包括静电放电电路的半导体器件及其操作方法_5

文档序号:9378071阅读:来源:国知局

[0108]根据本发明构思的示例性实施例的存储器控制器3100可包括ESD检测器3120和开关保护电阻器3140。ESD检测器3120和开关保护电阻器3140可为上述根据本发明构思的示例性实施例的ESD检测器和开关保护电阻器。在正常操作中,可通过ESD检测器3120控制开关保护电阻器3140,以使得焊盘与驱动器之间的电阻为约O欧姆。此外,当发生ESD事件时,可通过ESD检测器3120控制开关保护电阻器3140,以使得焊盘与驱动器通过保护电阻器Rp彼此连接。因此,在正常操作中,不需要考虑保护电阻器Rp的电阻,因此,可将保护电阻器Rp的电阻设为将ESD保护能力最大化。此外,在正常操作中,焊盘的终端阻抗可被最小化,从而导致存储器控制器3100能够输出可靠性更高的信号。
[0109]通过利用根据本发明构思的示例性实施例的包括ESD检测器3120和开关保护电阻器3140的存储器控制器3100,可在可靠性提高的情况下将信号加载至通道3210、3220和3330。因此,可满足数据传输所需的时序条件(例如,转换速率)。
[0110]上述根据本发明构思的示例性实施例描述的操作ESD电路的方法可包括:检测包括ESD电路的半导体器件的电源电压的AC成分;处理AC成分以产生开关控制信号,所述开关控制信号导致ESD电路的焊盘与ESD电路的驱动器之间的电阻响应于AC成分高于参考值而增大;以及根据开关控制信号执行开关操作,以将焊盘通过包括保护电阻器的第一电流通路连接至驱动器。响应于AC成分低于参考值,焊盘与驱动器可通过不包括保护电阻器的第二电流通路彼此连接。
[0111]可利用各种类型的封装中的任一种对根据本发明构思的示例性实施例的半导体器件或存储器系统进行封装。例如,可利用以下方法封装根据本发明构思的示例性实施例的半导体器件,所述方法诸如PoP (层叠封装)、球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、塑料引线芯片载体(PLCC)、塑料双列直插式封装(ΗΠΡ)、华夫组件芯片、华夫形式芯片、板上芯片(COB)、陶瓷双列直插式封装(CERDIP)、塑料公制四方扁平封装(MQFP)、薄型四方扁平封装(TQFP)、小外形集成电路(SOIC)、收缩型小外形封装(SSOP)、薄型小外形封装(TSOP)、系统级封装(SIP)、多芯片封装(MCP)、晶圆级制造封装(WFP)、晶圆级处理层叠封装(WSP)等。
[0112]根据本发明构思的示例性实施例,静电放电(ESD)电路被构造为用作用于保护驱动电路抵抗ESD事件的电阻器,并且具有能够符合不存在ESD事件时用于正常操作的时间需求的电阻等级。因此,包括ESD电路的半导体器件可具有高质量的ESD保护特征,并且有效地满足用于处理信号的定时需求。此外,可利用增大的设计裕量或增大的自由度来制造或选择ESD保护电路的保护电阻器等级。
[0113]虽然已经参照本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思,但是本领域普通技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下,可在其中作出各种形式和细节上的改变。
【主权项】
1.一种半导体器件,包括: 第一驱动器,其被构造为响应于驱动信号将焊盘的电压电平上拉至第一电源电压; 第二驱动器,其被构造为响应于所述驱动信号将所述焊盘的电压电平下拉至第二电源电压; 开关保护电阻器,其被构造为响应于开关控制信号改变所述焊盘与所述第二驱动器之间的电阻;以及 静电放电检测器,其被构造为检测所述第一电源电压或所述第二电源电压的电压电平,并且产生所述开关控制信号。2.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述开关保护电阻器包括: 保护电阻器,其连接在所述焊盘与所述第二驱动器之间;以及 开关晶体管,其与所述保护电阻器并联连接,并且根据所述开关控制信号形成将所述保护电阻器旁路的电流通路。3.根据权利要求2所述的半导体器件,其中,所述开关晶体管包括NMOS晶体管。4.根据权利要求2所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器被构造为产生具有第一电压电平的开关控制信号,所述第一电平电压导致所述开关晶体管响应于第一电源电压高于参考电压值而截止。5.根据权利要求4所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器被构造为产生具有第二电压电平的开关控制信号,所述第二电平电压导致开关晶体管响应于第一电源电压低于参考电压值而导通。6.根据权利要求2所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括高通滤波器,所述高通滤波器被构造为响应于所述第一电源电压的交流成分产生所述开关控制信号。7.根据权利要求6所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括: 电阻器-电容器电路,其被构造为允许所述第一电源电压的交流成分通过;以及 NMOS晶体管,其被构造为允许所述开关控制信号根据所述交流成分的电平而具有第一电压电平和第二电压电平之一。8.根据权利要求2所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括低通滤波器,其被构造为响应于所述第一电源电压的直流成分产生所述开关控制信号。9.根据权利要求8所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括: 电阻器-电容器电路,其被构造为将所述第一电源电压的交流成分延迟特定持续时间;以及 PMOS晶体管和变换器,它们被构造为使具有导致所述开关晶体管截止所述特定持续时间的电压电平的开关控制信号通过。10.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述第一驱动器包括至少一个PMOS晶体管,其被构造为响应于所述驱动信号将所述焊盘的电压电平上拉至所述第一电源电压,并且 所述第二驱动器包括至少一个NMOS晶体管,其被构造为响应于所述驱动信号将所述焊盘的电压电平下拉至所述第二电源电压。11.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述开关保护电阻器包括: 保护电阻器,其连接在所述焊盘与由所述第一驱动器的PMOS晶体管和所述第二驱动器的NMOS晶体管共享的公共漏极之间;以及 开关晶体管,其与所述保护电阻器并联连接,并且根据所述开关控制信号形成将所述保护电阻器旁路的电流通路。12.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述开关保护电阻器包括: 第一保护电阻器,其连接至所述焊盘; 第二保护电阻器,其连接在所述第一保护电阻器与所述第一驱动器之间;以及开关晶体管,其与所述第一保护电阻器并联连接,并且根据所述开关控制信号形成将所述第一保护电阻器旁路的电流通路。13.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述开关保护电阻器被构造为改变由所述开关控制信号调整的电阻特性。14.一种半导体器件,包括: 驱动器,其被构造为根据驱动信号利用第一电源电压或第二电源电压驱动焊盘; 开关保护电阻器,其被构造为根据开关控制信号在所述焊盘与所述驱动器之间形成第一电流通路和第二电流通路之一, 其中,所述第一电流通路经过保护电阻器,并且所述第二电流通路将所述保护电阻器芳路;以及 静电放电检测器,其被构造为监视所述第一电源电压或所述第二电源电压,并产生所述开关控制信号, 其中,响应于静电放电事件的发生而形成所述第一电流通路。15.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,响应于所述第一电源电压或所述第二电源电压低于参考电压值而形成所述第二电流通路。16.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述开关保护电阻器包括: 保护电阻器,其连接在所述焊盘与所述驱动器之间;以及 开关晶体管,其与所述保护电阻器并联连接并形成所述第二电流通路。17.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述驱动器包括: NMOS晶体管,其被构造为响应于所述驱动信号将所述焊盘的电压电平下拉至所述第二电源电压。18.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括: 高通滤波器,其被构造为过滤所述第一电源电压的交流成分,并将所得的过滤后的交流成分提供至所述开关控制信号。19.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述静电放电检测器包括: 低通滤波器,其被构造为过滤所述第一电源电压的直流成分,变换所得的过滤后的直流成分,并且将所得的变换的直流成分提供至所述开关控制信号。20.根据权利要求14所述的半导体器件,其中,所述第二电源电压是地或负电压。21.一种操作半导体器件中的静电放电电路的方法,包括步骤: 检测所述半导体器件的电源电压的交流成分; 处理交流成分以产生开关控制信号,所述开关控制信号导致所述静电放电电路的焊盘与所述静电放电电路的驱动器之间的电阻响应于交流成分高于参考值而增大;以及 根据所述开关控制信号执行开关操作以通过包括保护电阻器的第一电流通路将所述焊盘连接至所述驱动器。22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述焊盘和所述驱动器响应于交流成分低于所述参考值而通过第二电流通路彼此连接,所述第二电流通路不包括所述保护电阻器。23.根据权利要求21所述的方法,其中,所述驱动器包括NMOS晶体管。24.一种操作半导体器件中的静电放电电路的方法,包括步骤: 检测静电放电事件的发生; 产生控制设置在所述半导体器件中的开关保护电阻器的开关控制信号,其中开关控制信号指示是否检测到静电放电事件的发生; 响应于指示未检测到静电放电事件的发生的开关控制信号,将所述开关保护电阻器中的开关晶体管导通,其中,将所述开关晶体管导通在所述半导体器件的焊盘与所述半导体器件的驱动器之间建立了第一电流通路,并且所述第一电流通路包括所述开关晶体管而不包括所述保护电阻器;以及 响应于指示已检测到静电放电事件的发生的开关控制信号,将所述开关保护电阻器中的所述开关晶体管截止,其中,将所述开关晶体管截止在所述半导体器件的焊盘与所述半导体器件的驱动器之间建立了第二电流通路,并且所述第二电流通路包括所述保护电阻器。25.根据权利要求24所述的方法,其中,所述保护电阻器连接在所述焊盘与所述驱动器之间,并且所述开关晶体管与所述保护电阻器并联连接。
【专利摘要】本发明提供了一种半导体器件以及一种操作半导体器件中的静电放电电路的方法。所述半导体器件包括:第一驱动器,其被构造为响应于驱动信号将焊盘的电压电平上拉至第一电源电压;第二驱动器,其被构造为响应于驱动信号将焊盘的电压电平下拉至第二电源电压;开关保护电阻器,其被构造为响应于开关控制信号改变焊盘与第二驱动器之间的电阻;以及静电放电检测器,其被构造为检测第一电源电压或第二电源电压的电压电平,并且产生开关控制信号。
【IPC分类】H01L21/66, H02H9/00, H01L23/60
【公开号】CN105097786
【申请号】CN201510239430
【发明人】高在赫, 高民昌, 金汉求
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月12日
【公告号】US20150333508
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