本發明涉及集成電路，尤其涉及一種集成電路的修復方法。

背景技術：

1、集成電路在長時間工作之后性能會退化，從而導致集成電路無法在設計壽命內正常工作。在集成電路的整體設計中，為了延長集成電路的壽命，需要結合生產后的測試對其進行優化設計。

2、現有技術中，對集成電路的老化進行修復，通常在集成電路制造完成后，對集成電路進行壽命測試，并結合實際應用過程中集成電路的老化情況，通過統計找到集成電路的失效原因，之后對集成電路的器件參數和結構參數進行優化以延長壽命。這種修復方法由于需要通過實際的壽命測試并結合生產后的實際老化情況進而調整參數，是對集成電路的重新設計，而在測試和修改參數過程中會消耗大量的時間并生產出大量壽命較短的集成電路，導致修復的效率低且缺乏實時性；同時，由于調整參數的方法限制較多，很難精確地且有效地延長集成電路的壽命，從而影響了集成電路在長時間工作過程中的性能。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種集成電路的修復方法，用于提高對集成電路的老化修復的實時性、修復精度和修復效果，從而提高集成電路在長時間工作過程中的性能。

2、為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：首先，提供待修復的集成電路。接下來，獲取待修復的集成電路的第一性能關聯參數和性能退化關聯參數；并根據第一性能關聯參數建立電路老化模型。接下來，對待修復的集成電路進行仿真，獲得仿真性能關聯參數；并根據電路老化模型、仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數，確定待修復的集成電路中的待修復晶體管和第一故障時間。接下來，獲取待修復晶體管的第二性能關聯參數。接下來，根據第二性能關聯參數、仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數，確定待修復晶體管的修復參數。接下來，采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式，并根據第一故障時間和修復參數對待修復晶體管進行修復。

3、采用上述技術方案的情況下，在對待修復的集成電路進行修復前，預先獲得待修復的集成電路第一性能關聯參數和性能退化關聯參數，該第一性能關聯參數能夠表征待修復的集成電路的工作狀態及在該工作狀態下所對應的工作參數。基于此，根據第一性能關聯參數建立待修復的集成電路包括的單個晶體管的電路老化模型，以便于對待修復的集成電路進行針對性的老化情況評估，從而準確得知待修復的集成電路的每個晶體管性能退化情況，提高仿真準確性。另外，性能退化關聯參數將作為待修復的集成電路的判斷閾值標準。之后根據得到的仿真性能關聯參數也即仿真結果，與性能退化關聯參數作對比，判斷待修復的集成電路中各晶體管的老化情況和第一故障時間，若某晶體管的仿真性能關聯參數滿足性能退化關聯參數中的退化標準，則將該部分認定為待修復晶體管，并在后續的修復過程中對待修復晶體管進行修復。其次，將仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數的比例作為衡量待修復晶體管的退化情況的參數，以便于后續修復待修復晶體管；且第一故障時間為認為待修復晶體管經該第一故障時間后仿真性能關聯參數滿足性能退化關聯參數中的退化標準。之后，獲取了待修復晶體管的第二性能關聯參數，第二性能關聯參數作為待修復晶體管的基礎器件參數，將作為確定后續修復方法的具體手段的依據。接下來，根據第二性能關聯參數、仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數，得到待修復晶體管的退化情況，并結合待修復晶體管的退化情況和待修復晶體管的基礎器件參數，確定對待修復晶體管進行修復的修復參數。最后，根據第一故障時間和修復參數采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式對待修復晶體管進行修復，相比于現有技術中，采用熱退火的方式對老化的待修復晶體管進行修復，需將待修復的集成電路整體進行熱退火，必然中斷應用待修復的集成電路的系統的正常工作，維修時間較長。本發明中采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式對待修復晶體管進行修復，相比于現有技術無需中斷應用待修復的集成電路的系統的正常工作，即可實現對待修復的集成電路的修復，大大降低了修復時間。并且，本發明提供的修復方法并不通過調整集成電路的器件參數后重新制造集成電路的方式進行修復，解決了現有技術中需要在生產集成電路后進行檢測從而調整集成電路的參數延長壽命的間接修復方式的低效率、低實時性的問題；并且由于修復時直接對待修復晶體管進行修復，可以通過較為保守的修復參數解決因仿真結果精度低導致的修復精度低和修復差的問題，從而提高待修復的集成電路在長時間工作過程中的性能。

4、作為一種可能的實施方案，第一性能關聯參數包括：設計工作溫度、設計最大電壓應力、設計工作時間、設計閾值電壓、設計飽和漏電流和設計電路導通延遲時間。

5、采用上述技術方案的情況下，第一性能關聯參數作為使得待修復的集成電路正常工作的參數，其用于建立電路老化模型，從而使用電路老化模型進行仿真。在此情況下，設計工作溫度、設計最大電壓應力和設計工作時間能夠全面表征待修復的集成電路的工作狀態，待修復的集成電路需要在設計工作溫度運行至少設計連續運行時間；設計閾值電壓、設計飽和漏電流和設計電路導通延遲時間這些參數能夠全面表征待修復的集成電路在工作狀態下所需要的各個參數，使得基于第一性能關聯參數建立的電路老化模型能夠準確表征待修復的集成電路的實際情況，提高仿真結果準確性，有利于提高本發明提供的修復方法的修復效果。

6、作為一種可能的實施方案，性能退化關聯參數包括：電路類型、退化閾值電壓、退化飽和漏電流和退化電路導通延遲時間；其中，電路類型包括：存儲器、運算器或放大器。

7、采用上述技術方案的情況下，性能退化關聯參數作為判斷待修復的集成電路的老化情況的標準，基于電路類型、退化閾值電壓、退化飽和漏電流和退化電路導通延遲時間這四個參數確定待修復的集成電路的老化情況的標準，能夠全面表征待修復的集成電路在工作狀態下所需要的各個參數，使得使用性能退化關聯參數判斷待修復的集成電路的判斷結果更有效，可以精準確定待修復晶體管，有利于提高本發明提供的修復方法的修復效果。

8、作為一種可能的實施方案，當待修復的集成電路為存儲器時，退化閾值電壓與設計閾值電壓之間的差值大于等于30mv；退化飽和漏電流與設計飽和漏電流之間的退化比例大于等于15％；設計電路導通延遲時間與退化電路導通延遲時間之間的退化比例大于等于30％。當待修復的集成電路為運算器時，退化閾值電壓與設計閾值電壓之間的差值大于等于30mv；退化飽和漏電流與設計飽和漏電流之間的退化比例大于等于15％；設計電路導通延遲時間與退化電路導通延遲時間之間的退化比例大于等于30％。當待修復的集成電路為放大器時，退化閾值電壓與設計閾值電壓之間的差值大于等于30mv；退化飽和漏電流與設計飽和漏電流之間的退化比例大于等于15％；設計電路導通延遲時間與退化電路導通延遲時間之間的退化比例大于等于30％。

9、采用上述技術方案的情況下，由于不同類型的待修復的集成電路具有不同的用途，不同類型的待修復的集成電路在不同參數上的故障標準可能相同也可能不同，從而根據不同類型的待修復的集成電路的工作特性，在不同參數上選擇合適的故障標準，從而提高本發明提供的修復方法的針對性，最終提高本發明提供的集成電路的修復方法的效果。

10、作為一種可能的實施方案，第二性能關聯參數包括：閾值電壓的下降量、亞閾值擺幅、跨導、電場強度分布、飽和漏電流、柵極區與漏極區的重疊長度、柵介質層厚度。

11、采用上述方案的情況下，第二性能關聯參數作為待修復晶體管的器件參數，在后續修復待修復晶體管時結合第二性能關聯參數修復待修復晶體管的器件老化。常見的器件老化例如熱載流子退化(hcd)，其源于加熱以及隨后載流子向柵氧化層的注入，導致在晶體管漏極結附近形成局部且不均勻的界面態和氧化層電荷堆積，所產生的缺陷會引發閾值電壓漂移、跨導退化、漏電流減小等情況，最終致使器件失效。并且，由于靠近漏極結的橫向電場導致載流子加熱和雪崩，而橫向電場影響載流子向柵氧化層的注入，晶體管內的電場分布也會對晶體管的熱載流子退化產生重要影響。在此情況下，閾值電壓的下降量、亞閾值擺幅、跨導、電場強度分布、飽和漏電流的下降量、柵極區與漏極區的重疊長度以及柵介質層厚度這些具體的參數作為待修復晶體管的器件參數，可以有效表征待修復晶體管的熱載流子退化情況，從而有利于后續準確計算第一故障時間和修復參數，提高本發明提供的修復方法的修復效果。

12、作為一種可能的實施方案，電路老化模型的關系式包括：

13、其中，vth為閾值電壓，a為閾值電壓退化參數1，k為玻爾茲曼常數，t為工作溫度，vg為應力偏壓，b為閾值電壓退化參數2，t為工作時間，n為時間指數。

14、采用上述方案的情況下，上述建立電路老化模型即為確定參數(此處填參數的字母代號)的具體值。在此情況下，電路老化模型中的閾值電壓使用上述關系式可以有效表征待修復的集成電路的老化情況，電路老化模型更精確，有利于提升本發明提供的修復方法的修復效果。

15、作為一種可能的實施方案，根據電路老化模型、仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數，確定待修復的集成電路中的待修復晶體管和第一故障時間，包括：根據電路老化模型和性能退化關聯參數計算第一故障時間；根據第一故障時間和仿真性能關聯參數，確定待修復晶體管。

16、采用上述方案的情況下，可以得到準確的第一故障時間，后續基于第一故障時間對待修復晶體管進行修復，可以保證待修復晶體管的性能衰減不超出設計值，從而保證本發明提供的修復方法的有效性。

17、作為一種可能的實施方案，仿真性能關聯參數包括：電路類型、仿真閾值電壓、仿真飽和漏電流和仿真電路導通延遲時間。修復參數包括：柵漏電壓、修復時間。

18、采用上述方案的情況下，仿真性能關聯參數作為電路老化模型仿真后的結果，仿真性能關聯參數與性能退化關聯參數具有相同的參數類型，與性能退化關聯參數進行比較，可以更有效地判斷待修復的集成電路的老化情況及待修復的集成電路中的待修復晶體管。修復參數作為后續修復時的操作參數，由于本發明提供的修復方法采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式進行修復，獲得修復時使用的柵漏電壓和修復時間能夠進一步地提高修復的效果，并確保修復的效果符合設計預期。

19、作為一種可能的實施方案，根據第二性能關聯參數、仿真性能關聯參數和性能退化關聯參數，確定待修復晶體管的修復參數，包括：根據第二性能關聯參數中的閾值電壓的下降量、亞閾值擺幅、跨導、電場強度分布、飽和漏電流的下降量、柵極區與漏極區的重疊長度、柵介質層厚度和仿真性能關聯參數中的仿真閾值電壓、仿真飽和漏電流和仿真電路導通延遲時間確定修復參數中的柵漏電壓、修復時間。

20、采用上述方案的情況下，上述修復參數中的柵漏電壓、修復時間是通過第二性能關聯參數中的閾值電壓的下降量、亞閾值擺幅、跨導、電場強度分布、飽和漏電流的下降量、柵極區與漏極區的重疊長度、柵介質層厚度和仿真性能關聯參數中的仿真閾值電壓、仿真飽和漏電流和仿真電路導通延遲時間結合分析得到，其被用于對待修復晶體管的修復。基于第二性能關聯參數中的閾值電壓、亞閾值擺幅、飽和漏電流、柵極區與漏極區的重疊長度、柵介質層厚度和仿真性能關聯參數中的仿真閾值電壓、仿真飽和漏電流和仿真電路導通延遲時間，能夠準確地確定對待修復晶體管修復時的柵漏電壓和修復時間，提高了本發明提供的集成電路的修復方法的修復效果。

21、作為一種可能的實施方案，采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式，并根據第一故障時間和修復參數對待修復晶體管進行修復，包括：在計時至第一故障時間后，根據修復參數，將待修復晶體管的柵極、源極和襯底置于低電平，將待修復晶體管的漏極置于高電平，引發柵誘導漏極泄漏電流；重新計時，并重復上述操作。

22、采用上述方案的情況下，在計時至第一故障時間后，對待修復晶體管使用柵誘導漏極泄漏電流進行修復，修復方法較為簡單，對應的修復電路也較為簡單，可以降低本發明提供的集成電路的修復方法的設計難度，降低在修復電路上的設計開銷和功耗開銷。

23、作為一種可能的實施方案，采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式，并根據第一故障時間和修復參數對待修復晶體管進行修復，包括：在計時至第一故障時間后，對待修復晶體管進行實時性能測試，獲得第三性能關聯參數；并根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數判斷當前性能退化比例。接下來，若當前性能退化比例大于等于性能退化閾值，則根據修復參數，將待修復晶體管的柵極、源極和襯底置于低電平，將待修復晶體管的漏極置于高電平，引發柵誘導漏極泄漏電流。接下來，若當前性能退化比例小于性能退化閾值，則根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數確定第二故障時間；并在計時至第二故障時間后，根據修復參數，將待修復晶體管的柵極、源極和襯底置于低電平，將待修復晶體管的漏極置于高電平，引發柵誘導漏極泄漏電流；且根據第二故障時間對第一故障時間進行更新。重新計時，并重復上述操作。

24、采用上述方案的情況下，第二故障時間和第一故障時間具有相同的時間起點；并且，性能退化閾值可以是人工根據實際需求獲得，也可以是性能退化關聯參數包括的退化閾值電壓與設計閾值電壓之間的差值的閾值、退化飽和漏電流與設計飽和漏電流之間的退化比例的閾值、設計電路導通延遲時間與退化電路導通延遲時間之間的退化比例大于等于的閾值。且第三性能關聯參數包括待修復晶體管的閾值電壓、飽和漏電流和電路導通延遲時間，根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數判斷當前性能退化比例是判斷待修復晶體管的閾值電壓、飽和漏電流和電路導通延遲時間的當前性能退化比例，并判斷該當前性能退化比例是否超出性能退化關聯參數包括的上述性能退化閾值。在此情況下，本發明提供了另外一種修復方式，提高了本發明提供的集成電路的修復方法的適用范圍。并且，由于在對待修復晶體管進行修復前，對待修復晶體管進行實時性能測試并獲得了第三性能關聯參數，之后根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數判斷當前性能退化比例，僅在當前性能退化比例大于等于性能退化閾值時才對待修復晶體管進行修復，減少了修復次數，避免了無效修復或多次修復使待修復晶體管器件結構產生損傷，有效延長待修復集成電路的壽命。

25、作為一種可能的實施方案，采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式，并根據第一故障時間和修復參數對待修復晶體管進行修復還包括：采用柵誘導漏極泄漏電流修復方式，使用修復電路根據第一故障時間和修復參數對待修復晶體管進行修復；修復電路包括：計時器、修復模塊；計時器每隔第一故障時間觸發；修復模塊至少與待修復晶體管的柵極、源極、漏極和襯底連接；在計時器觸發后，修復模塊對待修復晶體管的性能進行測試，獲得第三性能關聯參數；并根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數判斷當前性能退化比例；若當前性能退化比例大于等于性能退化閾值，根據修復參數，修復模塊將待修復晶體管的柵極、源極和襯底置于低電平，將待修復晶體管的漏極置于高電平，引發柵誘導漏極泄漏電流；若當前性能退化比例小于性能退化閾值，則根據第三性能關聯參數和性能退化關聯參數確定第二故障時間，并在計時器計時至第二故障時間后，根據修復參數，修復模塊將待修復晶體管的柵極、源極和襯底置于低電平，將待修復晶體管的漏極置于高電平，引發柵誘導漏極泄漏電流；且根據第二故障時間對第一故障時間進行更新。

26、采用上述方案的情況下，本實施方案的有益效果請參考前文的“在計時至第一故障時間后，……，并重復上述操作”對應的有益效果的相關描述，在此不再贅述。