[发明专利]MOS管参数退化电路和MOS管参数退化预警电路

说明书

本发明涉及一种MOS管参数退化电路，包括CMOS反相器、应力施加电路和参数测量电路；CMOS反相器包括第一PMOS管与第一NMOS管；应力施加电路在第一模式选择信号的控制下导通，应力施加电路接收控制信号后对CMOS反相器的第一PMOS管施加负栅压偏置应力或者正栅压偏置应力；参数测量电路在第二模式选择信号的控制下导通；参数测量电路接收输入信号，将输入信号输出至CMOS反相器的输入端；第一模式选择信号与第二模式选择信号为互补信号；本发明可以提高MOS管参数退化测试结果的准确性。此外，本发明还涉及一种MOS管参数退化预警电路，可以准确分析NBTI效应对PMOS管器件参数的影响。

技术领域

本发明涉及监测技术领域，特别是涉及一种MOS管参数退化电路、一种MOS管参数退化预警电路、和另一种MOS管参数退化预警电路。

背景技术

NBTI(Negative Bias Temperature Instability，负偏压温度不稳定性)效应是指在高温和负栅压偏置应力下的PMOS(positive channel Metal Oxide Semiconductor，指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的场效应晶体管)管的退化效应，即在NBTI效应的影响下，将会导致器件PMOS管的阈值电压发生漂移、漏极饱和电流和跨导均出现下降，从而导致器件甚至整个电路失效。

目前，高性能CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路已经广泛应用于各种电子系统中。其中，MOS管作为构成CMOS集成电路的基础，其性能参数的稳定性对CMOS集成电路的性能起着至关重要的作用；特别地，使MOS(Mosfet，绝缘栅型场效应管)管性能指标的轻微漂移就会导致CMOS集成电路性能的严重退化。此外，随着工艺尺寸的减小，CMOS集成电路电源电压的不断降低也将导致其电流密度和芯片局部温度升高，从而使CMOS集成电路在使用过程中受NBTI效应影响其性能严重下降。因此，需要对NBTI效应进行研究，以延长器件寿命。

现阶段，对NBTI效应的研究主要集中在集成电路性能退化方面，其中，在对NBTI效应引起的器件参数退化特性监测电路中，由于电路工作的同时会受到HCI(hot carrierinjection，热载流子注入)、NBTI和TDDB(time dependent dielectric breakdown，与时间相关电介质击穿)等多种效应的影响，因此，上述电路输出的输出信号会受多种效应的影响，输出信号不准确。由于上述输出信号不准确，也使得无法准确分析PMOS管在NBTI效应下的器件参数退化程度，从而降低预警信号的准确性。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种通过将应力施加电路与参数测量电路分离，可以提高输出信号准确性的MOS管参数退化电路。

一种MOS管参数退化电路，包括：CMOS反相器、应力施加电路和参数测量电路；所述CMOS反相器包括第一PMOS管与第一NMOS管；

所述第一PMOS管的栅极与所述第一NMOS管的栅极连接，作为所述CMOS反相器的输入端；所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极连接，作为所述CMOS反相器的输出端；所述第一PMOS管的源极接电源，所述第一NMOS管的源极接地；所述CMOS反相器的输入端分别与所述应力施加电路的输出端、所述参数测量电路的输出端连接；

所述应力施加电路在第一模式选择信号的控制下导通，所述应力施加电路接收控制信号后对所述CMOS反相器的第一PMOS管施加负栅压偏置应力或者正栅压偏置应力；

所述参数测量电路在第二模式选择信号的控制下导通，所述参数测量电路接收输入信号，将所述输入信号输出至所述CMOS反相器的输入端；所述CMOS反相器的输出端输出与所述输入信号反相的输出信号；所述第一模式选择信号与所述第二模式选择信号为互补信号；