芯片内部的待测节点检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种减小焊盘占用面积的待测节点检测电路，属于集成电路领域。


背景技术：

2.芯片的内部一般由成千上万的物理器件搭建成集成电路，不同的电路模块负责不同的功能，常见的功能模块有带隙基准，线性稳压器，高速主通道，在这些模块的内部，必须在关键节点设置测试点，可以测试其电压值或者电流值，以评估晶圆的工艺偏差是否影响到这些关键节点数值，以便评估芯片性能，给后续芯片改进提供方向。
3.图1传统的芯片内部待测节点检测方式，tp1～tpn是芯片内部的n个待测节点，电阻r1～rn是n个高阻值电阻，pad1～padn是芯片上的n个焊盘，每个待测节点通过一个高阻值电阻连接一个焊盘pad，每个焊盘pad尺寸是75um
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75um。当需要检测芯片内部的指定待测节点时，用探针接触对应的的焊盘pad。芯片内设置的待测节点数量n越大，焊盘pad占用芯片的面积越大，而芯片本身的尺寸有限，这种检测方式不利于减小单块芯片的面积成本和增加焊盘功能的复用率。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是为了解决传统的芯片内部待检测节点检测方式不利于减小单块芯片的面积成本和增加焊盘功能的复用率的问题，提供了一种芯片内部的待测节点检测电路。
5.本实用新型所述芯片内部的待测节点检测电路，包括比较器comp1～compn 1、电阻r1～rn 2、反相器inv1～invn 1、与非门nand1～nandn、或非门nor1～norn、开关sw1～swn和nmos管m1；
6.测试电路的使能信号线ctrl同时连接nmos管m1的栅极、反相器invn 1的输入端和比较器comp1～compn 1的使能端；
7.电阻r1～rn 2串联，电阻r1连接nmos管m1的漏端，电阻rn 2连接电源vdd，nmos管m1的源端接地；
8.芯片输入检测焊盘padin同时连接比较器comp1～compn 1的正相输入端，任一个比较器compi的反相输入端连接ri和ri 1的连接节点，i＝1,2,...,n 1；
9.反相器invn 1的输出端同时连接反相器inv1～invn的输入端；
10.反相器inv1～invn的输出端相对应的和与非门nand1～nandn的一输入端分别一一连接；比较器comp1～compn的输出端相对应的和与非门nand1～nandn的另一输入端一一对应连接；
11.与非门nand1～nandn的输出端相对应和或非门nor1～norn的一输入端分别一一连接；比较器comp2～compn 1的输出端相对应的和nor1～norn的另一输入端分别一一连接；
12.或非门nor1～norn的输出端相对应的和开关sw1～swn的控制端分别一一连接；
13.开关sw1～swn的一端相对应的和芯片内部待测节点tpi1～tpn分别一一连接；
14.开关sw1～swn的另一端相对应的和输出端口tpo1～tpo15分别一一连接；
15.输出端口tpo1～tpo15同时连接芯片输出检测焊盘padout。
16.优选地，电阻r1～rn 2的阻值相等。
17.本实用新型的有益效果：本实用新型提出一种芯片内部的新型检测电路，摒弃常用传统的芯片内部待测节点检测方式，采用新型的芯片内部节点检测方式，能够做到只需要一个输入指引焊盘pad和一个输出检测焊盘pad，就能够对芯片内的多个待测节点进行电流电压的测试。大大减小了所使用到的焊盘pad的个数，节约芯片面积，而且该结构能够很据待测节点数量不断扩展，也能够节约大量的测试时间。
附图说明
18.图1是传统的芯片内部待检测点检测电路；
19.图2是本实用新型所述芯片内部的待测节点检测电路图；
20.图3是具体实施例。
具体实施方式
21.具体实施方式一：下面结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述芯片内部的待测节点检测电路，包括比较器comp1～compn 1、电阻r1～rn 2、反相器inv1～invn 1、与非门nand1～nandn、或非门nor1～norn、开关sw1～swn和nmos管m1；
22.测试电路的使能信号线ctrl同时连接nmos管m1的栅极、反相器invn 1的输入端和比较器comp1～compn 1的使能端；
23.电阻r1～rn 2串联，电阻r1连接nmos管m1的漏端，电阻rn 2连接电源vdd，nmos管m1的源端接地；
24.芯片输入检测焊盘padin同时连接比较器comp1～compn 1的正相输入端，任一个比较器compi的反相输入端连接ri和ri 1的连接节点，i＝1,2,...,n 1；
25.反相器invn 1的输出端同时连接反相器inv1～invn的输入端；
26.反相器inv1～invn的输出端相对应的和与非门nand1～nandn的一输入端分别一一连接；比较器comp1～compn的输出端相对应的和与非门nand1～nandn的另一输入端一一对应连接；
27.与非门nand1～nandn的输出端相对应和或非门nor1～norn的一输入端分别一一连接；比较器comp2～compn 1的输出端相对应的和nor1～norn的另一输入端分别一一连接；
28.或非门nor1～norn的输出端相对应的和开关sw1～swn的控制端分别一一连接；
29.开关sw1～swn的一端相对应的和芯片内部待测节点tpi1～tpn分别一一连接；
30.开关sw1～swn的另一端相对应的和输出端口tpo1～tpo15分别一一连接；
31.输出端口tpo1～tpo15同时连接芯片输出检测焊盘padout。
32.电阻r1～rn 2的阻值相等。
33.图3给出的一个具体实施例，n＝15，芯片内部设置15个待测节点tpi1～tp15。
34.芯片内部的待测节点检测电路包括比较器comp1～comp16；电阻r1～r17；反相器inv1～inv16；与非门nand1～nand15；或非门nor1～nor15；开关sw1～sw15；nmos管m1；
35.电阻r1的一端连接nmos管m1的漏端；
36.电阻r1的另一端同时连接比较器comp1的反相输入端、电阻r2的一端；
37.电阻r2的另一端同时连接比较器comp2的反相输入端、电阻r3的一端；
38.电阻r3的另一端同时连接比较器comp3的反相输入端、电阻r4的一端；
39.电阻r4的另一端同时连接比较器comp4的反相输入端、电阻r5的一端；
40.电阻r5的另一端同时连接比较器comp5的反相输入端、电阻r6的一端；
41.电阻r6的另一端同时连接比较器comp6的反相输入端、电阻r7的一端；
42.电阻r7的另一端同时连接比较器comp7的反相输入端、电阻r8的一端；
43.电阻r8的另一端同时连接比较器comp8的反相输入端、电阻r9的一端；
44.电阻r9的另一端同时连接比较器comp9的反相输入端、电阻r10的一端；
45.电阻r10的另一端同时连接比较器comp10的反相输入端、电阻r11的一端；
46.电阻r11的另一端同时连接比较器comp11的反相输入端、电阻r12的一端；
47.电阻r12的另一端同时连接比较器comp12的反相输入端、电阻r13的一端；
48.电阻r13的另一端同时连接比较器comp13的反相输入端、电阻r14的一端；
49.电阻r14的另一端同时连接比较器comp14的反相输入端、电阻r15的一端；
50.电阻r15的另一端同时连接比较器comp15的反相输入端、电阻r16的一端；
51.电阻r16的另一端同时连接比较器comp16的反相输入端、电阻r17的一端；
52.电阻r17的另一端连接电源vdd；
53.芯片输入检测焊盘padin同时连接比较器comp1～comp16的正相输入端；
54.测试电路的使能信号线ctrl同时连接比较器comp1～comp16的使能端，nmos管的栅极，反相器inv16的输入端；
55.芯片输出检测焊盘padout同时连接开关sw1～sw15相对应的输出端口tpo1～tpo15；
56.反相器inv16的输出端同时连接反相器inv1～inv15的输入端；
57.反相器inv1～inv15的输出端相对应的连接与非门nand1～nand15的一输入端；
58.与非门nand1～nand15的输出端相对应的连接或非门nor1～nor15的一输入端；
59.或非门nor1～nor15的输出端相对应的连接开关sw1～sw15的控制端；
60.开关sw1～sw15的一端相对应连接芯片内部待测节点tpi1～tp15；
61.开关sw1～swn的另一端相对应连接输出端口tpo1～tpo15；
62.比较器comp1的输出端1连接与非门nand1的另一输入端；
63.比较器comp2的输出端2同时连接与非门nand2的另一输入端、或非门nor1的另一输入端；
64.比较器comp3的输出端3同时连接与非门nand3的另一输入端、或非门nor2的另一输入端；
65.比较器comp4的输出端4同时连接与非门nand4的另一输入端、或非门nor3的另一输入端；
66.比较器comp5的输出端5同时连接与非门nand5的另一输入端、或非门nor4的另一
输入端；
67.比较器comp6的输出端6同时连接与非门nand6的另一输入端、或非门nor5的另一输入端；
68.比较器comp7的输出端7同时连接与非门nand7的另一输入端、或非门nor6的另一输入端；
69.比较器comp8的输出端8同时连接与非门nand8的另一输入端、或非门nor7的另一输入端；
70.比较器comp9的输出端9同时连接与非门nand9的另一输入端、或非门nor8的另一输入端；
71.比较器comp10的输出端10同时连接与非门nand10的另一输入端、或非门nor9的另一输入端；
72.比较器comp11的输出端11同时连接与非门nand11的另一输入端、或非门nor10的另一输入端；
73.比较器comp12的输出端12同时连接与非门nand12的另一输入端、或非门nor11的另一输入端；
74.比较器comp13的输出端13同时连接与非门nand13的另一输入端、或非门nor12的另一输入端；
75.比较器comp14的输出端14同时连接与非门nand14的另一输入端、或非门nor13的另一输入端；
76.比较器comp15的输出端15同时连接与非门nand15的另一输入端、或非门nor14的另一输入端；
77.比较器comp16的输出端16连接或非门nor15的另一输入端；
78.nmos管m1的源端接地。
79.下面根据图3所示的具体实施例说明工作原理。在阐述常用的芯片内部待检测点检测方式中，需要用多个焊盘pad经过大阻值的电阻后与多个待测节点相连，当需要测量某个电路节点数值时，需要用探针接触相对应的焊盘pad。该种测量方式不仅耗时费力而且需要多个焊盘pad大大占用了芯片的面积，不利于减小面积成本。
80.图3本实施方式提出的芯片内部的新型检测电路，解决了常用芯片内部待检测点检测方式需要使用多个焊盘pad占用芯片宝贵面积的问题。
81.当ctrl信号为1时，将开启电压基准单元，开启所有的电压比较器和使能逻辑单元。当ctrl信号为0是，将关闭以上单元节约功耗。
82.电源上电后，电阻r1-r17将电源电压vdd分割成相邻节点差值一样的电压值，基准电压逐个增加相同的电压差值输送给相对应的比较器。当电源电压为3.3v时，比较器comp1的反相输入端电压为200mv，比较器comp2的反相输入端电压为400mv，比较器comp3的反相输入端电压为600mv，以此类推。
83.当芯片输入检测焊盘padin给定的电压在200mv-400mv之间时，比较器输comp1输出逻辑高点高电平1，比较器comp2输出逻辑低电平0，或非门nor1输出逻辑高电平1控制开关sw1的开启，待测节点tp1的电压或者电流数值传递给输出端tpo1即芯片输出检测焊盘padout，此时工程师可以使用测量器材读取焊盘padout上的数值，即待测节点tp1的数值。
84.当芯片输入检测焊盘padin给定的电压在400mv-600mv之间时，比较器输comp1输出逻辑高点高电平1，比较器comp2输出逻辑低电平1，比较器comp3输出逻辑低电平0，或非门nor1输出逻辑低电平控制开关sw1的关闭，或非门nor2输出逻辑高电平控制开关sw2的开启。待测节点tp2的电压或者电流数值传递给输出端tpo2即芯片输出检测焊盘padout，此时工程师可以使用测量器材读取焊盘padout上的数值，即待测点tp2的数值。
85.因此，焊盘padin上给定的电压值，相对应的只能控制一个相对应的开关sw导通并向padout传递内部待测节点的数值。
86.本发明提出的一种芯片内部的新型检测电路，只需要一个输入焊盘和一个输出焊盘，内置分段基准电压，通过比较器和逻辑单元的配合，准确的搜索输入焊盘的电压值所指引的芯片内部待测节点，最后使用探针读取输出焊盘的节点数值。
87.该方法能够解决简化测试芯片内部待测节点的流程，也大大节约了芯片面积的问题。