電容器組合壓力測試的製作方法
2023-04-25 21:59:21 2
本發明涉及集成電路電容器測量及測試。
背景技術：
集成電路的受控且成功的製造需要評估，其包含所製造的裝置中的各種參數及行為的測量、測試、可靠性及可預測性。一個特定的參數實例是電容，其包含在電路功能本身中希望作為電容器的結構的電容。在給定結構中及在所製造的集成電路的群體上兩者中，電容的變化可能受到製造變化、溫度依賴性、電壓依賴性、裝置結構及其它製造參數及操作條件的影響或由其引起，其包含給定電路內的電容器中的電容的變化。
在現代模/數轉換器的設計中已經解決電容變化及電容器失配。在第7,136,006號、第6,891,486號、第8,686,744號美國專利(所有這三個專利由此共同轉讓)以及坦(Tan)等人的「高性能差分A/D轉換器的誤差校正技術(Error Correction Techniques for High-Performance Differential A/D Converters)」(固態電路雜誌，第25卷，第6期(IEEE，1990)，第1318到1327頁)中描述校準及校正技術的實例，所有這些文獻以引用的方式併入本文中。
出於校準、微調及過程控制的目的，電容器行為的測量以及功能及參數電氣測試在例如以晶片形式的製造的裝置中是有用的。出於此類目的，並且出於例如電路壽命、耐久性及操作極限確定的額外考慮，電路元件的壓力測試也可為有用的。
圖1說明用於測量電容器C1與C2之間的失配的常規電路，例如通過評估一個(或每一)電容器相對於另一個電容器的電容。電容器C1及C2串聯連接在端子V1與V2之間。實際上，電容器C2可為「參考」電容器，電容器C1的電容將相對於電容器C2被測量。電容器C1與C2之間的節點VINT連接到p溝道金屬氧化物半導體(MOS)電晶體14的柵極，電晶體14的漏極處於接地電平並且其源極通過電流源12連接到偏置電壓VDD。在此實例中，電晶體14的主體連接到其源極。
在操作中，電流源12經偏置以產生恆定電流I1，且偏置電壓VDD足夠正(相對於電晶體14的漏極處的接地電壓)以將電晶體14置於飽和。電晶體14在那些條件下作為「源極跟隨器」操作，這是因為電晶體14處於飽和，並且恆定的源極-漏極電流I1迫使電晶體柵極到源極電壓VGS恆定。因此，理想地，電晶體14的源極處的輸出電壓VOUT(或隨時間指定的VOUT(t))跟隨其柵極(其在節點VINT處)處的電壓的改變。
為執行電容器C1及C2的相對電容的測量，節點V2處的電壓保持恆定(例如，接地)，且節點V1處的電壓通過從起始電壓(例如，接地)線性增大到較高電壓而隨時間斜升。中間節點VINT處的電壓也將通過斜升來響應於斜升電壓V1，但根據電容器C1及C2的分壓器，具有更平坦的斜率，如以下等式中所展示：
因此，等式1將節點VINT處的預期增加的電壓斜率定義為
此外，並且也是理想地，來自電晶體14的源極跟隨器的輸出電壓VOUT的斜率以與斜升電壓VINT(t)相同的斜率增加，因此VOUT的上升的預期斜率如以下等式中所展示：
作為前述的結果，響應於節點V1處的斜升電壓，可測量電壓VOUT(t)並確定其斜率，藉此可根據以下等式確定電容器C1及C2的電容：
根據等式3，如果標稱上電容器C1與C2的電容相等，那麼理想地等式3的比率將等於一。或者，如果標稱電容是準確的，那麼其理想比率應通過等式3並通過評估VOUT(t)的斜率來確認。然而，實際上，圖1的源極跟隨器電路的行為不是理想的，尤其是在現代亞微米電晶體中。在圖1的電路中，電晶體14的漏極到源極電壓隨著節點VINT處的電壓(以及電晶體源極處的VOUT)的增加而改變。漏極到源極電壓的這種調製引起柵極電壓的一些改變消耗在對裝置中的寄生結電容進行充電或放電時。此外，由於漏極誘發的勢壘降低的機制，電晶體閾值電壓響應於漏極到主體節點電壓的改變而調製。這些效應導致輸出電壓VOUT(t)的斜率不僅僅反映電容器C1及C2的相對電容，而且比率還將反映電容效應以及電晶體14的閾值電壓在測量的持續時間內的變化。所得輸出電壓VOUT(t)因此將包含非線性，其可能是相當大的。所得電容測量的不準確性與例如希望用於某些精密電路的電容器不兼容。
第8,686,744號美國專利(其特此以引用的方式併入本文中且與本申請案共同擁有)描述出於測試兩個電容器的電容值中的失配的目的也將節點(存在於兩個串聯連接的電容器之間)連接到源極跟隨器電晶體配置的至少一個實例。更具體來說，第一斜升電壓源被施加跨越兩個電容器，而第二斜升電壓源(以第一電壓源的一半速率增加)被施加到源極跟隨器的漏極。同時，監測源極跟隨器的輸出，這將提供與兩個電容器中的第一個電容器成比例的第一斜率。可評估第一斜率與第二斜率的比率以確定在兩個電容器的電容值之間是否存在匹配。
電容器可靠性是電路設計、使用及操作規範建立時的額外考慮因素。鑑於這些考慮已經使用各種模型及測試，其中某些此類模型通常是基於電介質擊穿。有時試圖進行測試，但對電氣壓力下的小電容偏移的準確測量是困難的，並且關於電容器如何隨時間退化的可用數據是非常有限的。
技術實現要素：
在評估第一電容器的至少一個參數的方法的所描述的實例中，所述方法將電容器網絡中的至少三個電容器耦合到公共節點。第一，所述方法將第一電壓範圍施加到電容器網絡以用於引起跨越所述第一電容器的第一電壓降，並且其響應於所述第一電壓範圍來評估至少一個參數。第二，所述方法將第二電壓範圍施加到所述電容器網絡以用於引起跨越所述第一電容器的第二電壓降，所述第二電壓降大於所述第一電壓降，並且其響應於所述第二電壓範圍來評估所述至少一個參數。
附圖說明
圖1說明用於測量電容器C1與C2之間的失配的常規電路。
圖2是電容器評估配置的框圖。
圖3是圖2的評估配置的操作的實例方法的流程圖。
圖4說明圖2的評估配置的實例實施例。
圖5a說明圖4的實例實施例，其中選擇電容器C1及C2同時允許電容器C3浮動。
圖5b說明圖5a的實例實施例，但其中電容器輸入電壓針對端子V1及V2反轉。
圖5c說明圖4的實例實施例，其中選擇電容器C1及C3同時允許電容器C2浮動。
圖5d說明圖4的實例實施例，其中對電容器C2進行壓力測試。
圖5e說明圖4的實例實施例，其中在標稱電平下重新評估壓力測試後電容器C2。
圖6更詳細說明圖3的第一過程。
圖7是來自圖5a的配置的實例信號的標繪圖。
圖8更詳細說明圖3的第二過程。
圖9更詳細說明圖3的第三過程。
圖10是來自圖5d的配置的實例信號的標繪圖。
圖11說明圖10的VOUT1及VOUT2斜率的增量。
圖12及13是可以從受壓力電容器的電阻改變中預期的各種電壓信號的標繪圖。
具體實施方式
圖2是電容器評估配置20的框圖，其包含形成為集成電路25的部分的電容網絡22及緩衝器24，其中集成電路25可表示各種不同裝置中的任何者，並且可包含用於設計、測試及規格確認目的的配置20。集成電路25以各種方式進一步連接到自動測試設備26，如在電路設計期間或稍後在驗證或操作測試時可實現。在實例實施例中，自動測試設備26可通過集成電路(例如，除了集成電路25之外或包含集成電路25)內的內部電路來體現，或者實驗室臺設備類似地可與集成電路25接口連接。此外，在實例實施例中，電容網絡22包含至少三個電容器C1、C2及C3，每一電容器具有相同的標稱電容(但鑑於本文獻的關於比率及其它方面的教示，可使用不同的值)。這些電容器中的每一者具有耦合到共有中間節點VINT的第一端子，且節點VINT也作為輸入連接到緩衝器24。緩衝器24提供輸出端子VOUT，其耦合到自動測試設備26並由自動測試設備26監測。自動測試設備26還具有到電容器C1、C2及C3中的每一者的第二端子的相應連接，並且為便於參考，每一此第二端子由於從自動測試設備26接收相應的電壓Vl、V2及V3而在本文中被稱為輸入。舉例來說，電容器C1具有連接到VINT的一個端子及從自動測試設備26接收該電壓的相反端子V1。類似地，電容器C2具有輸入端子/電壓V2，且電容器C3具有輸入端子/電壓V3。此外，端子Vl、V2、V3及VOUT可通過用於耦合到設備26的測試墊實現。
圖3是圖2的評估配置20的操作的實例方法10的流程圖。方法10允許自動測試設備26控制電容網絡22中的電容器的電配置，以可替代的方式選擇性地將電容器偏置，並且測試結果電壓及配置及偏置的影響。更特定來說，在節點VINT處評估此類參數，節點VINT由緩衝器24隔離以減少在此類評估期間測試設備的影響，因此參數也同等地可經由端子VOUT測試，同時減小測試對出現在節點VINT處的電壓的影響。
根據方法10，第一過程200測量電容器C1、C2及C3中的每一者或某些類型的隧道FET的標稱電容(相對)。如下文結合圖6所論述，在一個實例中，通過一次將電容網絡22中的三個電容器中的兩者配對並且在標稱電壓下測量此一對中的每一電容器的電容，且接著重複直到所有電容器被至少測量一次來執行過程200。接下來，第二過程300將超過標稱電壓的壓力電壓施加到電容網絡22中的至少一個電容器。舉例來說，過程200的標稱電壓可為部件/裝置/電路指定值，對於所述值，預期某一百分比的產率(例如，操作規範)，而過程300的壓力電壓是比標稱電壓大的某個百分比(例如，百分之一)。因此，過程300壓力電壓希望對受壓力電容器的設計及操作的極限「施壓」。方法10以第三過程400結束，其中進行關於來自過程300的跨越一個受壓力電容器上的電壓增加(例如其電容的額外標稱測量)的觀察及分析。此外，可評估來自過程300的與受壓力電容器相關聯的其它參數。在任何情況下，通過過程400的重複標稱評估，實例實施例評估並觀察與來自過程200的可比較參數相比的受壓力電容器的參數行為的任何改變。任何此改變可證明或暗示任選的額外測試以確定受壓力電容器的任何故障。舉例來說，受壓力電容器的電容可增加或減小。作為另一實例，受壓力電容器可產生其電介質的電阻減小，例如通過電容器在已被施加壓力之後跨越電容器的洩漏所表現出來。
圖4說明圖2的評估配置20，具有緩衝器24的額外示意性細節。在圖4的實例實施例中，緩衝器24包含來自上文併入的第8,686,744號美國專利的裝置及連接。在此實例中，裝置及連接包含p溝道MOS電晶體28，其柵極連接到中間節點VINT。電晶體28的漏極連接到參考電壓端子VR，且電晶體28的源極連接到端子VOUT並通過電流源30連接到供電電壓VDD。電晶體28的主體節點連接到其源節點，或如果需要，連接到襯底連接。電流源30是常規電流源裝置，例如由參考電壓偏置的MOS電晶體，以傳導基本恆定的電流；還可使用電流鏡或用於提供基本恆定電流的其它電路。雖然在以上論述的圖2中未展示，圖4還提供自動測試設備26到緩衝器24(例如，到參考端子VR)的連接以促進緩衝效應。
電晶體28可替代地被實現為n溝道MOS電晶體，在這種情況下輸出端子VOUT將連接到所述n溝道裝置的源極。
在緩衝器24的操作中，電晶體28被偏置到其飽和區中，並且由於電流源30提供基本上恆定的源極-漏極電流I1而作為源極跟隨器裝置操作。此恆定的源極-漏極電流I1使電晶體28具有恆定的柵極到源極電壓。因此，電晶體28的柵極處的電壓(呈現在中間節點VINT處)的改變直接反映在輸出端子VOUT處。輸出端子VOUT處的電壓跟蹤中間節點VINT處的電壓的精確度優於圖1方法，並取決於電流源30的提供恆定電流I1的操作。因此，出於此描述的目的，待由電流源30提供的「基本上恆定」的電流I1是指足夠恆定以滿足本文所描述的電容測試及評估的所要準確度。
圖5a到5e說明通過自動測試設備26向圖4的電容網絡22施加各種電壓，雖然在這些後面的圖中去除虛線矩形及標記22以簡化說明及論述。此外，圖6、8及9分別進一步詳細說明圖3的過程100、200及300，且對應於圖5a到5f的各種說明。
圖6更詳細說明圖3的過程200，並且開始於步驟202，在步驟202中，電容網絡22中的三個電容器中的兩者由設備26選擇。此電容器選擇可通過建立圖5a的連接來實現，其中在此實例中所選擇的電容器是C1及C2。因此，在此實例中，允許電容器C3浮動(或者，替代地，其端子V3可連接到參考電壓VR)。
接下來在圖6中，步驟204使用設備26並在標稱電壓範圍內以絕對或相對方式測量在步驟202中所選擇的兩個電容器的電容。此步驟的實例在圖5中展示，且與圖5a相關聯的操作類似於第8,686,744號美國專利中的雙電容器配置及操作。更特定來說，端子V2被偏置到例如接地的參考電壓(在圖5a中展示為0伏)，且電源電壓VDD被施加到電流源30。同時，通過自動測試設備26使施加到偏置端子V1的電壓以所選擇的時間改變速率斜升(從低電壓(例如施加到端子V2的電壓)開始且增加到標稱電壓(在圖5a中展示為6伏))來執行電容器C1及C2的相對電容的測量。同時，並且在端子V1處的斜升電壓的同一周期內，自動測試設備26也從例如接地的低電壓開始將斜升電壓施加到偏置參考端子VR。選擇施加到端子VR的電壓相對於施加到端子V1的電壓的時間改變速率，以保持跨電晶體28的基本上恆定的漏極到源極電壓降，優選地通過使端子VR處的電壓斜升到等於節點VINT處的預期電壓增加，步驟204中展示為E{VINT}。假設電容器C1及C2預期具有相等標稱電容，則它們應將施加到端子V1的斜升0伏到6伏均等地分壓，藉此致使節點VINT(即，跨越電容器C2)處的電壓從0斜升到3伏；因此，在施加到V1的電壓從0伏斜升到6伏的同時(即，在預期分壓到VINT的電壓基於C1及C2的相等電容從0伏斜升到3伏的同時)，也優選地施加從0伏斜升到3伏的端子VR處的斜升電壓(如由設備26施加)。
更詳細地看前面的操作，例如從電路設計或基於針對評估配置20的例子的批次或晶片的電介質性質及特徵大小的實際測量結果來確定(優選地先驗地)標稱電容器分壓器比率Cp(由電容器C1及C2表示)。分壓器比率Cp確定中間節點VINT處的電壓將相對於端子V1處的所施加電壓的斜升而斜升的速率。特定來說，且根據電路分析，電容器C1與C2之間的中間節點VINT處的電壓可如以下所展示的等式中導出：
其中V1(t)是端子V1處的時間相關(即，斜升)電壓，VINT(t)是中間節點VINT處的時間相關電壓，且C1及C2是相應電容器的標稱電容值。因此，電容器分壓器比率Cp可容易地從標稱電容C1及C2導出，如以下等式中所展示：
根據等式5，當(如在實例實施例中)電容器C1及C2(或C3，下文所論述)具有相同電容時，則根據等式5可容易地計算分壓器比率CP，如以下等式中所展示：
因此，等式5.1證實，對於相等值的電容器，分壓器比率預期為一半。因此，對於跨越串聯連接的那些電容器所施加的斜升電壓範圍，分壓到它們之間的中間節點(VINT)的電壓應為所述範圍的一半。
此外，施加到端子VR(通過設備26)的參考電壓經選擇以在值及時間上匹配預期在VINT處發生的電壓。在選擇或以其它方式標識將被施加到端子V1的電壓的時間改變速率(即，斜率)之後，施加到端子VR的電壓的時間改變速率(即，斜率)接著被確定為分壓器比率CP與端子V1處的電壓斜坡的斜率的積。
結合圖5a的實例及圖7中的標繪圖進一步論述上述方面的效果，其中圖7展示跨越其水平軸的時間及跨越其垂直軸的電壓。如上文所描述，分壓器比率CP對應於端子V1處的電壓的出現在中間節點VINT處的分率。因此，如果端子V1處的電壓隨時間的斜率為S，那麼中間端子VINT處的電壓的斜率將對應於分壓器比率CP及斜率S的積。並且，在實例實施例中，實例CP＝1/2(參見等式5.1)。因此，VINT處的預期電壓將為1/2(V1)，並且(如上所提及)此電壓因此施加到端子VR。因此，自動測試設備26使參考端子VR處的電壓以與端子VINT處的電壓的預期改變速率相同的改變速率斜升。因此，在圖5a的實例中，由設備26施加到端子V1的電容器輸入電壓在時間周期上從0伏斜升到6伏，且由設備26施加到參考端子VR的電壓在同一時間周期上從0伏斜升到3伏。這兩個信號也在圖5的標繪圖中展示。
如上所描述，假定電流源30供應恆定的源極-漏極電流，電晶體28作為源極跟隨器操作。當電晶體28處於其飽和區域中(在施加足夠高的供電電壓VDD時發生)，電晶體28的柵極到源極電壓將保持恆定。隨著中間節點VINT處的電壓隨著端子V1處的電壓斜升而隨時間增加，端子VOUT處的輸出電壓隨時間增加。並且因為電晶體28的漏極處的端子VR處的電壓以與中間節點VINT處的預期電壓相同的速率斜升，電晶體28的漏極到源極電壓將保持恆定。因此，端子V1及VR處的電壓同時由設備26斜升，在此期間測量端子VOUT處的電壓。因此，在端子VR處的施加電壓與端子V1處的電壓的同時斜升(VR以相對於V1的對應於分壓器比率CP的減小的斜率)致使電晶體28的漏極到源極電壓保持基本上恆定，甚至在源極電壓(在端子VOUT處)隨著中間節點VINT處的上升電壓而上升時亦如此。通過維持漏極到源極電壓及柵極到源極電壓恆定，電晶體28呈現給中間節點VINT的寄生電容在施加電壓範圍內保持恆定，藉此實現緩衝器24的預期隔離或緩衝效應。因此，在端子VOUT處的所得源極電壓(如圖7的標繪圖中所展示)因此不會受到這些裝置寄生電容的充電及放電的非線性影響。此外，歸因於漏極效應的電晶體28的閾值電壓的偏移極大地減小。因此，與其它技術相比較，電容匹配(或失配)的以下測量更精確。
設備26使用時間相關電壓VOUT(t)對端子V1處的斜升電壓的響應的斜率來確定C1及C2的相對電容，如以下等式中所展示：
在操作中，自動測試設備26(或其它替代電路或方法)確定測量的輸出電壓VOUT(t)的斜率S。根據斜率S，設備26求解電容的相對比率C2/C1。在此比率偏離基於標稱電容C1及C2所預期的比率的範圍內，此偏差將對應於電容器C1與C2之間的電容失配。舉例來說，在其中C1＝C2的此實施例中，預期的斜率將容易根據等式6計算，如以下等式中所展示：
根據等式6.1，當C1＝C2時，輸出電壓VOUT(t)的預期斜率S將為1/2，並且在所測量的斜率不同於1/2的範圍內，在電容器C1與C2之間檢測到電容失配(即，關於電容，C1≠C2)。
圖5b說明額外的或替代的標稱測量，其中電容器輸入電壓對於端子V1及V2反轉。因此，設備26將0伏施加到端子V1，且將0到6伏的斜升電壓施加到端子V2。上文論述的方面將再次應用於圖5b，其中VINT在此表示(相對於接地)跨越C1的電壓。如果在實施圖5a的配置之外還實施圖5b的配置，那麼對於兩種配置，VOUT處的最終值應相同，藉此確認C1＝C2。如果VOUT的值對於每一者都不同，那麼在那些電容值之間存在失配，如再次可針對任一配置根據VOUT的斜率來確定。
返回圖7，並且已經結合圖5a及5b的說明全面詳述其步驟204，下一步驟206可引起優選地對於電容網絡22中的潛在電容器的所有不同配對進行額外迭代。舉例來說，在具有成對電容器C1及C2的圖5a及5b中，步驟206將確定不是網絡(例如，具有三個電容器)中的所有電容器已配對，在這種情況下，方法200相對於另一對電容器重複步驟202及204。圖5c說明設備26對電容器C1與C3的配對，其中電容器C2浮動。再次，一個電容器(例如，C1)接收固定端子電壓，而在一段時間期間，所述對中的另一個電容器(例如，C3)接收斜升電壓，而在相同時間周期期間，參考VR在E{VINT}下斜升。此外，設備26監測在此時間期間的VOUT(t)並確定其斜率S，根據斜率S確定所述斜率是否表示電容C3/C1的預期相對比率。在此比率偏離基於標稱電容C1及C3預期的比率的範圍內(如果存在)，此偏差將對應於電容器C1與C3之間的電容失配。以上步驟也可關於電容器C2及C3重複。
完成圖6，在如上所描述評估網絡22中的每一對電容器之後，步驟206確定沒有其它電容器需要此評估，且過程200完成。如圖2所展示，在過程200完成之後，進行下一過程300。
圖8說明與圖2的電容器壓力過程300相結合的額外步驟，如結合圖5d進一步論述。在步驟302中，設備26配置網絡22中的電容器，使得待進行壓力測試的電容器具有比將包含在壓力測試中的其它電容器的組合(或等效)電容更小的電容量。舉例來說，在圖5d中，假設電容器C2待進行壓力測試；因此，步驟302配置網絡22中的兩個其它電容器，其在此實例中僅包含兩個其它電容器C1及C3，使得這兩個配置的電容器的電容共同超過待被施加壓力的電容器C2。在實例實施例中，通過將配置的電容器C1及C3並聯連接來實現該相對電容，這是通過將相同電勢連接到其相應端子V1及V3而電氣地實現。因此，在圖5d中，展示由設備26連接到端子V1及V3的0伏的共同電壓。此外，設備26可包含切換電路(未明確展示)以將端子V1及V3直接彼此連接，同時將共同電壓施加到所述連接，或者每一端子可個別地接收共有電壓電平。
接下來，在過程300中，步驟304跨越包含待受壓力電容器的電容器施加斜升電壓電平，其中選擇電壓範圍以標稱地使受壓力電容器偏置超過其標稱值。在此實例中，電容器C2如上文所描述那樣標稱地偏置到3伏。因此，在實例性實施例中，並且出於對電容器施加壓力的目的，步驟304導致大於3伏的偏置。在一個實施例中，通過將C1及C3配置為與C2串聯的並聯電容而通過電容的改變來實現增加的偏置。因此，在此改變的配置中C2將必然降低額外電壓。此外，可通過增加施加到V2的斜升電壓(例如，大於在過程200的步驟204中使用的斜升電壓)來進一步增加壓力電壓。舉例來說，在圖5a中，將0到6伏的標稱電壓範圍施加到電容器C2的端子V1，從而導致跨越其的3伏的標稱偏置。相比之下，在圖5d中，將0到9伏的增加的(即，施壓)電壓範圍施加到電容器C2的端子V2(其將跨越電容器C2下降約6伏)，以將電容器C2置於受壓力狀態。
與緩衝器24的先前論述部分一致的步驟304也將第二斜升電壓施加到端子VR。然而，步驟304與先前的步驟204的不同之處在於考慮到圖5e的配置不再僅具有兩個串聯的相等電容器。更具體來說(例如，參考圖5d)，所得電容網絡是C2與C1及C3的並聯連接串聯。因此，藉此產生分壓器，並且跨越分壓器中的串聯電容的電壓降與分壓器的總電容值成反比。因此，節點VINT的電壓斜坡(即，跨越電容器C1及並聯的C3的電壓)如以下等式中所展示：
此外，由於在此實例中所有三個電容值標稱上相等(並且在過程200中被確認)，在到端子V2的電壓達到其最大值9.0伏之後，預期電壓VINT將上升到3.0伏，如以下等式中所展示：
預期VINT將在V2從0伏斜升到9伏的相同時間周期從0伏斜升到3伏，設備26同樣將參考電壓VR從0伏斜升到3伏(即，到E{VINT})。如果先前步驟確定電容器C1、C2及C3中的任何者中的失配，那麼可根據本文的教示進行調整以相應地調整VR的斜升。
繼續圖5d的實例，如果端子V2及VR的偏置使節點VINT從0伏斜升到3伏，那麼電壓的其餘部分跨越分壓器。因此，跨越受壓力電容器C2的電壓將斜升至總共6伏。因此，雖然電容器C2在標稱測量過程200期間下降3.0伏，但壓力過程300(及其步驟304)將所述下降電壓加倍到6.0伏，藉此將電容器施加壓力到其標稱偏置的兩倍。雖然實例演示偏置增加100％的壓力，但可實施其它值(大於標稱偏置值)。
圖9說明與圖2的過程400的觀察及分析結合的額外步驟，如結合圖5e的配置及圖10到13的標繪圖中進一步論述。
在步驟402中，當施加斜升電容器輸入電壓(例如，到端子V2)並將斜升參考電壓施加到端子VR時，設備26監測VOUT(t)。一般來說，並且沒有壓力測試後電容器(例如，C2)的任何災難性故障，信號將採取圖10所展示的形式，其(類似於圖7)展示跨越其水平軸的時間及跨越其垂直軸的電壓。因此，圖10確認以上論述的各種方面。舉例來說，在相同的時間周期期間，V2從0伏斜升到9伏，而VR及VINT兩者都從0伏斜升到約3伏。此外，因為柵極到源極電勢及源極到漏極電勢兩者都保持相對恆定(歸因於在VR處的斜坡跟蹤在VINT處的斜坡)，VOUT具有與VINT(及VR)大致相同的斜率，但歸因於電晶體28的閾值電壓高約0.5伏。在所有情況下，與圖10的預期VOUT的任何顯著偏離(斜率或幅值)可指示受壓力電容器的災難性故障。
在步驟404中，設備26重複先前結合圖6的步驟204論述的標稱測量，但步驟404是相對於現在的壓力測試後電容器進行的，所述電容器是由過程300(及其步驟304)施加壓力的電容器。舉例來說，參考先前論述及圖5a。然而，在實例實施例中，進行標稱測量兩次，在第一種情況下將標稱電容器輸入電壓(例如，0到6伏)施加到受壓力的電容器(通過端子V2施加到C2，如圖5a中所展示)以產生本文中指示為VOUT1的對應輸出，並且在第二種情況下，通過將其施加到非受壓力電容器(例如，通過端子V1施加到C1)以產生本文指示為VOUT2的對應輸出。針對跨越非受壓力電容器的所得電壓的VOUT1及針對跨越壓力測試後電容器的所得電壓的VOUT2以例示方式展示於圖10的標繪圖中。
在步驟406中，設備26比較VOUT1與VOUT2的斜率，如通過圖10中的實例標繪圖再次可理解。因此，如果壓力測試後電容器歸因於壓力過程300而具有其操作參數的變化，那麼其斜率應不同於在先前的標稱過程200中測量的斜率。此外，假設壓力測試後電容器與非受壓力電容器在壓力過程300之前原本具有相同的電容，則如果在壓力測試後電容器中沒有發生改變，那麼VOUT1及VOUT2的斜率應基本相同。然而，在圖10的標繪圖中，VOUT1及VOUT2的斜率不同，特別是在輸入電壓(V2或V1)增加時。此差值或增量由設備26評估，如由圖11中的實例標繪圖中所展示。較大的增量指示由壓力過程300導致的壓力測試後電容器的較大改變。
在步驟408中，設備26確定在步驟402至406中的任何者中評估的壓力測試後電容器參數是否落在預期範圍內。可考慮到各種考慮因素，包含測試的參數、設計規格、工藝變化、電容器大小及類型來建立此類範圍。舉例來說，設備26可比較圖11的增量與一些閾值，因此低於閾值的增量指示沒有或很少的裝置故障，而高於閾值的增量指示故障，例如由於壓力而導致的電容值的增加或減少，或電容器中的洩漏電阻的形成。同樣可考慮其它參數。如果所有參數都在預期內，那麼方法400可完成。
在步驟408中，如果一或多個參數在預期之外(例如，超過閾值)，那麼方法400可繼續到步驟410用於額外測試。在一個實例實施例中，額外的此類測試對於壓力測試後電容器重複標稱測量(例如，其中用於壓力測試後電容器的端子(例如，V2)設置為0伏，且非受壓力電容器(例如，V1)的端子從0伏斜升到6伏)，以評估跨越壓力測試後電容器下降的電壓。然而，步驟410進一步將斜升參考電壓VR改變為比在步驟404中使用的更小的值，其中所述減小可為量X，如步驟410所展示。因此，在步驟404施加從0伏開始達到E{VINT}的範圍(到端子VR)處，步驟410施加從0-X伏開始達到E{VINT}-X的範圍的VR。因此，在重複的標稱測量的步驟410中施加到端子VR的最高電壓應小於中間節點VINT將達到的預期值(即，少X)。舉例來說，圖5e說明此步驟，其中X＝1，因此並非如上文描述(結合圖5e)設備26將VR從0伏斜升到3伏，設備26使端子VR從-1伏斜升到2伏。下文進一步論述施加此較低斜升參考電壓VR的基礎。
在步驟412中，設備26確定VOUT是否改變或改變是否超過某一閾值，如在使用VR＝E{VINT}的步驟404標稱測量與使用VR＝E(VINT)-X的步驟410標稱測量之間。如果不發生VOUT中的此變化，那麼方法400繼續到步驟414，其結論是與在壓力之前的值相比較，壓力測試後電容器的VOUT斜率的改變(在步驟408中檢測到的)主要是已發生在受壓力電容器的電容中的改變。相反，如果確實發生VOUT中的此改變，那麼方法400繼續到步驟416，其結論是與在壓力之前的值相比較，壓力測試後電容器的VOUT斜率中的改變主要是已發生在受壓力電容器的電阻中的改變。下文進一步論述步驟414及416的替代確定的基礎。
參考圖5e的額外論述、鑑於所述圖式中的V1(t)及VR的值來理解步驟414及416中的結論。具體來說，當V1及VR兩者都向上斜升時，如果壓力測試後電容器C2相對不受壓力過程300影響，那麼預期是：當V1達到其最高值6伏時，跨越C2下降3伏，因此VINT將在大約3伏，且VOUT將因此為至少3伏，如果沒有達到高於跨越C2下降的電壓的一個閾值電壓(例如，在此實例中為0.5伏)。然而，如果壓力過程300導致在電容器C2中形成足夠的電阻性洩漏(例如，隧道電阻)，那麼在V1達到其最高值6伏之後，通過電容器C2的電阻性洩漏提供到接地的洩漏路徑，因此VINT將從3伏下降，且VOUT將相應地下降。然而，在此情況下，因為電晶體28處於飽和模式，那麼VOUT無法下降到低於VR的最高電壓，即，在此實例中為2伏。在任何情況下，藉助於洩露電阻，VOUT的值將(隨時間)朝向VR的上限值下降。因此，如通過比較步驟402與410的VOUT的步驟412所檢測的，具有此電平的VOUT的改變導致方法400繼續到步驟416，推斷受壓力電容器的主要改變是歸因於電阻改變。舉例來說，圖12及13說明可從受壓力電容器中的電阻改變預期的各種電壓信號的標繪圖，如由來自所述電路的步驟404的標稱測試所指示，其中所說明的時間(或所施加的壓力的持續時間)在圖12中比在圖13中的更短。因此，在圖12中，VINT無法上升到3.0伏的預期電平，其在圖13進一步展示為短暫上升到約2.5伏，然後下降到2.0伏。VINT無法上升到3.0伏在VOUT無法上升到大約3.5伏的預期值的事實中進一步得到反應且為可觀察的。因此，根據步驟410的額外測試及步驟412及416的分析可將VINT的此下降(如從VOUT的低值可明顯看出)識別為電容器中的壓力測試後電阻性改變。另一方面，如果步驟412確定步驟402及410的VOUT彼此是可比較的，例如在電晶體28的閾值電壓差值內，那麼方法400繼續到步驟414以推斷受壓力電容器的主要改變是歸因於電容改變。
因此，各種實施例提供對集成電路電容器測試及測量的改進。可應用實例實施例來分析各種電容器類型，例如金屬或結或柵極電容器，但在確定某些電容器的實例實施例的功效方面可考慮額外實際因素，例如不是很好匹配或具有電壓方差的電容器(這可能使分析不現實或不太有用)。實例實施例也可用於將電容器彼此進行比較。
在權利要求書範圍內，在所描述的實施例中修改是可能的，且其它實施例是可能的。