专利名称：用作单次可编程高编程电压应用的压降转换器的二极管的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及集成电路(IC)设计，尤其涉及用于外部程序存储器
的降压转换器。
背景技术：
在用于普通集成电路(IC )芯片的深亚微米(deep submicron )技术中， 器件结构尺寸，例如栅极氧化层厚度和沟道长度已经很大程度地减少。为 了与这样小布局器件协同工作，电源电压必须要降低，否则栅极氧化层可 能击穿，并且晶体管沟道可能穿透。例如，对于卯nm技术，电源电压为 大约l.OV。但是，在例如IC芯片外部的系统电平中，电源电压可以仍为 2.5V或者3.3V。为了允许这样的深亚微米IC芯片在高电压系统中正常地 工作，必须使用压降转换器将外部高压电源转换为预定的内部低电压电源。
对于单次可编程(OTP)存储器，来自外部电源的编程电压也需要被 转换为较低的内部编程电压。通常，在这种压降转换中使用电压参考。但 是，由于高峰值驱动电流的需要，传统压降转换器可能占据较大的布置面 积。此外，传统压降转换器的设计更复杂。由于不同的客户可能具有不同 的电压要求，因此使用传统压降转换器的OTP存储器将需要更长的设计周 期。即使使用参考电压方式的传统压降转换器能够提供良好的准确性，但 是其常常对OTP存储器编程应用具有过度的杀伤威力。
如此，需要一种简单且有效的压降转换器来适合OTP存储器编程应用 的要求。
发明内容
本发明公开了一种用于编程单次可编程(OTP)存储器的压降转换器， 包括连接到编程电源的焊垫，以及连接在所述焊垫和所述OTP存储器之间的至少一个正偏二极管，其中由所述OTP存储器接收的编程电压从所述编 程电源降低了穿过所述正偏二极管的电压降，该电压降为大约0.75V。根据 本发明的一个方面，该二极管由横向P-N结形成。根据本发明的另一个方 面，该二极管由栅-漏极短路NMOS晶体管或PMOS晶体管形成。
但是，当结合附图阅读时，从下面的特定实施例描述将更好地理解本 发明的结构及操作方法连同其他目的和优点。
形成本说明书部分的附图被包括用来描述本发明的某些方面。通过参 考具体实施例，本发明以及本发明具有的系统部件的更清楚概念将变得更 明显和容易理解，并且因此不局限于图示的具体实施例，其中
图1为本发明实施例的OTP存储器编程的压降转换器的示意图2为形成二极管的NMOS晶体管示意图3为形成二极管的PMOS晶体管示意图。
具体实施例方式
本发明公开了一种利用正向偏压二极管来提供一定数量电压降的压降 转换器。由于更少的关注应用的精确度，而是更希望得到用来降低成本的 较小布局面积，并且简化缩短了设计周期，因此该压降转换器尤其适用于 编程单次可编程(OTP)存储器。
图1显示了本发明一个实施例的OTP存储器编程的压降转换器110示 意图。压降转换器110连接在编程电源焊垫102和OTP存储器120之间。 这里词语"连接(coupled)"表示直接连接或者通过其他元件的连接，而 不是增加的其他元件支持该电路功能。
在编程OTP存储器120的过程中，在编程电源焊垫102处施加有外部 高电压电源。压降转换器110将该高电压转换为理想的低电压，该低电压 接着被提供给OTP存储器120。
再次参考图1，压降转换器110包括两个串联连接的正偏二极管112。 众所周知，穿过正负极，正偏二极管具有几乎固定的电压降，例如0.75V。该压降由二极管的P-N结特性决定，并可以在不同温度下变化，但是这样
的变化对OTP编程没有任何影响。当两个二极管串联时，穿过两个二极管 的总电压降将为每个单独二极管压降的总和。如果一个二极管降低0.75V, 则两个二极管将降低1.5V。显然，如果需要更多的电压降，则可以串联更 多的二极管。通常，总电压降等于0.75xN，其中N为串联连接的二极管 数量。二极管112可以由P+-N阱或者N+-P分结形成。使用二极管来形成 压降转换器的优点是，相比传统使用参考电压生成器的压降转换器，二极 管占据更少的布局面积，并且二极管的设计更简单。通常，形成压降转换 器的二极管比传统压降转换器更稳定可靠。图2和图3显示了能够用来形 成上述二极管的N型金属氧化半导体(NMOS)晶体管和P型金属氧化半 导体(PMOS)晶体管。
图2显示了形成二极管112的NMOS晶体管200的示意图。NMOS晶 体管200的漏极与其栅极连接。当高电压提供到漏极时，NMOS晶体管200 将始终打开，并且源极的电压是漏极电压的一个P-N结电压降。使用NMOS 晶体管200形成二极管112是由于在CMOS工艺中，NMOS晶体管更容易 得到。
图3显示了形成二极管112的PMOS晶体管300的示意图。PMOS晶 体管300的漏极与其栅极连接。当高电压提供到源极时，PMOS晶体管300 将始终打开，并且漏极的电压是源极电压的一个P-N结电压降。与图2的 NMOS晶体管200类似，PMOS晶体管300在CMOS工艺中也容易获得。
上述图示提供了用来执行本发明各种特征的多个不同的实施例。描述 特定实施例的元件和工艺是为了帮助阐述本发明。当然，它们仅仅为实施 例，目的不在于限制本发明脱离权利要求书中的描述。
虽然关于本发明的阐明和描述已体现在一个或多个特定示例中，但是 其目的不在于将本发明限制到图示的细节，由于在不脱离本发明的精神和 所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改 和结构变化。因此，如权利要求书中阐述，显然应当更广泛地并以和本发 明的保护范围一致的方式对所附权利要求进行构造。
权利要求
1.一种用于编程单次可编程(OTP)存储器的压降转换器，包括连接到编程电源的焊垫；以及连接在所述焊垫和所述OTP存储器之间的至少一个正偏二极管，其中由所述OTP存储器接收的编程电压从所述编程电源降低了穿过所述正偏二极管的电压降。
2. 如权利要求1所述的压降转换器，其中所述二极管由P-N结形成； 优选地，所述P-N结具有横向结结构。
3. 如权利要求1所述的压降转换器，其中所述二极管由NMOS晶体 管形成，所述NMOS晶体管的栅极连接到所述NMOS晶体管的漏极。
4. 如权利要求1所述的压降转换器，其中所述二极管由PMOS晶体管 形成，所述PMOS晶体管的栅极连接到所述PMOS晶体管的漏极。
5. 如权利要求1所述的压降转换器，其中当两个或更多二极管连接在 所述焊垫与所述OTP存储器之间时，所述二极管互相串联连接，并且所有 的所述二极管均正偏。
6. 如权利要求5所述的压降转换器，其中所述两个或更多二极管的至 少一个由P-N结形成。
7. 如权利要求1所述的压降转换器，其中所述OTP存储器包括存储 器核心以及周边电^^。
8. 如权利要求7所述的压降转换器，其中所述至少一个正偏二极管连 接在所述焊垫和所述存储器核心之间。
9. 一种用于编程单次可编程(OTP)存储器的压降转换器，包括 连接到编程电源的焊垫；以及连接在所述焊垫和所述OTP存储器之间的至少一个正偏P-N结二极管，其中由所述OTP存储器接收的编程电压从所述编程电源降低了穿过所 述正偏P-N结二^ L管的电压降。
10. 如权利要求9所述的压降转换器，其中所述P-N结二极管具有横向结结构，或者其中所述P-N结二极管具有纵向结结构。
11. 如权利要求9所述的压降转换器，其中当两个或更多P-N结二极 管连接在所述焊垫与所述OTP存储器之间时，所述二极管互相串联连接， 并且所有的所述P-N结二极管均正偏，其中所述两个或更多P-N结二极管 的至少一个具有横向结结构。
12. 如权利要求9所述的压降转换器，其中所述OTP存储器包括存储 器核心以及周边电路，其中所述至少一个正偏P-N结二极管连接在所述焊 垫和所述存储器核心之间。
13. —种用于编程单次可编程OTP存储器的压降转换器，包括 连接到编程电源的焊垫；以及至少一个NMOS晶体管，所述至少一个NMOS晶体管具有漏极、连接 到所述焊垫的栅极以及连接到所述OTP存储器的源极，述NMOS晶体管的电压降。
14. 如权利要求13所述的压降转换器，其中当两个或更多NMOS晶 体管连接在所述焊垫与所述OTP存储器之间时，所述NMOS晶体管互相串 联连接，并且每个NMOS晶体管的栅极连接到其漏极。
15. 如权利要求13所述的压降转换器，其中所述OTP存储器包括存 储器核心以及周边电路，其中所述至少一个正偏二极管连接在所述焊垫和 所述存储器核心之间。
全文摘要
本发明公开了一种用于编程单次可编程(OTP)存储器的压降转换器，所述压降转换器包括连接到编程电源的焊垫，以及连接在所述焊垫和所述OTP存储器之间的至少一个正偏二极管，其中由所述OTP存储器接收的编程电压从所述编程电源降低了穿过所述正偏二极管的电压降。
文档编号G11C17/00GK101650973SQ20091014385
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月31日 优先权日2008年5月30日
发明者庄建祥, 方文宽, 薛福隆 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司