[发明专利]一种基于真实SH时间的老化传感器

说明书

本发明公开了一种基于真实SH时间的老化传感器，包括信号产生与触发电路、镜像抽取延时电路、信号跳变检测电路和锁存器，信号产生与触发电路的输入端为老化传感器的输入端，信号产生与触发电路的时钟端、镜像抽取延时电路的输入端和信号跳变检测电路的时钟端连接且其连接端为老化传感器的时钟端，镜像抽取延时电路的输出端和信号跳变检测电路的第一输入端连接，信号产生与触发电路的输出端和信号跳变检测电路的第二输入端连接，信号跳变检测电路的输出端和锁存器的输入端连接，锁存器的输出端为老化传感器的输出端，锁存器的复位端为老化传感器的复位端；优点是检测结果可靠性较高，且功耗较低，面积较小。

技术领域

本发明涉及一种老化传感器，尤其是涉及一种基于真实SH时间的老化传感器。

背景技术

随着超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,VLSI)和制造工艺的发展，晶体管的特征尺寸不断减小并向纳米尺度(<10nm)推进。先进的制造工艺，极大地提高芯片的性能，降低芯片的成本，已经获得广泛应用。然而，这个过程增加了由负偏压温度不稳定(NBTI)引起的电路老化问题。NBTI效应主要是由于晶体管的特征尺寸不断缩小，栅氧化层厚度逐渐减小，而电源电压降却相对缓慢，且晶体管的阈值电压几乎保持不变所致。这必然导致晶体管的沟道中电场的加强，加剧NBTI效应的恶化。这些电路参数的变化不但降低芯片的性能，而且电路老化的大量累积会导致时序延迟，最终造成芯片功能出现故障。在纳米CMOS工艺中，老化效应已成为影响芯片可靠性的关键因素。如何设计抗老化电路并延长电路的使用寿命已成为IC设计中的热点问题。目前，国内外许多研究机构都对电路老化展开深入研究，并取得一定的研究成果。

文献1《Timing slack monitoring under process and environmentalvariations:Application to a DSP performance optimization,MicroelectronicsJournal,vol.42,no.5,pp.718-732,2011.》通过观测一组触发器的时序余量，提出一种带有窗口发生器和传感器单元的时序余量监控电路。但这种方法依赖于时序余量大小，存在检测电路的误检，影响检测电路的可靠性。文献2《A novel built-in aging detectionarchitecture for mixed-signal integrated circuits,Conference on Ph.D.Researchin Microelectronics&Electronics,pp.1-4,2012.》对混合信号系统进行开发，设计出一种可编程保护带间隔的新颖老化检测方法。通过使用大量延时单元可以实现各种老化时长的预测，某种程度上不受时序余量的约束，但是存在过大或过小地评估保护带间隔问题，同样影响检测电路的稳定性，并且面积开销，功耗过大。并且，上述两种老化检测电路自身存在的老化效应的影响无法消除，会对老化检测电路造成不良影响，从而对老化检测结果造成不良影响，以致检测结果可靠性不够高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测结果可靠性较高，且功耗较低，面积较小的基于真实SH时间的老化传感器。