[发明专利]半导体器件

说明书

本发明涉及一种半导体器件，更详细地说，本发明涉及一种能够调整输出信号定时的半导体器件。

最近的趋势是MPU(微处理单元)或与其相连的逻辑电路的时钟速率在逐年增长。近年要求电路工作在100至300MHZ。在这种情况下必须产生具有3至10ns时钟周期的时钟并且MPU在这种时钟基础上产生每一信号。此外，还期待将来该时钟速率将变得更高。

当一信号通过一逻辑门时，该信号的传送速率，即延迟时间是取决于各种变量的。在相关的晶体管制造过程中出现的这些变量包括在逻辑门(即，确定该晶体管性能的阈值电压Vt或门长度的变量)，驱动能力，连接到负载的寄生电容，工作温度或工作电压。总之，该延迟时间的变化不总是落在一予置的范围内。当该延迟时间波动时，半导体器件不能正确地工作，这是因为数据不能正确地被锁存或逻辑操作的结果变得不正确的缘故。

另一方面，需要来自一半导体器件信号的定时必须落入与连接到该半导体器件的一外围装置所确定的予置范围内。也就是，为了保证半导体器件(在一块板上的器件)之间的工作，从一半导体器件传送到另一半导体器件的信号能够持续一个时间间隔，在该间隔期间，所述信号能够被所述其它半导体器件集中接收。另外，在基准信号方面，应当满足最小延迟时间和最大延迟时间。

如果该信号不满足有关上述延迟时间的条件并且从该半导体器件输出的信号的变化早于该基准信号，则必须接收该信号的另一半导体器件就不能取出该信号，其结果是接收了序列中随后的下一个信号而不是上述信号。另一方面，如果从该半导体器件输出的信号变化迟于该基准信号，另外的半导体器件则不能取出或接收该信号但可能错误地接收序列中超前于上述信号的在前信号。

在这种情况下，在由制造商进行货物装运之前应对每个半导体作关于输出信号的定时是否落入到预定时间间隔之内的验证。由于将导致半导体的高成本，所以不希望出现大量的有缺陷的产品。特别是，因为近来时钟速率的增长要快于在制造过程中变化的减小速率，因而很难确立予置的最小和最大输出延迟时间。

鉴于以上的考虑，即使在制造过程中发生任何起伏，重要的是设计一半导体器件使得该半导体器件的延迟时间可落入予置的范围内。例如，一半导体器件是由10MHZ的时钟来操作时即使在该时钟中出出现10ns的波动也不会发生问题。这是因为该时钟周期等于100ns的缘故。

另一方面，当100MHZ的时钟用于该半导体器件时，10ns的延迟时间的波动会引起不希望的操作，这是因为该延迟时间等于10ns的时钟周期的缘故。

为了解决这个问题，例如日本待审专利申请H9-181580(即，181580/1997)披露了一种通过改进一电路的构造来控制延迟时间的半导体器件。在这种情况中，在一个半导体器件中插入了一个具有多个串接延迟门的延迟电路，在每一延迟门的前面，有一根据控制信号转换的“与”门。利用这种构成，通过测量该延迟电路被插入所述系统时所需要的延迟值将一所选择的延迟门提供给一外部电路，而当一未使用的延迟门被查寻和被检测时，该“与”门被闭合以阻止一脉冲的通过。

但是，因为该延迟值必须通过将该测试仪连接到该半导体器件的外部而进行测量所以为了测量该延迟值该延迟电路必须要有一昂贵的测量仪。另外，在该半导体器件中必须设置寄存器以便根据该测量来调整延迟时间。特别是，当必须对以高速工作的半导体器件的延迟时间进行测量时，则使用更为昂贵的测量仪。

但是，在装运之前进行检验时，由于附加了这种检验过程而使装运过程变得复杂，其结果使得工作时间变长。结果使得该商品的成本增加。

由于在实际使用中的实际温度和电源电压与在检验环境中的温度和电源电压通常是不同的，所以在一检验环境中所得到的检验结果不总是和在实际使用中所得到的结果相同。

在通常的检验过程中，为了缩短检验时间，该检验仅是通过在正常温度下改变电源电玉来执行的。当该检验是通过将温度从一温度改变到另一温度来进行时，因为这些产品必须拿进和进出一恒温箱或这些产品必须放进该恒温箱中直至它们达到一予置的稳定温度，所以不可能对所有的产品进行检验。

即使一延迟时间是在高温和高压环境下被测量和确定的，也不能保证这些产品不经受低温和低压或高温和高压。因此该延迟时间必须在一窄的范围内被确定，这将使得该产品的产量下降。

相反地，如果降低该产品的变化基准从而改善其产量，例如，通过将所用温度范围和所用电源电压范围变窄或通过将一可接收延迟时间变窄，则限制了上述应用和该半导体器件的可用环境的要求。