CN101173967A - 微小电容测试电路及测试方法 - Google Patents

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胡晓明
徐萍
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种微小电容测试电路，包括待测电容C1，其一端与参考电容C2相连接，另一端与一端接地的测试输入电压Vin相连接，参考电容C2另一端接地，测试输出电压Vout在待测电容C1与参考电容C2的连接处。本发明还公开了一种微小电容测试方法，包括以下步骤：首先，测量参考电容C2的电容值；其次，在测试输入电压处加电压值Vin，测量相应的测试输出电压值Vout；第三步，计算Vout随Vin变化的斜率S；最后，计算待测电容C1电容值。本发明采用电容分压器的结构，测试微小电容的电容值，通过测试电路输出电压随输入电压的变化斜率计算待测电容值。本发明不仅能够降低测试成本，还可以提高测试精度。

Description

微小电容测试电路及测试方法
技术领域
本发明涉及超大规模集成电路制造领域，尤其设计一种超大规模集成电路制造中微小电容测试电路，还涉及利用微小电容测试电路进行的微小电容测试方法。
背景技术
在半导体晶圆器件的电特性测量中，通常需要测试各种不同器件的电容值。对于电容的测量，常见测量仪器均按照测试频率段分类，特定的测量仪器只能应用于特定频率段。作为使用企业、研究机构往往只会拥有常用频率段的仪器，很少有针对微小电容测试的高频测量仪器。
而且在对微小电容的测量过程中，更容易受到噪声的影响，测试精度上也存在较大挑战。现有技术中通过增大设计器件面积、提高器件电容值的方法，使器件可以用低频测量，并降低噪声的影响来解决微小电容测量问题，现有的方法会造成增加测试和生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微小电容测试电路，可以精确的针对微小电容进行测试。为此，本发明还提供一种微小电容测试方法，它利用上述微小电容测试电路的测试数据计算得出微小电容的电容值，从而提高微小电容的测试精度。
为解决上述技术问题，本发明微小电容测试电路所采用的技术方案是，包括待测电容C1，其一端与参考电容C2相连接，另一端与测试输入电压Vin相连接，测试输入电压Vin的另一端接地，参考电容C2一端与待测电容C1相连接，另一端接地，测试输出电压Vout在待测电容C1与参考电容C2的连接处。
本发明微小电容测试方法所采用的技术方案是，包括以下步骤：第一步，测量参考电容C2的电容值；第二步，在测试输入电压处加电压值Vin，并测量相应的测试输出电压值Vout，重复多次得到多组测试输入电压值Vin和测试输出电压值Vout；第三步，根据第二步的数据计算Vout随Vin变化的斜率S；第四步，通过公式C1＝C2*S/(1-S)计算待测电容C1电容值。
本发明微小电容测试电路，采用电容分压器的结构，将电容测试转换为电压测量，可以精确的测试微小电容的电容值。本发明微小电容测试方法，通过参考电容测量微小电容的计算模型，利用多组数据得出测试输出电压随测试输入电压的变化斜率，计算得出精确的微小电容值，可提高微小电容的测量精度，并且可以降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明微小电容测试电路示意图；
图2为本发明微小电容测试方法流程示意图；
图3为测试输出电压随测试输入电压的变化斜率图。
具体实施方式
如图1所示，本发明微小电容测试电路所采用的技术方案是，包括待测电容C1，其一端与参考电容C2相连接，另一端与测试输入电压Vin相连接，测试输入电压Vin的另一端接地，参考电容C2一端与待测电容C1相连接，另一端接地，测试输出电压Vout在待测电容C1与参考电容C2的连接处。其中，参考电容C2与待测电容C1为相同结构电容，并且参考电容C2的电容值在待测电容C1的电容值10-100倍之间，参考电容C2可以为多个待测电容C1并联形成。
如图2所示，本发明微小电容测试方法包括以下步骤：第一步，测量参考电容C2的电容值；第二步，在测试输入电压处加电压值Vin，并测量相应的测试输出电压值Vout，重复多次得到多组测试输入电压值Vin和测试输出电压值Vout；第三步，如图2所示，根据第二步的数据采用最小二乘法拟合方法，计算Vout随Vin变化的斜率S，S＝Vout/Vin＝C1/(C1+C2)；第四步，通过公式C1＝C2*S/(1-S)计算待测电容C1电容值。
本发明微小电容测试电路，利用电容压原理，采用电容分压器的结构，将电容测试转换为电压测量，测试微小电容的电容值。本发明微小电容测试方法，通过测量微小电容测试电路输出电压随测试输入电压的变化斜率，计算待测电容值。本发明不仅能够测量待测电容值，还可以在不提高测试成本的基础上提高测试精度，从而提高测试效率和生产效率。

Claims (6)

1.一种微小电容测试电路，其特征在于，包括待测电容(C1)，其一端与参考电容(C2)相连接，另一端与测试输入电压(Vin)相连接，测试输入电压(Vin)的另一端接地，参考电容(C2)一端与待测电容(C1)相连接，另一端接地，测试输出电压(Vout)在待测电容(C1)与参考电容(C2)的连接处。
2.如权利要求1所述的微小电容测试电路，其特征在于，参考电容(C2)与待测电容(C1)为相同结构电容。
3.如权利要求1所述的微小电容测试电路，其特征在于，参考电容(C2)为多组待测电容(C1)并联。
4.如权利要求2所述的微小电容测试电路，其特征在于，参考电容(C2)的电容值在待测电容(C1)的电容值10-100倍之间。
5.一种利用权利要求1微小电容测试电路的微小电容测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，测量参考电容(C2)的电容值；
第二步，在测试输入电压(Vin)加电压值Vin，并测量相应的测试输出电压(Vout)电压值Vout，重复多次得到多组测试输入电压值Vin和测试输出电压值Vout；
第三步，根据第二步的数据计算Vout随Vin变化的斜率S；
第四步，通过公式C1＝C2*S/(1-S)计算待测电容(C1)电容值。
6.如权利要求5所述的微小电容测试方法，其特征在于，第三步中采用最小二乘法拟合方法计算Vout随Vin变化的斜率S。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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