drive the electronic component 204 and optionally additionally provided in the circuit arrangement provided power sources or voltage sources (not shown in Figure 2 for the sake of a simplified and comprehensible representation). 3 shows a detailed illustration of a monolithic integrated circuit arrangement 300 according to an embodiment of the invention.
Im Folgenden wird ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit davon ausgegangen, dass der parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand der parasitäre ohmsche Graben-Widerstand (Trench-Widerstand) einer DRAM-Speicherzelle als elektronische Komponente 301 ist.In the following, it is assumed without restriction of generality that the parasitic ohmic feed line resistance is the parasitic ohmic trench resistor (trench resistor) of a DRAM memory cell as electronic component 301.
Die integrierte Schaltkreis-Anordnung 300 weist folgende, in derselben monolithisch integrierte Komponenten auf:The integrated circuit assembly 300 has the following components monolithically integrated therein:
Eine elektronische Komponente 301, welche einen KondensatorAn electronic component 301, which is a capacitor
302 sowie einen parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand 303 aufweist, welchen es zu bestimmen gilt.302 and a parasitic ohmic supply resistance 303, which is to be determined.
Ferner ist der Kondensator 302 mittels der Zuleitung mit einem Knoten 304 gekoppelt, welcher mit einem ersten Eingang 305 eines ersten Schalters SWi 306 gekoppelt ist, dessen zweiter Anschluss 307 mit einem ersten Strom- Erfassschaltkreis 308 gekoppelt ist zum Erfassen eines ersten Stromes Iχ, welcher im Folgenden noch näher erläutert wird. In Serie geschaltet mit dem Strom-Erfassschaltkreis 308 ist eine Spannungsquelle 309, welche eine elektrische Spannung Vi bereitstellt.Furthermore, the capacitor 302 is coupled by means of the lead to a node 304, which is coupled to a first input 305 of a first switch SWi 306, the second terminal 307 is coupled to a first current detection circuit 308 for detecting a first current Iχ, which in The following will be explained in more detail. In series with the current detection circuit 308 is a voltage source 309 which provides an electrical voltage Vi.
Ferner ist der Knoten 304 mit einem ersten Anschluss 310 eines zweiten Schalters SW2 311 gekoppelt, dessen zweiter Anschluss 312 mit dem Massepotential gekoppelt ist.Furthermore, the node 304 is coupled to a first terminal 310 of a second switch SW2 311, whose second terminal 312 is coupled to the ground potential.
Weiterhin ist der Knoten 304 mit einem ersten Anschluss 313 eines dritten Schalters SW3 314 gekoppelt, dessen zweiter Anschluss 315 mit einem zweiten Strom-Erfassschaltkreis 316 gekoppelt ist zum Messen eines dritten Stromes I3. Der zweite Strom-Erfassschaltkreis 316 ist weiterhin mit dem Massepotential gekoppelt.Furthermore, the node 304 is coupled to a first terminal 313 of a third switch SW3 314 whose second terminal 315 is coupled to a second current detection circuit 316 for measuring a third current I3. The second Current sense circuit 316 is further coupled to the ground potential.
Weiterhin sind in der Schaltkreis-Anordnung 300 drei RS-Flip- Flops 317, 318, 319 vorgesehen, wobei der Ausgang 320 eines ersten RS-Flip-Flops 317 mit dem Steuer-Eingang 321 des ersten Schalters SW]_ 306 gekoppelt ist und diesen ansteuert. Das zweite RS-Flip-Flop 318 ist mit seinem Ausgang 322 mit dem Steuer-Eingang 323 des zweiten Schalters SW2 311 gekoppelt und steuert diesen mittels des Ausgangssignals des zweiten RS-Flip-Flops 318.Furthermore, three RS flip-flops 317, 318, 319 are provided in the circuit arrangement 300, wherein the output 320 of a first RS flip-flop 317 is coupled to the control input 321 of the first switch SW] _ 306 and this controls. The second RS flip-flop 318 is coupled at its output 322 to the control input 323 of the second switch SW2 311 and controls this by means of the output signal of the second RS flip-flop 318th
Der Ausgang 324 des dritten RS-Flip-Flops 319 ist mit dem Steuer-Eingang 325 des dritten Schalter SW3 314 gekoppelt und steuert diesen an, anders ausgedrückt öffnet diesen bzw.The output 324 of the third RS flip-flop 319 is coupled to the control input 325 of the third switch SW3 314 and controls this, in other words opens this or
■schließt diesen abhängig von dem Wert des Ausgangssignals des dritten RS-Flip-Flops 319.■ closes this depending on the value of the output signal of the third RS flip-flop 319.
Die Eingänge der RS-Flip-Flops 317, 318, 319 sind optional _ mit einer zwischengeschalteten Dynamic Element Matching- Einheit 326 mit Ausgängen eines Delay Locked Loop- Schaltkreises 327 gekoppelt, derart, dass der Rücksetz- Eingang 329 des ersten RS-Flip-Flops 317 zeitlich nach dem Setz-Eingang 328 des ersten RS-Flip-Flops 217 von dem Delay Locked Loop-Schaltkreis 327 mit einem High-Pegel -Signal (DLL- Schaltkreis) angesteuert wird.The inputs of the RS flip-flops 317, 318, 319 are optionally coupled to an intermediate Dynamic Element Matching unit 326 with outputs of a Delay Locked Loop circuit 327, such that the reset input 329 of the first RS flip-flop 327 Flops 317 is timed after the set input 328 of the first RS flip-flop 217 from the delay locked loop circuit 327 with a high level (DLL) signal.
Weiterhin erfolgt die Ansteuerung der RS-Flip-Flops 317, 318, 319 mittels des DLL-Schaltkreises 327 derart, dass • der Setz-Eingang 330 des zweiten RS-Flip-Flops 318 angesteuert wird mit einem High-Pegel-Signal, nachdem der 'Rücksetz-Eingang 329 des ersten RS-Flip-Flops 317 angesteuert wurde;Furthermore, the control of the RS flip-flops 317, 318, 319 by means of the DLL circuit 327 such that • the set input 330 of the second RS flip-flop 318 is driven with a high-level signal, after the 'Reset input 329 of the first RS flip-flop 317 was driven;
• der Rücksetz-Eingang 331 des zweiten RS-Flip-Flops 318 zeitlich nach dem Setz-Eingang 330 des zweiten RS-Flip- Flops 318 angesteuert. Ferner wird der Setz-Eingang 332 des dritten RS-Flip-Flops 319 zeitlich nach dem Rücksetz-Eingang 331 des zweiten RS- Flip-Flops 318 mit einem High-Pegel-Signal angesteuert und schließlich wird in einem jeweiligen Zyklus der Rücksetz- Eingang 333 des dritten RS-Flip-Flops 319 zeitlich nach dem Setz-Eingang 332 des dritten RS-Flip-Flops 319 mit einem High-Pegel-Signal angesteuert. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, die Schalter 306, 311, 314 nacheinander zeitlich nicht- überlappend geschlossen werden, so dass ein definierter• the reset input 331 of the second RS flip-flop 318 timed after the set input 330 of the second RS flip-flop 318. Further, the set input 332 of the third RS flip-flop 319 is timed to the reset input 331 of the second RS flip-flop 318 with a high-level signal, and finally, in a respective cycle, the reset input 333 of the third RS flip-flop 319 timed after the set input 332 of the third RS flip-flop 319 with a high-level signal. In this way, it is ensured that, as will be explained in more detail below, the switches 306, 311, 314 are closed successively in a non-overlapping manner, so that a defined
Aufladevorgang des Kondensators 302 und ein in zwei separate Teil-Entladevorgänge entsprechend der Ansteuerung mittels der Schalter 306, 311, 314 erreicht wird.Charging operation of the capacitor 302 and one in two separate partial discharging operations in accordance with the control by means of the switches 306, 311, 314 is achieved.
Alternativ zu dem DLL-Schaltkreis 327 kann zum Bereitstellen der entsprechenden Ansteuerungssignale ein Phase-Locked-Loop- Schaltkreis (PLL-Schaltkreis) oder ein Ringoszillator- Schaltkreis, beispielsweise mit einer Vielzahl in Serie geschalteter Inverter, vorgesehen sein.As an alternative to the DLL circuit 327, a phase-locked loop circuit (PLL circuit) or a ring oscillator circuit, for example with a plurality of series-connected inverters, may be provided for providing the corresponding drive signals.
Die elektronische Komponente, gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine DRAM-Speicherzelle 301, wird mit Hilfe des ersten Schalters SWi 306, wenn dieser geschlossen ist, mit der Spannungsquelle 309 verbunden und somit aufgeladen.The electronic component, according to this embodiment of the invention, a DRAM memory cell 301 is connected to the voltage source 309 by means of the first switch SWi 306 when it is closed, and thus charged.
Im Wesentlichen nach dem Abschluss des Aufladevorgangs wird das DUT 301 in zwei einander zeitlich nicht überlappenden Teil-Entladevorgängen entladen, derart, dass zunächst (in einer ersten Teil-Entladephase) über den dann geschlossenen zweiten Schalter SW2 311 die auf dem Kondensator 302 gespeicherten Ladungsträger teilweise als zweiter Stromfluss I2 abfließen und in einer zweiten Teil-Entladephase, wenn der zweite Schalter SW2 311 geöffnet ist und der dritte Schalter SW3 314 geschlossen ist, mittels des dritten Schalters SW3 314 im Wesentlichen vollständig entladen wird, wobei ein dritter Strom I3 abfließt und von dem zweiten Strom- MessSchaltkreis 316 erfasst wird.Substantially after the completion of the charging process, the DUT 301 is discharged in two non-overlapping partial discharge processes, such that first (in a first partial discharge phase) via the then closed second switch SW2 311, the charge carriers stored on the capacitor 302 partially drain as a second current flow I2 and in a second partial discharge phase, when the second switch SW2 311 is opened and the third switch SW3 314 is closed, by means of the third switch SW3 314 is substantially completely discharged, wherein a third current I3 flows and is detected by the second current measuring circuit 316.
Die präzise zeitliche Kontrolle der Schalterzustände der Schalter 306, 311, 314 wird mittels der von dem DLL- Schaltkreis 327 angesteuerten RS-Flip-Plops 317, 318, 319 ermöglicht .The precise timing of the switch states of the switches 306, 311, 314 is enabled by means of the RS flip-flops 317, 318, 319 driven by the DLL circuit 327.
Alternativ zu den als RS-Flip-Flops 317, 318, 319 dargestellten Haltegliedern ist es auch möglich, lediglich eine die entsprechende zeitliche Verzögerung und zeitliche Ansteuerung gewährleistende Logik mit entsprechend miteinander verknüpften Logikgattern vorzusehen. Zur einfacheren Darstellung der Ansteuerung sind in einem Zeitdiagramm 400 in Fig.4A der Aufladevorgang 401 sowie die zwei Entladevorgänge, ein erster Teil-Entladevorgang 402 sowie ein zweiter Teil-Entladevorgang 403, dargestellt.As an alternative to the holding elements shown as RS flip-flops 317, 318, 319, it is also possible to provide only logic that guarantees the corresponding time delay and time control with corresponding logic gates. To simplify the representation of the control, the charging process 401 and the two discharging processes, a first partial discharging process 402 and a second partial discharging process 403 are shown in a time diagram 400 in FIG. 4A.
Mittels des DLL-Schaltkreises 327 wird die Pulsdauer für die jeweiligen Schalter 306, 311, 314 abgeleitet. Wird anstelle des DLL-Schaltkreises 327 ein Ringoszillator-Schaltkreis verwendet, so kann beispielsweise bei Verwendung einer 70 nm- Prozesstechnologie eine zeitliche Verzögerung von 1 ns bei einer Serienschaltung von sechs Invertern erreicht werden.By means of the DLL circuit 327, the pulse duration for the respective switches 306, 311, 314 is derived. If a ring oscillator circuit is used instead of the DLL circuit 327, for example when using a 70 nm process technology, a time delay of 1 ns can be achieved with a series connection of six inverters.
Der Zyklus, bestehend aus dem Aufladevorgang 401 und den beiden Teil-Entladevorgängen 402, 403, welche insgesamt eine Zeitdauer T benötigen, wird wiederholt durchgeführt und wiederholt sich somit mit einer Frequenz f, welche der Periode T entspricht, d.h. der Gesamtdauer, welche sich ergibt aus der Dauer des Aufladevorgangs 401 und der beiden Teil-Entladevorgänge 402, 403.The cycle consisting of the charging process 401 and the two partial discharging processes 402, 403, which as a whole require a period of time T, is carried out repeatedly and thus repeats with a frequency f which corresponds to the period T, i. the total duration, which results from the duration of the charging process 401 and the two partial discharging operations 402, 403.
In der ersten Halbperiode T/2 ist der erste Schalter SWi 306 aktiv, anders ausgedrückt, geschlossen (vgl.In the first half period T / 2, the first switch SWi 306 is active, in other words, closed (cf.
Schalteralterdiagramm 450 in Fig.4B) entsprechend dem ersten Schalter-Steuersignal 451 für den ersten Schalter SWi 306, welches dem Ausgangssignal des ersten RS-Flip-Flops 317 entspricht. Das erste Schalter-Ansteuersignal 451 ist bis zu dem Beginn des Aufladevorgangs 401 auf Low-Pegel (damit ist der erste Schalter SWi 306 geöffnet) , wechselt mit Beginn desSwitch aging diagram 450 in FIG. 4B) corresponding to the first switch control signal 451 for the first switch SWi 306, which corresponds to the output signal of the first RS flip-flop 317. The first switch driving signal 451 is at the low level until the beginning of the charging operation 401 (thus, the first switch SWi 306 is opened), changing at the beginning of the
T Aufladevorgangs 401 (Zeitpunkt ) auf High-Pegel (womit der erste Schalter SWi 306 geschlossen wird) und wechselt nach Abschluss des Aufladevorgangs wieder auf Low-Pegel (Zeitpunkt "0"), womit der erste Schalter SWi 306 wieder geöffnet wird. Während des Aufladevorgangs 401 fließt entsprechend der bereitgestellten Spannung Vi ein ersterT charging process 401 (time) to high level (which the first switch SWi 306 is closed) and returns to the low level (time "0") upon completion of the charging process, with the first switch SWi 306 is opened again. During the charging process 401, according to the supplied voltage Vi, a first flows
Strom Ii (in Fig.4A dargestellt als zeitlicher Verlauf I(t), gemessen als Mittelwert Ii ) zu dem Kondensator 302 und lädt diesen auf. Dies ist in Fig.4A mit einer Kondensator-Auflade- Kurve 404 gezeigt. Während des gesamten Entladevorgangs 402, 403 bleibt der erster Schalter SWi 306 geöffnet.Current Ii (shown in Figure 4A as a time course I (t), measured as average Ii) to the capacitor 302 and loads it. This is shown in Figure 4A with a capacitor charging curve 404. During the entire discharge process 402, 403, the first switch SWi 306 remains open.
Nach Beendigung des Aufladevorgangs, während dessen der Kondensator 302 im Wesentlichen vollständig aufgeladen wird, wird der zweite Schalter SW2 311, welcher während des Aufladevorgangs 401 geöffnet war, geschlossen (Zeitpunkt "0") (vgl. zweites Schalter-Ansteuersignal 452 in Fig.4B) und bleibt für die Dauer eines Zeitschlitzes, dessen Dauer definiert ist gemäß T/N, wobei mit N die Anzahl von Zeitschlitzen während der Periode T bezeichnet wird, geschlossen, womit während der ersten Teil-Entladephase 402 über den zweiten Schalter SW2 311 ein erster Teil- Entladestrom I2 (in Fig.4A dargestellt als zeitlicher Verlauf I (t) , gemessen als Mittelwert I2 ) fließt.Upon completion of the charging operation during which the capacitor 302 is substantially fully charged, the second switch SW2 311 opened during the charging process 401 is closed (time "0") (see second switch driving signal 452 in Fig. 4B) ) and remains closed for the duration of a time slot whose duration is defined according to T / N, where N is the number of time slots during the period T, whereby during the first partial discharge phase 402 via the second switch SW2 311 a first Part discharge current I2 (in Fig.4A shown as a time course I (t), measured as the average I2) flows.
Während des zweiten Teil-Entladevorgangs 402 sind der erste Schalter SWi 306 sowie der dritte Schalter SW3 314 geöffnet.During the second partial discharging process 402, the first switch SWi 306 and the third switch SW3 314 are opened.
Fig.4A zeigt die Teil-Entladung während des ersten Teil- Entladevorgangs 402 in einer ersten Teil-Entladekurve 405. Nach Beendigung des ersten Teil-Entladevorgangs 402 (Zeitpunkt T/N) wird der zweite Schalter SW2 311 entsprechend dem zweiten Schalter-Ansteuersignal 452, welches dem Ausgangssignal des zweiten RS-Flip-Flops 318 entspricht, wieder geöffnet.FIG. 4A shows the partial discharge during the first partial discharge process 402 in a first partial discharge curve 405. After completion of the first partial discharging process 402 (time T / N), the second switch SW2 311 is re-opened according to the second switch driving signal 452 corresponding to the output signal of the second RS flip-flop 318.
Anschließend wird der dritte Schalter SW3 314 mittels des dritten Schalter-Ansteuersignals 453 geschlossen, indem das dritte Schalter-Ansteuerungssignal 453, welches zuvor während des Aufladevorgangs 401 und des ersten Teil-Entladevorgangs 402 Low-Pegel aufwies, auf High-Pegel ansteigt und somit den dritten Schalter SW3 314 schließt (Zeitpunkt T/N) . Während des zweiten Teil-Entladevorgangs 403 entlädt sich die sich noch auf dem Kondensator 302 befindliche Restladung durch den dritten Schalter SW3 314 und den zweiten Messschaltkreis 316 zu dem Massepotential, womit ein dritter Strom I3 (in Fig.4A dargestellt als zeitlicher Verlauf I(t), gemessen als rπSubsequently, the third switch SW3 314 is closed by means of the third switch drive signal 453, in that the third switch drive signal 453, which previously had a low level during the charging process 401 and the first partial discharge process 402, rises to high level and thus the third switch SW3 314 closes (time T / N). During the second partial discharging process 403, the residual charge still remaining on the capacitor 302 discharges through the third switch SW3 314 and the second measuring circuit 316 to the ground potential, whereby a third current I3 (shown in FIG. 4A as time characteristic I (t ), measured as rπ
Mittelwert I3 ) fließt (bis zu einem Zeitpunkt — , zu dem derMean value I3) flows (until a time - at which the
2 dritte Schalter SW3 314 wieder geöffnet wird) . Die Entladung ist in Fig.3 für den zweiten Teil-Entladevorgang 403 in einer zweiten Teil-Entladekurve 406 dargestellt.2 third switches SW3 314 is reopened). The discharge is shown in FIG. 3 for the second partial discharge operation 403 in a second partial discharge curve 406.
Anders ausgedrückt ist in der ersten Halbperiode T/2 der erste Schalter SWi 306 aktiv und das DUT 301 wird aufgeladen, wobei ein exponentiell abklingender erster Strom Ii fließt. In der zweiten Halbperiode wird das DUT 301 entladen. Ein exponentieller Entladestrom mit umgekehrten Vorzeichen, aber beispielsweise gleichen Betrags, fließt. Der Entladestrom fließt dabei zunächst in der ersten Teil-Entladephase 402 über den zweiten Schalter SW2 411 und dann, in der zweiten Teil-Entladephase 403, über den dritten Schalter SW3 314.In other words, in the first half cycle T / 2, the first switch SWi 306 is active and the DUT 301 is charged, with an exponentially decaying first current Ii flowing. In the second half period, the DUT 301 is discharged. An exponential discharge current with the opposite sign, but for example the same amount, flows. The discharge current first flows in the first partial discharge phase 402 via the second switch SW2 411 and then, in the second partial discharge phase 403, via the third switch SW3 314.
Im Folgenden werden die, auf die Periode T bezogenen, zeitlichen Mittelwerte der Ströme Iχ (Ladestrom) , 12 (Entladestrom Tei 1) und I3 (Entladestrom Teil 2) berechnet. MitIn the following, the time average values of the currents Iχ (charge current), 12 (discharge current Tei 1) and I3 (discharge current part 2), which are related to the period T, are calculated. With
I = I0 • e RC (DI = I 0 • e RC (D
wobei mitbeing with
• R der zu bestimmende parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand, und• R is the parasitic resistive line resistance to be determined, and
• C die Kapazität des Kondensators , bezeichnet wird,• C is the capacitance of the capacitor,
ergibt sichsurrendered
(2)(2)
Vi Unter Verwendung unter IQ = -^- und T » 2 • RC folgt:Vi Using I Q = - ^ - and T »2 • RC it follows:
Il « - • V1 • C = f • V1 • C , (3)Il «- • V 1 • C = f • V 1 • C, (3)
Der erste Teil des Entladestroms ergibt sich zuThe first part of the discharge current results to
I2 = f -V1 1 - e RC I 2 = f -V 1 1 -e RC
(4)(4)
wobeiin which
1 1 τ = — • — . (5; f N Der zweite Teil des Entladestroms ergibt sich aus der Differenz der Ströme in den Gleichungen (3) und (4) gemäß folgender Vorschrift:1 1 τ = - • -. (5; f N The second part of the discharge current results from the difference of the currents in equations (3) and (4) according to the following rule:
I3 = f • V1 • C • e RC (6)I3 = f • V 1 • C • e RC (6)
Die Kombination der Gleichungen (3) und (6) liefert einen Ausdruck für den zu bestimmenden parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand R in dem DUT 301:The combination of equations (3) and (6) provides an expression for the parasitic resistive line resistance R to be determined in the DUT 301:
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist somit die Vorgabe der Spannung Vi und die Messung der Stromwerte Ii und I3 erforderlich.According to this embodiment of the invention, the specification of the voltage Vi and the measurement of the current values Ii and I3 is thus required.
Ein Parameteranalyzer, beispielsweise der Firma Agilent, kann beispielsweise zum Bestimmen der oben genannten Stromwerte verwendet werden. Die Genauigkeit des Verfahrens ist dann von der Präzision der von dem DLL-Schaltkreis 327 erzeugten Zeitbasis bestimmt.A parameter analyzer, for example the company Agilent, can be used, for example, to determine the above-mentioned current values. The accuracy of the method is then determined by the precision of the time base generated by DLL circuit 327.
Es ergibt sich:It follows:
NN
Die Genauigkeit der Zeitbasis und damit der Bestimmung von dem parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand kann, wie in Fig.3 schematisch angedeutet ist, mit einem optionalen "Dynamic Element Matching" verbessert werden, wobei mittels der Dynamic Element Matching-Einheit 326 gegebenenfalls vorhandene Ungleichheiten der Zeitschlitze, die im Rahmen des Aufladevorgangs und des Entladevorgangs verwendet werden, zeitlich herausgemittelt werden sollen.The accuracy of the time base and thus the determination of the parasitic ohmic supply resistance can, as is schematically indicated in FIG. 3, be improved with an optional "Dynamic Element Matching", wherein by means of the Dynamic Element Matching unit 326 any existing inequalities of the time slots, which under the Charging process and the unloading process are to be timed out.
Fig.5 zeigt eine integrierte Schaltkreis-Anordnung 500 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.5 shows an integrated circuit arrangement 500 according to another embodiment of the invention.
Die mit der Schaltkreis-Anordnung 300 gemäß Fig.3 identischen oder ähnlichen Elemente sind in Fig.5 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig.3.The elements identical or similar to the circuit arrangement 300 according to FIG. 3 are given the same reference numerals in FIG. 5 as in FIG.
Zusätzlich zu den Elementen, welche in der Schaltkreis- Anordnung gemäß Fig.3 vorgesehen sind, weist die Schaltkreis- Anordnung 500 gemäß Fig.5 einen vierten Schalter SW4 501, einen fünften Schalter SW5 502 und einen sechsten Schalter SWg 503 auf. Weiterhin ist eine Auswähl-Logik, anders ausgedrückt ein Auswähl-Schaltkreis 504 vorgesehen, welcher gekoppelt ist mitIn addition to the elements provided in the circuit arrangement according to FIG. 3, the circuit arrangement 500 according to FIG. 5 has a fourth switch SW4 501, a fifth switch SW5 502 and a sixth switch SWg 503. Furthermore, a selection logic, in other words a selection circuit 504 is provided, which is coupled to
• dem Steuer-Anschluss 505 des vierten Schalters SW4 501,The control terminal 505 of the fourth switch SW4 501,
• dem Steuer-Anschluss 506 des fünften Schalter SW5 502, sowie• the control terminal 506 of the fifth switch SW5 502, as well
• mit dem Steueranschluss 507 des sechsten Schalters SW6 503.• with the control connection 507 of the sixth switch SW 6 503.
Die Auswähl-Logik 504 steuert somit das Schaltverhalten der folgenden Schalter:The select logic 504 thus controls the switching behavior of the following switches:
• dem vierten Schalter SW4 501,The fourth switch SW4 501,
• dem fünften Schalter SW5 502, undThe fifth switch SW5 502, and
• dem sechsten Schalter SWg 503.• the sixth switch SWg 503.
Ein erster Anschluss 508 des vierten Schalters SW4 501 ist mit' dem zweiten Anschluss 313 des dritten Schalter SW3 314 gekoppelt. Der zweite Anschluss 509 des vierten Schalters SW4 505 ist mit dem Knoten 304 gekoppelt. Anschaulich ist somit der vierte Schalter SW4 501 zwischen den dritten Schalter SW3 314 und den Knoten 304 geschaltet. Weiterhin ist der erste Anschluss 510 des fünften Schalters SW5 502 mit dem Knoten 304 gekoppelt und der zweite Anschluss 511 des fünften Schalters SW5 502 ist mit einem Eingang 512 eines Pufferverstärkers 513 gekoppelt, an dessen Ausgang 514 eine Ausgangsspannung ΔVOUT bereitgestellt wird. Weiterhin ist mit dem zweiten Anschluss 511 des fünften Schalters SW5 502 der zweite Anschluss 515 des sechsten Schalters SWg 503 gekoppelt, dessen erster Anschluss 516 mit dem Massepotential verbunden ist.A first terminal 508 of the fourth switch SW4 501 is coupled to 'the second terminal 313 of the third switch SW3 314th The second terminal 509 of the fourth switch SW4 505 is coupled to the node 304. Clearly, the fourth switch SW4 501 is thus connected between the third switch SW3 314 and the node 304. Furthermore, the first terminal 510 of the fifth switch SW5 502 is coupled to the node 304, and the second terminal 511 of the fifth switch SW5 502 is coupled to an input 512 of a buffer amplifier 513 to the output 514 of which an output voltage ΔVOUT is provided. Furthermore, with the second terminal 511 of the fifth switch SW5 502, the second terminal 515 of the sixth switch SWg 503 is coupled, the first terminal 516 of which is connected to the ground potential.
Weiterhin ist mit dem zweiten Anschluss 511 des fünften Schalters SW5 502 sowie mit dem Eingang 512 des Pufferverstärkers 513 ein Pufferkondensator 517 gekoppelt, der zusätzlich mit dem Massepotential gekoppelt ist.Furthermore, a buffer capacitor 517, which is additionally coupled to the ground potential, is coupled to the second terminal 511 of the fifth switch SW5 502 and to the input 512 of the buffer amplifier 513.
Die Ladevorgänge und die (Teil-) Entladevorgänge, gesteuert mittels der Schalter SWi 306, SW2 311 und SW3 314 entsprechen denen, wie sie oben im Zusammenhang mit der Schaltkreis- Anordnung 300 der Fig.3 und den Fig.4A und Fig.4B erläutert wurden. Die von der Auswähl-Logik 504 angesteuerten Schalter SW4 501, SW5 502 und SWg 503 gemeinsam mit demThe charging operations and the (partial) discharging operations controlled by the switches SWi 306, SW2 311 and SW3 314 are the same as those explained above in connection with the circuit arrangement 300 of Fig. 3 and Figs. 4A and 4B were. The switches SW4 501, SW5 502 and SWg 503 driven by the selection logic 504 together with the
Pufferverstärker 513 ermöglichen die Messung eines Spannungswertes, der AusgangsSpannung ΔVQUT ZU einemBuffer amplifiers 513 enable the measurement of a voltage value, the output voltage ΔVQUT TO a
Zeitpunkt τ nach Beginn des Aufladevorgangs .Time τ after the start of the charging process.
Berechnungen analog zu denen, wie sie oben im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 beschrieben wurden, führen wiederum auf einen Ausdruck für den gesuchten parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand, welcher sich ergibt gemäß folgender Vorschrift:Calculations analogous to those described above in connection with the exemplary embodiment according to FIG. 3 again lead to an expression for the desired parasitic ohmic lead resistance, which results according to the following rule:
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 erfordert somit die Vorgabe der Spannung Vi und die Messungen des Stromwertes Ii und der Spannung ΔVQUT • The embodiment according to FIG. 5 thus requires the presetting of the voltage Vi and the measurements of the current value Ii and the voltage ΔVQUT.
Die Diskussion der Genauigkeit ist identisch mit der des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, welches in Fig.3 gezeigt wurde und es gilt wiederum folgende Gleichung:The discussion of the accuracy is identical to that of the embodiment described above, which has been shown in FIG. 3, and again the following equation applies:
NN
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eignen sich besonders für ein DUT 301, welches eine relativ kleine RC- Konstante aufweist.The embodiments described above are particularly suitable for a DUT 301, which has a relatively small RC constant.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen basiert das Messprinzip der Schaltkreis-Anordnungen 300, 500 auf der zeitlich präzisen Kontrolle von Ladevorgängen und Entladevorgängen des DUT 301 mit Hilfe des Ansteuerschaltkreises 327. Die Messung zeitlicher Mittelwerte von analogen elektrischen Größen, wie dem Entladeström oder der Spannung, ermöglicht die Bestimmung des resistiven Anteils in dem DUT 301.According to the embodiments described above, the measurement principle of the circuit arrangements 300, 500 is based on the precise timing of charging and discharging operations of the DUT 301 by means of the drive circuit 327. The measurement of time averages of analog electrical variables, such as the discharge current or the voltage allows the determination of the resistive portion in the DUT 301.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen unter anderem folgende Effekte auf:The embodiments described above have, inter alia, the following effects:
• Die On-Chip integrierte Messschaltung vermeidet unerwünschte parasitäre elektrische Elemente.• The on-chip integrated measuring circuit avoids unwanted parasitic electrical elements.
• Hinsichtlich der Charakterisierung des DUT 301 mit einer bestimmten RC-Konstante ist das Verfahren nur durch die Präzision des DLL-Schaltkreises 327, allgemein desWith regard to the characterization of the DUT 301 with a certain RC constant, the method is only due to the precision of the DLL circuit 327, generally the
Zeitgeber-Schaltkreises 327, limitiert und ist damit beispielsweise gerade für kleine Werte der RC-Konstante geeignet .Timer circuit 327, limited and is therefore suitable, for example, just for small values of the RC constant.
• Der Messaufwand ist gering und kann beispielsweise mit Standard-Messinstrumenten, wie beispielsweise einem Parameteranalyzer der Firma Agilent, durchgeführt werden . • Für die Bestimmung des parasitären ohmschen• The measuring effort is low and can be measured, for example, with standard measuring instruments, such as a Parameter analyzer from Agilent. • For the determination of the parasitic ohmic
Zuleitungswiderstands ist keine Information über den kapazitiven Anteil des DUT 301 erforderlich.Cable resistance, no information about the capacitive component of the DUT 301 is required.
Fig.6 zeigt eine integrierte Schaltkreis -Anordnung 600 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 6 shows an integrated circuit assembly 600 according to another embodiment of the invention.
In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das DUT 501 ebenfalls eine dynamische Direktzugriffs -Speicherzelle mit einem Grabenkondensator 602 der Kapazität CT und einem Auswahl-Transistor 603 zum Auswählen der jeweiligen Speicherzelle 601 gemäß einem AuswählSignal, welches mittels einer Wortleitung 604 an den Gate-Anschluss des Auswähl- Transistors 603 geführt wird.In this embodiment of the invention, the DUT 501 is also a dynamic random access memory cell having a trench capacitor 602 of capacitance CT and a select transistor 603 for selecting the respective memory cell 601 according to a select signal supplied via a word line 604 to the gate terminal of the select - Transistor 603 is performed.
In diesem Fall ist der Auswähl-Transistor 603 dargestellt, um zu verdeutlichen, dass gegebenenfalls bei der Ermittlung des parasitären ohmschen Zuleitungswiderstand RT 605 des DUT 601 auch noch ein zusätzlicher ohmscher Widerstand berücksichtigt wird bzw. zusätzlich ermittelt wird, in diesem Fall der Widerstand -des Auswähl-Transistors 603, gebildet durch die Strecke des Source-Bereichs, des Kanalbereichs und des Drain- Bereichs des Auswahl-Transistors 603.In this case, the selection transistor 603 is shown in order to make it clear that, if necessary, an additional ohmic resistance is taken into account or additionally determined in the determination of the parasitic ohmic supply resistance RT 605 of the DUT 601, in this case the resistance .des Select transistor 603 formed by the distance of the source region, the channel region and the drain region of the select transistor 603.
Der erste Source-/Drain-Bereich 606 des Auswähl-Transistors 603 ist mittels der Zuleitung mit dem Zuleitungswiderstand 605 mit dem Grabenkondensator 602 gekoppelt. Der zweite Source-/Drain-Bereich 607 des Auswahl-Transistors 603 ist mit einer Bitleitung 608 gekoppelt und darüber mit dem EingangThe first source / drain region 606 of the select transistor 603 is coupled to the trench capacitor 602 by way of the feed line to the line resistor 605. The second source / drain region 607 of the select transistor 603 is coupled to a bit line 608 and above to the input
609 eines Schmitt-Trigger-Schaltkreises 610 gekoppelt. Die Referenzspannungen Urefi und Uref2 dienen der Einstellung der beiden Sehaltschwellen des Schmitt-Trigger-Schaltkreises 610. Eine mögliche Realisierung des Schmitt-Trigger-Schaltkreises609 of a Schmitt trigger circuit 610 coupled. The reference voltages U re fi and U re f2 are used to adjust the two Sehaltschwellen the Schmitt trigger circuit 610. A possible realization of the Schmitt trigger circuit
610 weist einen Operationsverstärker 611 und einen Spannungsquellen-Schaltkreis auf, welcher in Fig.7 im Detail dargestellt ist.610 has an operational amplifier 611 and a Power source circuit, which is shown in detail in Figure 7.
Der Ausgang 612 des Schmitt-Trigger-Schaltkreises 610 ist rückgekoppelt an zwei Schalter, nämlich an den Steuer-Eingang 613 eines ersten Schalters 614 und an den Steuer-Eingang 615 eines zweiten Schalters 616.The output 612 of the Schmitt trigger circuit 610 is fed back to two switches, namely the control input 613 of a first switch 614 and the control input 615 of a second switch 616.
Ein erster Anschluss 617 des ersten Schalters 614 ist mit einer ersten Stromquelle 618, welche einen Strom +1 bereitstellt und welche beispielsweise mittels eines Stromquellen-Transistors realisiert ist, gekoppelt. Der zweite Anschluss 619 des ersten Schalters 614 ist in einer ersten Schalterposition mit einer zweiten Referenz-Spannung Uref2 620 gekoppelt und in einer zweiten Schalterposition mit einem Knoten 621, welcher mit der Bitleitung 608 gekoppelt ist.A first terminal 617 of the first switch 614 is coupled to a first current source 618, which provides a current +1 and which is realized, for example, by means of a current source transistor. The second terminal 619 of the first switch 614 is coupled in a first switch position to a second reference voltage U re f2 620 and in a second switch position to a node 621 which is coupled to the bit line 608.
Ein erster Anschluss 622 des zweiten Schalters 615 ist mit einer zweiten Stromquelle 623 gekoppelt, welche einen zu demA first terminal 622 of the second switch 615 is coupled to a second current source 623, which has one to the
Strom +1 betragsmäßig gleichen Strom, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen, d.h. -I bereitstellt, wobei die zweite Stromquelle 623 ebenfalls mittels eines Stromquellen- Transistors realisiert sein kann. Der zweite Anschluss 624 des zweiten Schalters 615 ist in einer erstenCurrent +1 equal in magnitude, but with opposite signs, i. I, wherein the second current source 623 may also be realized by means of a current source transistor. The second terminal 624 of the second switch 615 is in a first
Schalterposition mit einer ersten Referenz-Spannung Urefi 625 gekoppelt und in einer zweiten Schalterposition mit dem Knoten 621 und damit mit der Bitleitung 608.Switch position coupled to a first reference voltage U re fi 625 and in a second switch position with the node 621 and thus with the bit line 608th
Die beiden Schalter 614 und 616 werden derart geschaltet, dass jeweils nur einer der beiden Schalter mit dem Knoten 621 gekoppelt ist und damit entweder der Strom +1 oder der Strom -I zu der Bitleitung 608 fließt. Der andere der beiden Schalter 614, 616 liegt jeweils an einer der beiden Referenzspannungen und wird hierdurch auf den Spannungswert vorgeladen (Pre-Charged) , bei dem sich bei erneutem Einschalten der Knoten 621 befindet. Dies verringert den Einfluss von parasitären Kapazitäten und stabilisiert den Arbeitspunkt der Stromquellen 618, 623, welche beispielsweise mittels Stromquellen-Transistoren realisiert werden.The two switches 614 and 616 are switched in such a way that in each case only one of the two switches is coupled to the node 621 and thus either the current +1 or the current -I flows to the bit line 608. The other of the two switches 614, 616 is in each case at one of the two reference voltages and is thereby pre-charged to the voltage value (pre-charged), in which the node 621 is located when the device is switched on again. This reduces the Influence of parasitic capacitances and stabilizes the operating point of the current sources 618, 623, which are realized for example by means of current source transistors.
Anschaulich werden somit die beiden Schalter 614, 616 abhängig von dem binären Ausgangszustand und damit dem binären Ausgangssignal des Schmitt-Trigger-Schaltkreises 610 angesteuert .Clearly, the two switches 614, 616 are thus activated depending on the binary output state and thus the binary output signal of the Schmitt trigger circuit 610.
Fig.7 zeigt den Schmitt-Trigger-Schaltkreis 610 im Detail.Fig. 7 shows the Schmitt trigger circuit 610 in detail.
Der Schmitt-Trigger-Schaltkreis 610 weist einen dritten Schalter 701 auf, dessen Steuer-Eingang 702 mit dem Ausgang 612 des Operationsverstärkers 611 gekoppelt ist und dessen erster Eingang 703 mit einem Referenzspannungs-Eingang 626 des Operationsverstärkers 611 gekoppelt ist und dessen zweiter Eingang 704 je nach Schalterposition entweder mit einer ersten Spannungsquelle 705 gekoppelt ist (erste Schalterposition des Schalters 701) , welche die Spannung (U + ΔU) bereitstellt und in einer zweiten Schalterposition mit einer zweiten Spannungsquelle 706 gekoppelt ist, welche die Spannung (U - ΔU) bereitstellt.The Schmitt trigger circuit 610 has a third switch 701 whose control input 702 is coupled to the output 612 of the operational amplifier 611 and whose first input 703 is coupled to a reference voltage input 626 of the operational amplifier 611 and whose second input 704 each is coupled to switch position either to a first voltage source 705 (first switch position of switch 701) which provides the voltage (U + ΔU) and coupled in a second switch position to a second voltage source 706 which provides the voltage (U - ΔU).
Anschaulich bedeutet dies, dass je nach Ausgangssignalzustand des Operationsverstärkers 611 als Referenz-Spannung entweder die Spannung (U + ΔU) für den Operationsverstärkers 611 als erste Referenz-Spannung Uref]_ verwendet wird oder eine Spannung (U - ΔU) als zweite Referenz-Spannung Uref2-This means that, depending on the output signal state of the operational amplifier 611, either the voltage (U + ΔU) for the operational amplifier 611 is used as the first reference voltage U re f] _ or a voltage (U - ΔU) as the second reference Voltage U re f2-
Anschaulich entspricht die Messschaltung in der Schaltkreis- Anordnung 600 einem freilaufenden Oszillator zur Bestimmung des Trench-Widerstandes RT- In die Speicherzelle 601 wird in einer ersten Phase ein Strom +1 eingeprägt, welcher von der ersten Stromquelle 618 über den ersten Schalter 614, welcher sich in der Schalterpositiori derart befindet, dass der Strom +1 von der ersten Stromquelle 618 zu dem Knoten 621 und damit zu der Bitleitung BL 608 und darüber in den Grabenkondensator 602 geleitet wird.Clearly, the measuring circuit in the circuit arrangement 600 corresponds to a free-running oscillator for determining the trench resistor RT. In the memory cell 601, a current +1 is impressed in a first phase, which from the first current source 618 via the first switch 614, which is in the Schalterpositiori such that the current +1 from the first current source 618 to the node 621 and thus to the bit line BL 608 and above into the trench capacitor 602.
Der Strom +1 bewirkt einen zeitunabhängigen Spannungsabfall I * RT an der Bitleitung 608, wie in dem SpannungsdiagrammThe current +1 causes a time independent voltage drop I * RT on bit line 608, as in the voltage diagram
800 in Fig.8 symbolisch dargestellt ist. Die Spannung auf der Bitleitung BL 608 steigt mit der Zeit linear an (abhängig von dem Strom +1 und der Trench-Kapazität CT; anders ausgedrückt der Kapazität des Grabenkondensators 602) . Die Spannung auf der Bitleitung BL 608 wird von einer KomparatorSchaltung mit dem Schmitt-Trigger-Schaltkreis 610 gemessen.800 is shown symbolically in FIG. The voltage on the bit line BL 608 increases linearly with time (depending on the current +1 and the trench capacitance CT, in other words the capacitance of the trench capacitor 602). The voltage on the bit line BL 608 is measured by a comparator circuit with the Schmitt trigger circuit 610.
Bei Erreichen eines oberen Spannungsreferenzwertes Urefi, welcher von der ersten Spannungsquelle 705 bereitgestellt wird, wird die Bitleitung BL 608 an eine Stromquelle gleicher Amplitude aber inversen Vorzeichens geschaltet, nämlich die zweite Stromquelle 623, welche den Strom -I bereitstellt. Dies erfolgt, indem zu diesem Zeitpunkt der erste Schalter 614 in die zweite Schalterposition gebracht wird und mit der zweiten Referenz-Spannung Uref2 gekoppelt wird und der zweite Schalter 616 in dessen zweite Schalterposition gebracht wird und damit die zweite Stromquelle 623 mit dem Knoten 621 und darüber mit der Bitleitung BL 608 gekoppelt wird.Upon reaching an upper voltage reference value U re fi, which is provided by the first voltage source 705, the bit line BL 608 is switched to a current source of equal amplitude but inverse sign, namely the second current source 623, which provides the current -I. This is done by bringing the first switch 614 to the second switch position at this time and coupling it to the second reference voltage U re f2 and bringing the second switch 616 into its second switch position and thus the second current source 623 to the node 621 and is coupled thereto via the bit line BL 608.
Der Spannungsabfall I * RT wechselt damit seine Richtung und die Spannung sinkt linear mit der Zeit, wie ebenfalls in Fig.8 dargestellt ist. Bei Erreichen eines unteren Spannungsreferenzwertes, der zweiten Referenz -Spannung Uref2 / welche von der zweiten Spannungsquelle 706 bereitgestellt wird, wird die erste Stromquelle wieder zugeschaltet und der Vorgang wiederholt sich. Dies geschieht dadurch, dass der zweite Schalter 616 von seiner zweiten Schalterposition in seine erste Schalterposition gebracht wird und damit mit der ersten Referenz-Spannung Urefi 625 gekoppelt wird. Der erste Schalter 614 wird wieder in dessen erste Schalterposition gebracht, womit wiederum die erste Stromquelle 618 mit dem Knoten 621 und darüber mit der Bitleitung BL 608 gekoppelt wird.The voltage drop I * RT thus changes its direction and the voltage decreases linearly with time, as also shown in Fig.8. Upon reaching a lower voltage reference, the second reference voltage U re f2 / which is provided by the second voltage source 706, the first current source is reconnected and the process repeats. This is done by bringing the second switch 616 from its second switch position to its first switch position and thereby coupling it to the first reference voltage U re fi 625. The first switch 614 is again brought into its first switch position, which in turn the first current source 618 with the Node 621 and above is coupled to bit line BL 608.
Mit ΔU = Urefi - Uref2 ergibt sich eine Oszillationsfrequenz f von :ΔU = U re fi -U re f 2 results in an oscillation frequency f of:
f = (H)f = (H)
2 • Cτ • (Δü - I • Rτ)2 • C τ • (Δμ - I • R τ )
und damit der Trench-Widerstand RT gemäß folgender Vorschrift:and thus the trench resistor RT according to the following rule:
Rτ = ^ _ _^ (12) Rτ = ^ _ _ ^ (12)
I f • Cτ I f • C τ
Im Folgenden soll die Genauigkeit der Widerstandsbestimmung des parasitären ohmschen Widerstands der Zuleitung RT in Abhängigkeit von Ungenauigkeiten der Größen I, ΔU und CT bestimmt werden.In the following, the accuracy of the resistance determination of the parasitic ohmic resistance of the supply line RT is to be determined as a function of inaccuracies of the variables I, ΔU and CT.
Hierzu wird eine Fehlerrechnung für die Frequenz entsprechend Gleichung (11) durchgeführt gemäß folgender Vorschrift:For this purpose, an error calculation for the frequency according to equation (11) is carried out according to the following rule:
Die Größen σj und σ^u sind Ungenauigkeiten der Strom- Erzeugung und der Referenz-Spannungs-Erzeugung bzw.The quantities σj and σ ^ u are inaccuracies of the current generation and the reference voltage generation or
Komparatormessung . Die Unbestimmtheit des Wertes für die Trench-Kapazität CT des Grabenkondensators 602 wird mit σ^ ausgedrückt. Die Auswertung des Widerstands entsprechend Gleichung (12) mit einer modifizierten Frequenz (f + σf) ergibt: Comparator measurement. The uncertainty of the value of the trench capacitance CT of the trench capacitor 602 is expressed by σ ^. The evaluation of the resistance according to equation (12) with a modified frequency (f + σf) gives:
wobei I, ΔU, Cτ und f Nominalwerte sind.where I, ΔU, C τ and f are nominal values.
Der relative Fehler der Widerstandsbestimmung ergibt sich somit aus :The relative error of the resistance determination thus results from:
Die AusgangsSpannung UouT' welche an dem Ausgang 612 des Schmitt-Trigger-Schaltkreises 610 bereitgestellt wird, ist in ihrem zeitlichen Verlauf in dem Spannungsdiagramm 900 in Fig.9 dargestellt.The output voltage UouT ', which is provided at the output 612 of the Schmitt trigger circuit 610, is shown in its time history in the voltage diagram 900 in FIG.
In den Fig.10 und Fig.11 ist die Auswertung von Gleichung (15) in Abhängigkeit der Oszillationsfreguenz f (vergleiche Diagramm 1000 in Fig.10) bzw. des damit korrespondierenden Stromes (vergleiche Diagramm 1100 in Fig.11) gezeigt.FIGS. 10 and 11 show the evaluation of equation (15) as a function of the oscillation frequency f (see graph 1000 in FIG. 10) or of the current corresponding thereto (compare graph 1100 in FIG. 11).
Als Parameter für die Kurvenscharen ist die Bestimmtheit des Wertes für die Kapazität CT des Grabenkondensators 602 angegeben .As a parameter for the family of curves, the determination of the value for the capacitance CT of the trench capacitor 602 is given.
Es ist zu erkennen, dass die Genauigkeit derIt can be seen that the accuracy of
Widerstandsbestimmung für zunehmende Frequenzen (Ströme) und gute Kenntnis der Trench-Kapazität CT des Grabenkondensators 602 zunimmt. Ist die Trench-Kapazität CT nur mit einer Präzision von 10 % bekannt und soll die Bestimmung des parasitären ohmschen Zuleitungswiderstands RT ebenfalls mit 10 % Genauigkeit erfolgen, so ist gemäß dem Diagramm 1000 in Fig.10 mit einer Frequenz f von ungefähr 1 GHz zu messen. Solche hohen Frequenzen stellen eine große Herausforderung für die Komparatorschaltung dar, d.h. in diesem Fall für den Schmitt-Trigger-Schaltkreis 610. Um die Anforderungen an die Komparatorschaltung und damit den Schmitt-Trigger-Schaltkreis 610 zu reduzieren, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Messprozess vorgesehen, bei dem in einem ersten Schritt bei niedrigen Frequenzen (Strömen) der Wert der Trench-Kapazität 0χ des Grabenkondensators 602, beispielsweise unter Verwendung derselben Schaltkreis-Anordnung 600, wie sie in Fig.6 dargestellt ist, exakt bestimmt wird.Resistance determination for increasing frequencies (currents) and good knowledge of the trench capacitance CT of the trench capacitor 602 increases. If the trench capacitance CT is known only with a precision of 10%, and if the determination of the parasitic resistive line resistance RT should also be carried out with 10% accuracy, then, according to the diagram 1000 in FIG. 10, a frequency f of approximately 1 GHz must be measured , Such high frequencies pose a great challenge to the comparator circuit, ie in this case for the Schmitt trigger circuit 610. In order to reduce the requirements for the comparator circuit and thus the Schmitt trigger circuit 610, according to one exemplary embodiment of the invention, a measuring process is provided in which the value of the trench capacitance 0χ of the trench capacitor 602 in a first step at low frequencies (currents) , for example, using the same circuit arrangement 600, as shown in Figure 6, is determined exactly.
In einer zweiten Messung wird anschließend bei moderaten Frequenzen der zu bestimmende parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand RT gemessen.In a second measurement, the parasitic ohmic supply resistance RT to be determined is subsequently measured at moderate frequencies.
Aus Fig.10 ist beispielsweise ersichtlich, dass die 10 %For example, it can be seen from FIG. 10 that the 10%
Widerstandsgenauigkeit mit einer Messfrequenz unter 100 MHz erreicht wird, wenn die Unbestimmtheit der Kapazität CT des Grabenkondensators 602 auf 1 % beschränkt ist (vgl. erste Kurve 1001 in Fig.10).Resistance accuracy is achieved with a measurement frequency below 100 MHz, when the uncertainty of the capacitance CT of the trench capacitor 602 is limited to 1% (see first curve 1001 in Fig. 10).
Fig.12 zeigt eine integrierte Schaltkreis-Anordnung 1200 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 12 shows an integrated circuit arrangement 1200 according to another embodiment of the invention.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von einem DUT 1201 ausgegangen, welches einen GrabenkondensatorAlso in this embodiment of the invention is based on a DUT 1201, which is a trench capacitor
1202 einer dynamischen Direktzugriffsspeicher-Speicherzelle enthält in einem Array einer Vielzahl, von beispielsweise Tausenden oder Millionen von Grabenkondensatoren als DRAM- Speicherzellen in einem entsprechenden Speicherzellenarray .1202 a dynamic random access memory memory cell contains in an array a plurality, for example, thousands or millions of trench capacitors as DRAM memory cells in a corresponding memory cell array.
Zu bestimmen ist der parasitäre ohmsche Widerstand der Zuleitung zu dem jeweiligen Grabenkondensator 1202, in Fig.12 dargestellt mittels eines parasitären Zuleitungswiderstands RTo determine is the parasitic resistance of the supply line to the respective trench capacitor 1202, shown in Figure 12 by means of a parasitic supply resistance R
1203. Weiterhin sind in Fig.12 ein Zwischenspeicher-Kondensator 1204 vorgesehen sowie ein Referenz-Kondensator 1205 sowie ein Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator 1206.1,203th Furthermore, a buffer capacitor 1204 as well as a reference capacitor 1205 and a reference buffer capacitor 1206 are provided in FIG.
Weiterhin weist die Schaltkreis-Anordnung 1200 einen ersten Schalter Sl 1207, einen zweiten Schalter S2 1208, einen dritten Schalter S3 1209, einen vierten Schalter S4 1210, einen fünften Schalter S5 1211 sowie einen sechsten Schalter S6 1212 auf.Furthermore, the circuit arrangement 1200 has a first switch S1 1207, a second switch S2 1208, a third switch S3 1209, a fourth switch S4 1210, a fifth switch S5 1211 and a sixth switch S6 1212.
Der erste Schalter Sl 1207 ist zwischen das DÜT 1201 und eine Referenz-Spannung Vin 1213 geschaltet. Der vierte Schalter S4 1210 ist zwischen die Referenz-Spannung 1213 und den Referenz-Kondensator 1205 gekoppelt.The first switch Sl 1207 is connected between the DUT 1201 and a reference voltage Vi n 1213. The fourth switch S4 1210 is coupled between the reference voltage 1213 and the reference capacitor 1205.
Der zweite Schalter S2 1208 ist zwischen das DUT 1201 und den Zwischenspeicher-Kondensator 1204 geschaltet.The second switch S2 1208 is connected between the DUT 1201 and the latch capacitor 1204.
Der dritte Schalter S3 1209 ist zwischen das Massepotential und damit einen ersten Anschluss des Zwischenspeicher- Kondensators 1204 und den zweiten Anschluss des Zwischenspeicher-Kondensators 1204 gekoppelt und schließt somit den Zwischenspeicher-Kondensator 1204 kurz, wenn der dritte Schalter S3 1209 geschlossen ist.The third switch S3 1209 is coupled between the ground potential and thus a first terminal of the latch capacitor 1204 and the second terminal of the latch capacitor 1204 and thus short-circuits the latch capacitor 1204 when the third switch S3 1209 is closed.
Der fünfte Schalter S5 1211 ist einerseits mit dem Referenz- Kondensator 1205 gekoppelt und andererseits mit dem Referenz- Zwischenspeicher-Kondensator 1206.The fifth switch S5 1211 is coupled on the one hand to the reference capacitor 1205 and on the other hand to the reference latch capacitor 1206.
Der sechste Schalter S6 1212 ist zwischen einen erstenThe sixth switch S6 1212 is between a first one
Anschluss des Referenz-Zwischenspeicher-Kondensators 1206 und den zweiten Anschluss des Referenz-Zwischenspeicher- Kondensators 1206 geschaltet und schließt diesen zu dem Massepotential hin kurz, wenn der sechste Schalter S6 1212 geschlossen ist. Weiterhin sind ein erster Komparator 1214 und ein zweiter Komparator 1215 vorgesehen.Terminal of the reference latch capacitor 1206 and the second terminal of the reference latch capacitor 1206 and closes this to the ground potential for a short time when the sixth switch S6 1212 is closed. Furthermore, a first comparator 1214 and a second comparator 1215 are provided.
Der erste Eingang 1216 des ersten Komparators 1214 ist mit einem Anschluss des Zwischenspeicher-Kondensators 1204, dem zweiten Schalter S2 1208 und dem dritten Schalter S3 1209 gekoppelt. Der zweite Eingang 1217 des ersten Komparators 1214 ist mit einem zweiten Bezugspotential Vin/3 1218 gekoppelt. Der erste Eingang 1219 des zweiten Komparators 1215 ist mit dem Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator 1206 gekoppelt sowie mit dem fünften Schalter S5 1211 und dem sechsten Schalter S6 1212. Der zweite Eingang 1220 des zweiten Komparators 1215 ist mit einem Anschluss des Referenz-Zwischenspeicher-Kondensators 1206, dem sechsten Schalter S6 1212 und dem fünften Schalter S5 1211 gekoppelt.The first input 1216 of the first comparator 1214 is coupled to one terminal of the latch capacitor 1204, the second switch S2 1208, and the third switch S3 1209. The second input 1217 of the first comparator 1214 is coupled to a second reference potential Vi n / 3 1218. The first input 1219 of the second comparator 1215 is coupled to the reference latch capacitor 1206 and to the fifth switch S5 1211 and the sixth switch S6 1212. The second input 1220 of the second comparator 1215 is coupled to one terminal of the reference latch capacitor 1206, the sixth switch S6 1212 and the fifth switch S5 1211 coupled.
Der Ausgang 1221 des ersten Komparators 1214 ist mit einem ersten Eingang 1222 eines ersten Flip-Flop-Schaltkreises 1223 gekoppelt sowie ferner mit einem ersten Inverter 1224 einer ersten Verzögerungsstufe 1225, welche einen zusätzlich in Reihe geschalteten zweiten Inverter 1226 aufweist. In der Schaltkreisanordnung 1200 sind zusätzlich zu der ersten Verzögerungsstufe 1225 noch fünf weitere, dieser in Serie nachgeschalteten, Verzögerungsstufen 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 mit jeweils zwei in Serie geschalteten Invertern vorgesehen. Jede Verzögerungsstufe 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Verzögerung für die Signalausbreitung des AusgangsSignals des ersten Komparators 1214 von 450 ps auf.The output 1221 of the first comparator 1214 is coupled to a first input 1222 of a first flip-flop circuit 1223 and further to a first inverter 1224 of a first delay stage 1225 having an additional series-connected second inverter 1226. In the circuit arrangement 1200, in addition to the first delay stage 1225, there are also five further delay stages 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 connected in series, each with two series-connected inverters. Each delay stage 1227, 1228, 1229, 1230, 1231 has a delay for the signal propagation of the output signal of the first comparator 1214 of 450 ps according to this embodiment of the invention.
Der Ausgang 1232 des zweiten Komparators 1215 ist mit einem zweiten Eingang 1233 des ersten Flip-Flop-Schaltkreises 1223 gekoppelt. Ferner ist der Ausgang 1232 des zweiten Komparators 1215 mit dem Eingang eines ersten Referenz- Inverters 1234 einer ersten Referenz-Verzögerungsstufe 1235 gekoppelt, welche zusätzlich einen zu dem ersten Referenz- Inverter 1234 in Serie geschalteten zweiten Referenz-Inverter 1236 aufweist. Der ersten Verzögerungsstufe sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung noch fünf weitere Verzögerungsstufen 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 nachgeschaltet .The output 1232 of the second comparator 1215 is coupled to a second input 1233 of the first flip-flop circuit 1223. Further, the output 1232 of the second comparator 1215 is coupled to the input of a first reference inverter 1234 of a first reference delay stage 1235 which additionally includes a second reference inverter connected in series with the first reference inverter 1234 1236 has. The first delay stage according to this embodiment of the invention, five further delay stages 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 followed.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Verzögerungsstufen in Serie an den Ausgang 1232 des zweiten Komparators 1215 und eine beliebige Anzahl von Verzögerungsstufen in Serie an den Ausgang 1221 des ersten Komparators 1214 geschaltet sein können zur jeweiligen zeitlichen Verzögerung des Signalausbreitung des AusgangsSignal des zweiten Komparators 1215 bzw. des ersten Komparators 1214.In this regard, it should be noted that in principle any number of delay stages in series may be connected in series to the output 1232 of the second comparator 1215 and any number of delay stages in series to the output 1221 of the first comparator 1214 for the respective time delay of the signal propagation of the first comparator 1214 Output signal of the second comparator 1215 and the first comparator 1214, respectively.
Jede Referenz-Verzögerungsstufe 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240,1241 erzeugt eine zeitliche Signalausbreitungs- Verzögerung eines an dessen Eingang anliegenden Signals bezüglich dessen am Ausgang anliegenden Signals von 500 ps .Each reference delay stage 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 produces a time signal propagation delay of a signal applied to its input with respect to its output signal of 500 ps.
Allgemein weisen die Referenz-Inverter gemäß diesemGenerally, the reference inverters are according to this
Ausführungsbeispiel der Erfindung eine größere zeitliche Verzögerung auf als die Inverter der an den ersten Komparator 1214 angeschlossenen Verzögerungsstufen.Embodiment of the invention, a greater time delay than the inverters connected to the first comparator 1214 delay stages.
Damit erfolgt die Signalausbreitung entlang derThus, the signal propagation occurs along the
Serienschaltung der Referenz-Verzögerungsstufen langsamer als die Signalausbreitung entlang der Serienschaltung der Verzögerungsstufen.Series connection of the reference delay stages slower than the signal propagation along the series connection of the delay stages.
Weiterhin sind eine der Zahl der jeweiligenFurthermore, one of the number of the respective
Verzögerungsstufen bzw. Referenz-Verzögerungsstufen entsprechende Flip-Flop-Schaltkreise 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 vorgesehen (in dem vorliegenden Beispiel sind somit sechs Flip-Flop-Schaltkreise in der Schaltkreisanordnung 1200 vorgesehen), wobei ein jeweiliger erster Eingang des jeweiligen Flip-Flop-Schaltkreises 1247, 1248, 1249, 1250, 1251 zwischen einen jeweiligen Ausgang einer Verzögerungsstufe und den Eingang einer dieser nachgeschalteten Verzögerungsstufe geschaltet ist.Delay stages or reference delay stages corresponding flip-flop circuits 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 provided (in the present example, six flip-flop circuits are thus provided in the circuit arrangement 1200), wherein a respective first input of the respective flip Floating circuit 1247, 1248, 1249, 1250, 1251 between a respective output of a Delay stage and the input of a downstream delay stage is connected.
Ein jeweiliger zweiter Eingang 1252, 1253, 1254, 1255, 1256 eines jeweiligen Flip-Flop-Schaltkreises 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 ist zwischen einen jeweiligen Ausgang einer Referenz-Verzögerungsstufe 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 und den jeweiligen Eingang einer jeweils nachgeschalteten Referenz-Verzögerungsstufe geschaltet.A respective second input 1252, 1253, 1254, 1255, 1256 of a respective flip-flop circuit 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 is connected between a respective output of a reference delay stage 1234, 1236, 1237, 1238, 1239, 1240, 1241 and the respective input of a respective downstream reference delay stage switched.
Die jeweiligen Ausgänge 1257, 1258, 1259, 1260, 1261, 1262 der Flip-Flop-Schaltkreise 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 sind mit einem Ausgangs-Register 1263 gekoppelt, in welches die jeweiligen Ausgangswerte der Flip-Flop-Schaltkreise 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 eingeschrieben werden.The respective outputs 1257, 1258, 1259, 1260, 1261, 1262 of the flip-flop circuits 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 are coupled to an output register 1263 into which the respective output values of the flip-flop circuits Circuits 1223, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 are written.
An Stelle der Inverter bzw. der Referenz-Inverter können beliebige andere Verzögerungsglieder vorgesehen sein, welche eine zeitliche Verzögerung der Signalausbreitung des jeweiligen Ausgangssignals der Komparatoren 1214, 1215 bereitstellen .Instead of the inverters or the reference inverters, any other delay elements can be provided which provide a time delay for the signal propagation of the respective output signal of the comparators 1214, 1215.
Weiterhin ist in der Schaltkreis-Anordnung ein ersterFurthermore, in the circuit arrangement, a first
Ringoszillator-Schaltkreis 1264 mit Invertern 1265, 1266, 1267, 1268, 1269, welche in Serie miteinander gekoppelt sind sowie einem an dem Ausgang des Inverters 1269 gekoppelten Binär-Zähler 1270 vorgesehen, welcher ein Signal mit einer ersten Frequenz f^ bereitstellt, wobei die Inverter des ersten Ringoszillator-Schaltkreises 1264 dasselbe Zeitverhalten aufweist und damit dieselbe zeitlicheRing oscillator circuit 1264 having inverters 1265, 1266, 1267, 1268, 1269 coupled in series with one another and a binary counter 1270 coupled to the output of inverter 1269, which provides a signal having a first frequency f 1, the Inverter of the first ring oscillator circuit 1264 has the same timing and thus the same temporal
Signalverzögerung wie die Inverter der VerzögerungsstufenSignal delay as the inverters of the delay stages
1226, 1227, 1228, 1229, 1230 und 1231.1226, 1227, 1228, 1229, 1230 and 1231.
Weiterhin ist ein Signal mit einer zweiten Frequenz £.2 bereitstellender zweiter Ringoszillator-Schaltkreis 1271 vorgesehen, welcher fünf Referenz-Inverter 1272, 1273, 1274, 1275, 1276 aufweist, wobei die Inverter des zweiten Ringoszillator-Schaltkreises 1271 das gleiche Zeitverhalten und damit die gleiche zeitliche Signalausbreitungs- Verzögerung aufweisen wie die Referenz-Inverter der Referenz- Verzögerungsstufen 1235, 1237, 1238, 1239, 1240 und 1241. Ferner weist der zweite Ringoszillator-Schaltkreis 1271 einen zweiten Binär-Zähler 1277 auf, welcher an den Ausgang des Inverters 1276 gekoppelt ist.Furthermore, a signal having a second frequency .2 .2 providing second ring oscillator circuit 1271 is provided, which has five reference inverters 1272, 1273, 1274, 1275, 1276, wherein the inverters of the second Ring oscillator circuit 1271 have the same timing and thus the same time signal propagation delay as the reference inverters of the reference delay stages 1235, 1237, 1238, 1239, 1240 and 1241. Further, the second ring oscillator circuit 1271 has a second binary counter 1277 which is coupled to the output of inverter 1276.
Eine der Schaltkreis-Anordnung 1200 zu Grunde liegende Idee kann anschaulich in der Messung der zeitlichen Differenz von UmIadevorgangen zwischen dem DUT 1201 (beispielsweise also einer DRAM-Speicherzelle) und einer bekannten Referenz- Struktur (den Referenz-Kondensator, den Referenz- Zwischenspeicher-Kondensator, den zweiten Komparator 1215 und den Referenz-Verzögerungsstufen) gesehen werden.An idea underlying the circuit arrangement 1200 can be clearly seen in the measurement of the time difference of recharging events between the DUT 1201 (for example, a DRAM memory cell) and a known reference structure (the reference capacitor, the reference latch capacitor , the second comparator 1215 and the reference delay stages).
In einer ersten Phase werden die Knoten Vl und V4 auf ein Anfangs-Potential V^n geladen, indem der erste Schalter Sl 1207 und der vierte Schalter S4 1210 geschlossen werden.In a first phase, the nodes Vl and V4 are charged to an initial potential V ^ n by closing the first switch Sl 1207 and the fourth switch S4 1210.
Gleichzeitig werden die Knoten V2 und V5 auf Nullpotential zurückgesetzt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, indem der dritte Schalter S3 1209 und der sechste Schalter S6 1212 in dieser Phase ebenfalls geschlossen werden, so dass die Knoten V2 und V5 gegen das Massepotential entladen werden.At the same time, the nodes V2 and V5 are reset to zero potential according to this embodiment by also closing the third switch S3 1209 and the sixth switch S6 1212 in this phase, so that the nodes V2 and V5 are discharged to the ground potential.
In einem nächsten Schritt werden der erste Schalter Sl 1207, der dritte Schalter S3 1209, der vierte Schalter S4 1210 und der sechste Schalter S6 1212 geöffnet und der zweite Schalter S2 1208 und der fünfte Schalter S5 1211 werden geschlossen. Auf diese Weise erfolgt ein Ausgleich der Potentiale an den Knoten Vl und V2 bzw. an den Knoten V4 und V5.In a next step, the first switch Sl 1207, the third switch S3 1209, the fourth switch S4 1210 and the sixth switch S6 1212 are opened and the second switch S2 1208 and the fifth switch S5 1211 are closed. In this way, the potentials are equalized at the nodes V1 and V2 or at the nodes V4 and V5.
Der Ausgleich zwischen den Spannungen an den Knoten Vl und V2 erfolgt langsamer als der Ausgleich der Spannungen an denThe compensation between the voltages at the nodes V1 and V2 is slower than the compensation of the voltages at the
Knoten V4 und V5 , da in dem DUT 1201 der parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand 1203 den Umladevorgang der Ladungsträger von dem Grabenkondensator 1202 auf den Zwischenspeicher- Kondensator 1204 verzögert, verglichen mit dem Umladevorgang der Elektronen von dem Referenz-Kondensator 1205 auf den Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator 1206, bei denen kein solcher parasitärer Zuleitungswiderstand vorhanden ist.Nodes V4 and V5, since in the DUT 1201, the parasitic resistive lead resistance 1203 the charge transfer of the charge carriers from the trench capacitor 1202 to the latch capacitor 1204, as compared to the reloading of the electrons from the reference capacitor 1205 to the reference latch capacitor 1206 where there is no such parasitic lead resistance.
Somit wird der Ausgang des zweiten Komparators 1215 früher und damit schneller geschaltet als der erste Komparator 1214 (anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das Potential an dem Knoten V6 schneller einen High-Pegel annimmt als der Knoten V3, d.h. der Ausgang des ersten Komparators 1214.Thus, the output of the second comparator 1215 is switched earlier and thus faster than the first comparator 1214 (in other words, this means that the potential at the node V6 assumes a high level faster than the node V3, i.e., the output of the first comparator 1214.
Die Ausgangssignale der Komparatoren 1214, 1215, welche in digitaler Form vorliegen, propagieren durch die Inverterketten (auch bezeichnet als Verier-Linie) .The output signals of the comparators 1214, 1215, which are in digital form, propagate through the inverter chains (also referred to as the Verier line).
Der Zustand der Flip-Flop-Schaltkreise, welche beispielsweise realisiert sind mittels rückgekoppelter NAND-Gatter, ändert sich an der Stelle, an der die Zeitverzögerung der Signale zwischen den Ausgängen der beiden Komparatoren 1214, 1215 gleich ist mit dem Laufzeitunterschied der Inverterketten, d.h. der jeweiligen Verzögerungsstufen bzw. Referenz- Verzögerungsstufen.The state of the flip-flop circuits, realized for example by means of feedback NAND gates, changes at the point where the time delay of the signals between the outputs of the two comparators 1214, 1215 is equal to the skew of the inverter chains, i. the respective delay stages or reference delay stages.
Auf diese Weise wird der zeitliche Unterschied derIn this way, the time difference of
Umladevorgänge digitalisiert. Um den Laufzeitunterschied zwischen den beiden Inverter-Typen zu bestimmen, sind zusätzlich die beiden Ringoszillator-Schaltkreise 1264, 1271 vorgesehen, welche eine Frequenz-Referenz bereitstellen.Transhipment operations digitized. In order to determine the transit time difference between the two inverter types, the two ring oscillator circuits 1264, 1271 are additionally provided, which provide a frequency reference.
Der gesuchte parasitäre ohmsche Zuleitungswiderstand R berechnet sich gemäß folgender Vorschrift:The sought parasitic resistive impedance R is calculated according to the following rule:
N fo - fI ,N fo - fI,
R = • — -, (16) k • C • In 3 f2 • fiR = • - -, (16) k • C • In 3 f 2 • fi
wobei mit • N die Stufennummer der Verzögerungsstufe bzw. der Referenz-Verzögerungsstufe, bei der sich der Zustand des jeweiligen Flip-Flop-Schaltkreises ändert,being with N is the stage number of the delay stage or the reference delay stage, at which the state of the respective flip-flop circuit changes,
• k die Anzahl der Verzögerungsstufen, die in dem jeweiligen Ring Oszillator-Schaltkreis 1264, 1271 vorgesehen sind,K is the number of delay stages provided in the respective ring oscillator circuit 1264, 1271,
• f]_ die Frequenz des ersten Ringoszillator-Schaltkreises 1264,F] _ the frequency of the first ring oscillator circuit 1264,
• f2 die Frequenz des zweiten Ringoszillator-Schaltkreises 1271, undF2 is the frequency of the second ring oscillator circuit 1271, and
• C die Kapazität des Grabenkondensators 1202, bezeichnet wird.• C is the capacitance of trench capacitor 1202.
Die Kapazität des Grabenkondensators 1202 wird als bekannt vorausgesetzt oder mit Hilfe an sich bekannter Messmethoden bestimmt, beispielsweise auf die oben im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.6 beschriebenen Weise. The capacity of the trench capacitor 1202 is assumed to be known or determined by means of measuring methods known per se, for example in the manner described above in connection with the exemplary embodiments according to FIG.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Schaltkreis-Anordnung100 circuit arrangement
101 Chip-externes Messgerät 102 integrierter Schaltkreis101 chip external measuring device 102 integrated circuit
103 Kabel103 cables
104 Bond-Anschlusspad104 Bond connection pad
105 DUT105 DUT
106 Kondensator 107 parasitärer ohmscher Widerstand106 capacitor 107 parasitic resistance
108 Kapazität Bond-Anschlusspad108 capacitance Bond connection pad
109 Kapazität Verdrahtung109 capacity wiring
110 ohmscher Widerstand Verdrahtung110 ohmic resistor wiring
200 integrierte Schaltkreis-Anordnung200 integrated circuit arrangement
201 Anschlusspad201 connection pad
202 Leiterbahn202 trace
203 elektronische Komponente203 electronic component
204 Kondensatoren 205 parasitärer ohmscher Widerstand204 capacitors 205 parasitic resistance
206 Erfassschaltkreis206 detection circuit
207 Ansteuereinheit207 control unit
300 Schaltkreis-Anordnung 301 DUT300 circuit arrangement 301 DUT
302 Kondensator302 capacitor
303 parasitärer ohmscher Widerstand303 parasitic ohmic resistance
304 Knoten304 knots
305 erster Anschluss erster Schalter 306 erster Schalter305 first terminal first switch 306 first switch
307 zweiter Anschluss erster Schalter307 second connection first switch
308 Chip-externe Strommesseinrichtung308 chip external current measuring device
309 Spannungsquelle309 voltage source
310 zweiter Anschluss zweiter Schalter 311 zweiter Schalter310 second connection second switch 311 second switch
312 erster Anschluss zweiter Schalter312 first connection second switch
313 zweiter Anschluss dritter Schalter 314 dritter Schalter313 second connection third switch 314 third switch
315 erster Anschluss dritter Schalter315 first connection third switch
316 zweite Chip-externe Strominesseinrichtung316 second chip external Strominesseinrichtung
317 erstes RS-Flip-Flop 318 zweites RS-Flip-Flop317 first RS flip-flop 318 second RS flip-flop
319 drittes RS-Flip-Flop319 third RS flip-flop
320 Ausgang erstes RS-Flip-Flop320 Output first RS flip-flop
321 Steuer-Anschluss erster Schalter321 control connection first switch
322 Ausgang zweites RS-Flip-Flop 323 Steuer-Anschluss zweiter Schalter322 Output second RS flip-flop 323 Control connection second switch
324 Ausgang drittes RS-Flip-Flop324 Output third RS flip-flop
325 Steuer-Anschluss dritter Schalter325 control connection third switch
326 Dynamic Element Matching-Einheit326 Dynamic Element Matching Unit
327 DLL-Schaltkreis 328 Setz-Eingang erstes RS-Flip-Flop327 DLL circuit 328 Set input first RS flip-flop
329 Rücksetz-Eingang erstes RS-Flip-Flop329 Reset input first RS flip-flop
330 Setz-Eingang zweites RS-Flip-Flop330 Set input second RS flip-flop
331 Rücksetz-Eingang zweites RS-Flip-Flop331 Reset input second RS flip-flop
332 Setz-Eingang drittes RS-Flip-Flop 333 Rücksetz-Eingang drittes RS-Flip-Flop332 Reset input third RS flip-flop 333 Reset input third RS flip-flop
400 Zeitdiagramm400 time diagram
401 Aufladevorgang401 Charging process
402 erster Teil-Entladevorgang 403 zweiter Teil-Entladevorgang402 first partial discharge 403 second partial discharge
404 Aufladekurve404 charging curve
405 erste Teil-Entladekurve405 first partial discharge curve
406 zweite Teil-Entladekurve406 second partial discharge curve
450 Schaltdiagramm 451 erstes Schalter-Ansteuerungssignal450 circuit diagram 451 first switch drive signal
452 zweites Schalter-Ansteuerungssignal452 second switch drive signal
453 drittes Schalter-Ansteuerungssignal453 third switch drive signal
500 Schaltkreis-Anordnung 501 vierter Schalter500 circuit arrangement 501 fourth switch
502 fünfter Schalter502 fifth switch
503 sechster Schalter 504 Auswähl-Logik503 sixth switch 504 Selection logic
505 Steuer-Anschluss vierter Schalter505 control connection fourth switch
506 Steuer-Anschluss fünfter Schalter506 control connection fifth switch
507 Steuer-Anschluss sechster Schalter 508 erster Anschluss vierter Schalter507 control connection sixth switch 508 first connection fourth switch
509 zweiter Anschluss vierter Schalter509 second connection fourth switch
510 erster Anschluss fünfter Schalter510 first connection fifth switch
511 zweiter Anschluss fünfter Schalter511 second connection fifth switch
512 Eingang Pufferverstärker 513 Pufferverstärker512 input buffer amplifier 513 buffer amplifier
514 Ausgang Pufferverstärker514 output buffer amplifier
515 zweiter Anschluss sechster Schalter515 second connection sixth switch
516 erster Anschluss sechster Schalter516 first connection sixth switch
517 Pufferkondensator517 buffer capacitor
600 Schaltkreis-Anordnung600 circuit arrangement
601 DUT601 DUT
602 Grabenkondensator602 trench capacitor
603 Auswahl-Transistor 604 Wortleitung603 select transistor 604 word line
605 parasitärer ohmscher Zuleitungswiderstand605 parasitic resistive supply resistance
606 erster Source-/Drainbereich Auswähl-Transistor606 first source / drain select transistor
607 zweiter Source-/Drainbereich Auswähl-Transistor607 second source / drain region select transistor
608 Bitleitung 609 erster Eingang Schmitt-Trigger-Schaltkreis608 bit line 609 first input Schmitt trigger circuit
610 Schmitt-Trigger-Schaltkreis610 Schmitt trigger circuit
611 Spannungsquellen-Schaltkreis611 power source circuit
612 Ausgang Schmitt-Trigger-Schaltkreis612 Schmitt trigger circuit output
613 Steuer-Anschluss erster Schalter 614 erster Schalter613 control terminal first switch 614 first switch
615 Steuer-Anschluss zweiter Schalter615 control port second switch
616 zweiter Schalter616 second switch
617 erster Anschluss erster Schalter617 first connection first switch
618 erste Stromquelle 619 zweiter Anschluss erster Schalter618 first current source 619 second terminal first switch
620 zweite Referenz-Spannung620 second reference voltage
621 Knoten 622 erster Anschluss zweiter Schalter621 knots 622 first connection second switch
623 zweite Stromquelle623 second power source
624 zweiter Anschluss zweiter Schalter624 second connection second switch
625 zweite Referenz-Spannung 626 Referenzspannungs-Eingang Schmitt-Trigger-Schaltkreis625 second reference voltage 626 reference voltage input Schmitt trigger circuit
701 Spannungsquellen-Schalter701 voltage source switch
702 Steuer-AnschlussSpannungsquellen-Schalter702 control terminal power source switch
703 erster Anschluss Spannungsquellen-Schalter 704 zweiter Anschluss Spannungsquellen-Schalter703 first terminal power source switch 704 second terminal power source switch
705 erste Spannungsquelle705 first voltage source
706 zweite Spannungsquelle706 second voltage source
800 Spannungs-Zeit-Diagramm 900 Spannungs-Zeit-Diagramm800 voltage-time diagram 900 voltage-time diagram
1000 erstes Diagramm1000 first diagram
1001 erste Kurve1001 first turn
1100 zweites Diagramm1100 second diagram
1200 integrierte Schaltkreis-Anordnung1200 integrated circuit arrangement
1201 DUT1201 DUT
1202 Grabenkondensator1202 trench capacitor
1203 parasitärer ohmscher Zuleitungswiderstand 1204 Zwischenspeicher-Kondensator1203 parasitic ohmic supply resistance 1204 intermediate storage capacitor
1205 Referenz-Kondensator1205 reference capacitor
1206 Referenz-Zwischenspeicher-Kondensator1206 reference latch capacitor
1207 erster Schalter1207 first switch
1208 zweiter Schalter 1209 dritter Schalter1208 second switch 1209 third switch
1210 vierter Schalter1210 fourth switch
1211 fünfter Schalter1211 fifth switch
1212 sechster Schalter1212 sixth switch
1213 Referenzspannung (Vj_n) 1214 erster Komparator1213 reference voltage (Vj_ n) first comparator 1214
1215 zweiter Komparator1215 second comparator
1216 erster Eingang erster Komparator 1217 zweiter Eingang erster Komparator1216 first input first comparator 1217 second input first comparator
1218 zweites Bezugspotential1218 second reference potential
1219 erster Eingang zweiter Komparator 1220 zweiter Eingang zweiter Komparator 1221 Ausgang erster Komparator1219 first input second comparator 1220 second input second comparator 1221 output first comparator
1222 erster Eingang erster Flip-Flop-Schaltkreis1222 first input first flip-flop circuit
1223 erster Flip-Flop-Schaltkreis1223 first flip-flop circuit
1224 erster Inverter erste Verzögerungsstufe1224 first inverter first delay stage
1225 erster Verzögerungsstufe 1226 zweiter Inverter erste Verzögerungsstufe1225 first delay stage 1226 second inverter first delay stage
1227 Verzögerungsstufe1227 delay stage
1228 Verzögerungsstufe1228 delay level
1229 Verzögerungsstufe1229 delay stage
1230 Verzögerungsstufe 1231 Verzögerungsstufe1230 delay stage 1231 delay stage
1232 Ausgang zweiter Komparator1232 output second comparator
1233 Zweiter Eingang erster Flip-Flop-Schaltkreis1233 Second input first flip-flop circuit
1234 erster Referenz-Inverter1234 first reference inverter
1235 erste Referenz-Verzögerungsstufe 1236 zweiter Inverter erste Referenz-Verzögerungsstufe 1237 Referenz-Verzögerungsstufe 1238 Referenz-Verzögerungsstufe1235 first reference delay stage 1236 second inverter first reference delay stage 1237 reference delay stage 1238 reference delay stage
1239 Referenz-Verzögerungsstufe1239 Reference delay stage
1240 Referenz-Verzögerungsstufe 1241 Referenz-Verzögerungsstufe1240 Reference delay stage 1241 Reference delay stage
1242 zweiter Flip-Flop-Schaltkreis1242 second flip-flop circuit
1243 dritter Flip-Flop-Schaltkreis1243 third flip-flop circuit
1244 vierter Flip-Flop-Schaltkreis1244 fourth flip-flop circuit
1245 fünfter Flip-Flop-Schaltkreis 1246 sechster Flip-Flop-Schaltkreis1245 fifth flip-flop circuit 1246 sixth flip-flop circuit
1247 erster Eingang zweiter Flip-Flop-Schaltkreis1247 first input second flip-flop circuit
1248 erster Eingang dritter Flip-Flop-Schaltkreis1248 first input third flip-flop circuit
1249 erster Eingang vierter Flip-Flop-Schaltkreis1249 first input fourth flip-flop circuit
1250 erster Eingang fünfter Flip-Flop-Schaltkreis 1251 erster Eingang sechster Flip-Flop-Schaltkreis1250 first input fifth flip-flop circuit 1251 first input sixth flip-flop circuit
1252 zweiter Eingang zweiter Flip-Flop-Schaltkreis1252 second input second flip-flop circuit
1253 zweiter Eingang dritter Flip-Flop-Schaltkreis 1254 zweiter Eingang vierter Flip-Flop-Schaltkreis1253 second input third flip-flop circuit 1254 second input fourth flip-flop circuit
1255 zweiter Eingang fünfter Flip-Flop-Schaltkreis1255 second input fifth flip-flop circuit
1256 zweiter Eingang sechster Flip-Flop-Schaltkreis1256 second input sixth flip-flop circuit
1257 Ausgang erster Flip-Flop-Schaltkreis 1258 Ausgang zweiter Flip-Flop-Schaltkreis1257 output first flip-flop circuit 1258 output second flip-flop circuit
1259 Ausgang dritter Flip-Flop-Schaltkreis1259 output third flip-flop circuit
1260 Ausgang vierter Flip-Flop-Schaltkreis1260 output fourth flip-flop circuit
1261 Ausgang fünfter Flip-Flop-Schaltkreis1261 output fifth flip-flop circuit
1262 Ausgang sechster Flip-Flop-Schaltkreis 1263 Ausgangsregister1262 output sixth flip-flop circuit 1263 output register
1264 erster Ringoszillator-Schaltkreis1264 first ring oscillator circuit
1265 Inverter 1266 Inverter 1267 Inverter 1268 Inverter1265 Inverter 1266 Inverter 1267 Inverter 1268 Inverter
1269 Inverter1269 inverter
1270 Binärzähler-Schaltkreis1270 binary counter circuit
1271 zweiter Ringoszillator-Schaltkreis1271 second ring oscillator circuit
1272 Referenz-Inverter 1273 Referenz-Inverter1272 Reference inverter 1273 Reference inverter
1274 Referenz-Inverter1274 reference inverter
1275 Referenz-Inverter1275 reference inverter
1276 Referenz-Inverter1276 reference inverter
1277 Binärzähler-Schaltkreis 1277 binary counter circuit
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