[发明专利]自动自适应装置及形成该装置的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及集成电路，尤其涉及集成电路中的泄漏电流。更加具体地，本发明涉及集成电路中的泄漏电流的补偿。

背景技术

对集成电路(IC)晶片上电路部件的尺寸不断缩小的要求推动了IC技术的持续发展。由于技术缩小到了深层亚微米级别，因此晶片间泄漏改变显著增加。在晶片之间存在装置阈值电压的较大改变，这导致宽范围的跨过工艺拐点(process corner)的晶片至晶片泄漏扩散。

使用固定强度保持器的最坏拐点工艺改变的传统设计通常为了满足少数高泄漏拐点的晶片而对多数低泄漏拐点的晶片的泄漏进行了过补偿。不幸的是，利用大小适合于较快拐点泄漏的保持器，高泄漏晶片仍然不能满足鲁棒性要求。这种过补偿降低了芯片的总体性能。不能满足性能需求暴露了在宽范围的晶片内或晶片间改变时使用的传统保持器的缺陷。

发明内容

所公开的是一种用于在宽范围泄漏条件下自动地检测和最优补偿晶片泄漏电流的装置和方法。可变或者可重新配置(自适应)的保持器在线(实时)跟踪电流泄漏。至该保持器的控制输入耦合到泄漏电流传感器，该泄漏电流传感器继而耦合到生成与负载相同的泄漏电流的伪单元。电流传感器实时调节控制输入，以产生泄漏补偿使能信号，该信号重新配置和/或改变保持器的强度。

保持器系统还可以用作预烧(burn-in)保持器，其中电流传感器电路生成在线预烧使能信号。该预烧信号对保持器强度进行重新配置，以处理关于温度、电压和泄漏电流的升高的预烧测试条件。通过使得在升高的条件期间具有强大保持器的补偿能力而在正常操作条件下具有较弱保持器的补偿能力，该自适应保持器系统实时地提供了高读/写性能、灵活性和电路鲁棒性。

通过下面详细撰写的描述，本发明的上述以及附加的目的、特征和优势将更加明显。

附图说明

当结合附图参考示例实施例的下列详细描述阅读时，本发明本身以及所使用的优选模式、另外的目的及其优势将会得到更好的理解，附图中：

图1示出了根据现有技术的集成电路(IC)，该集成电路具有用于泄漏电流补偿的可重新配置的保持器；

图2是示出了根据现有技术在150-nm CMOS工艺中的负场效应晶体管(NFET)泄漏电流的分布的直方图；

图3示出了根据现有技术的8至1 MUX-Latch(寄存器堆(registerfile))在温度和阈值电压范围处的仿真的指数曲线；

图4示出了根据本发明示例实施例的IC，该IC具有耦合到保持器的电流传感器和泄漏电流源，以提供用于泄漏电流补偿的增强型在线适应性保持器系统；

图5示出了根据本发明示例实施例的图4的电流传感器，该传感器用来自动生成用于保持器的电流补偿使能信号；

图6示出了根据本发明示例实施例的具有可重新配置的保持器系统的IC，所述保持器系统包括连接至负载电路并提供泄漏电流补偿的伪单元和电流传感器；以及

图7示出了根据本发明示例实施例在宽范围泄漏条件下在8至1MUX-Latch(寄存器堆)的仿真期间观察到的各种工艺改变容限性能的曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于在宽范围泄漏条件下自动地检测和最优补偿晶片泄漏电流的装置和方法。可变或者可重新配置(自适应)的保持器在线(实时)跟踪电流泄漏。至该保持器的控制输入耦合到泄漏电流传感器，该泄漏电流传感器继而耦合到生成与负载相同的泄漏电流的伪单元。电流传感器实时调节控制输入以产生泄漏补偿使能信号，该信号重新配置或者改变保持器的强度。

在本发明实例实施例的下列详细描述中，充分详细地描述了可以实施本发明的具体实例实施例以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可以利用其它实施例，并且在并不脱离本发明的精神或者范围的情况下，可以对本发明进行逻辑的、结构的、编程的、机械的、电学的以及其它的改变。因此下面的详细描述并非是在限制的意义上而进行的，并且本发明的范围仅由所附的权利要求书来限定。

在附图的说明中，为相似的元件提供了与前面附图相似的名称和附图标记。在后图利用了不同场合中的元件或者具有不同功能性的元件时，为元件提供了代表图号的不同的引导标记(例如图4的4XX和图5的5xx).提供分配给元件的具体标记仅仅是为了辅助描述，并非意味着暗示对本发明的任何限制(结构上的或者功能上的)。

还应当理解的是，具体参数名称的使用仅仅是为了举例，并非意味着暗示对本发明的任何限制。因此本发明可以毫无限制地利用用于表述上述参数的不同命名/术语来实现。