用于集成电路的静电放电保护的制作方法_3

文档序号:9794193阅读:来源:国知局
的任何特定示例性实施例。在图4中提供了与DPl串联的电阻器RPl。将理解,在某些示例性实施例中,提供与DPl串联的RPl可以降低通过DPl的电流并且因此允许降低DPl的尺寸。因此,这可以,例如在Ml的输入处,有利地降低与这种二极管关联的寄生元件(例如电容或电阻)的尺寸。
[0046]在某些示例性实施例中,将理解,RPl不需要和与DPl串联的显式地提供的电阻元件相对应。相反,RPl可以被理解成简单地模拟当以示出的方式提供DPl时出现的固有的串联电阻。将进一步地理解,可以一般地与本公开中描述和/或图示的任意的二极管串联地放置诸如RPl的显式的电阻或隐式的电阻。这种备选的示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0047]图5图示了根据本公开的包含多个保护二极管的IC的备选的示例性实施例500。注意,图5仅仅是为了说明的目的示出并且并不旨在将本公开的范围限制到示出的任何特定示例性实施例。
[0048]在图5中,提供了与二极管DP3串联的二极管DP2,共同将Ml的漏极或节点212a耦合到接地。DP2和DP3被配置成,当在Ml的漏极和接地之间存在巨大的正电压时,被正向偏置。特别地,当焊盘202和焊盘203之间存在大的正电压V2-V1时,与路径I关联的电流中的一部分被分流到节点212a,经过DP2和DP3、接地轨298并且经由焊盘203返回到VI。以这种方式,预计焊盘202和焊盘203之间存留的欧姆电压降会减小。
[0049]注意,尽管在图5中以串联耦合示出两个保护二极管DP2和DP3,但是备选的示例性实施例可以一般地包括任意多个串联的二极管,作为对这里例如在图5中以及在其他图中的图中示出的任何二极管的替换。将理解,多个串联耦合的二极管可以有利地增加ESD保护机制的相关开启电压,因此防止了在器件的正常操作期间保护二极管的意外的正向偏置(或者降低了其可能性)。
[0050]图6图示了根据本公开的包含本公开的多个技术的IC的备选的示例性实施例600。注意,图6仅仅是为了说明的目的示出并且并不旨在限制本公开的范围。备选的示例性实施例可以包含图6中示出的技术的任意子集或组合,并且这种备选的示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0051 ]在图6中,DPl和RPl将Ml的栅极与它的漏极耦合,而DP2和DP3共同将Ml的漏极耦合到接地。将理解,按照参考着图4-图5的上文的描述,应用于示例性实施例600的技术的操作原理将是清晰的,并且因此将在下文中省略它们的描述。
[0052]图7图示了包含输入/输出(I/O)焊盘和电路装置的集成电路(IC)700的备选的现有技术的实施方式。注意,在图2和图7中相似标记的元件与具有相似功能性的元件相对应,并且将在下文中对应地省略它们的描述。
[0053]在图7中,如参考着图2的IC 200之前在上文中描述的,IC 700包括I/O焊盘201、202、203、共源共栅放大器210、电源钳位220和其他电路装置240。IC 700进一步包括将Ml的栅极耦合到接地轨298的二极管D2。当Ml的栅极和接地轨298之间(或者分别在焊盘202和焊盘203之间)存在大的负电压(例如,V2-V1〈〈0)时,D2被配置成被正向偏置。如果横跨焊盘202和焊盘203施加巨大的瞬态负电压(例如,在诸如正CDM事件的ESD测试事件期间),由此引起的电流中的大部分将经过图7中标记为路径2的电流路径被分流。特别地,电流从Vl经过焊盘203,经过D2并且经由焊盘202返回到V2而流经路径2。因为路径2被设计成具有低阻抗,所以与ESD事件关联的电流中的大部分将经过路径2被分流,因此在某种程度上保护了IC 700的关键电路装置(例如,放大器210和其他电路装置240)。
[0054]然而,实际上,路径2中的大的寄生串联电感(在图7中未示出)可能导致形成横跨Ml的大电压,这可能导致V2和Vl之间对应的大(负)欧姆电压降。该大的负电压降可能非期望地损坏IC 700的关键电路装置,即便当提供了D2时。例如,在这种大的负电压降存在的情况下,Ml的栅极-源极结可能会击穿。此外,当巨大的负电压存在时,由此生成的电流中的一些可以经过电感L2被分流,因此导致横跨L2的电压响应中的显著振铃,该显著振铃有可能损坏M2和/或Ml的漏极。
[0055]图8图示了根据本公开的IC的示例性实施例800,其中提供了保护二极管DP4。注意,图8仅仅是为了说明的目的示出并且并不旨在将本公开的范围限制到示出的任何特定示例性实施例。
[0056]在图8中,保护二极管DP4将Ml的漏极耦合到它的栅极。在示出的示例性实施例中,DP4被配置成,当Ml的栅极和Ml的漏极之间存在正电压时,被正向偏置。将理解,DP4有利地限制了在Ml的漏极处的电压摆幅,因此降低了 Ml上的电压应力。
[0057]注意,尽管在图8中示出了一个保护二极管DP4,备选的实施例可以在Ml的漏极和它的栅极之间包含任意数量的串联的二极管。将理解,多个串联耦合的二极管可以有利地增加ESD保护机制的关联的开启电压,因此防止了在器件的正常操作期间保护二极管的意外的正向偏置(或者降低了其可能性)。例如,图9图示了根据本公开的IC 900的备选的示例性实施例,其中提供了两个串联耦合的二极管DP4.1和DP4.2。这种备选的示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0058]图10图示了包含本公开的另外的技术的IC1000的备选的示例性实施例。在图10中,串联耦合的保护二极管DP4.1和DP4.2将Ml的漏极耦合到它的栅极,而保护二极管DP5进一步将Ml的源极耦合到它的栅极。注意,DP5为焊盘202和焊盘203之间可能的负电压提供了备选的分流电流路径,并且因此对IC 1000的关键电路装置给予了附加的保护。
[0059]特别地,DP5被配置成,当Ml的源极和栅极之间存在正电压时,被正向偏置。当焊盘202和焊盘203之间施加大的负电压V2-V1〈〈0时,原本经过D2被分流的电流12中的一些改为经过DP5被分流,例如,从接地轨298、经过DP5并且经由焊盘202返回到V2。以这种方式,因为流经D2的电流被降低,V2和Vl之间的欧姆电压降也可以被降低。
[0060]将理解,IC 1000中DP4.1、DP4.2和DP5的组合有利地提供了两个并联的分流电流路径(例如,一个分流路径经过Ml的源极到它的栅极,以及一个分流路径经过Ml的漏极到它的栅极)。因此,对IC 1000给予了更多的ESD保护,例如,当处理正CDM事件时。
[0061]图11图示了根据本公开的包含本公开的多种技术的IC的备选的示例性实施例1100。注意,示例性实施例1100仅仅是为了说明的目的示出,并且并不旨在限制本公开的范围。备选的示例性实施例可以包含图11中示出的技术的任意子集,并且这种备选的示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0062]在图11中,DPI和RPI将Ml的栅极耦合到它的漏极,而DP2和DP3共同将Ml的漏极耦合到接地。如在图11中进一步示出的,DP4.1和DP4.2共同将Ml的漏极与它的栅极耦合,而DP5将Ml的源极耦合到它的栅极。将理解,按照参考着本公开的其他附图的上文的描述,应用于示例性实施例1100的上面提到的技术的某些操作原理将是清晰的,并且因此将在下文中省略它们的描述。
[0063]图12图示了根据本公开的方法的示例性实施例。注意,图12仅仅是为了说明的目的示出并且并不旨在将本公开的范围限制到示出的任何特定方法。
[0064]在图12中,在框1210处,使用包括具有栅极和漏极的输入晶体管的共源共栅放大器放大输入信号。
[0065]在框1220处,使用二极管将输入信号耦合到输入晶体管的漏极。
[0066]图13图示了根据本公开的装置1300的示例性实施例。注意在图13和本文的其他附图中的相似标记的元件可以一般地与执行相似功能性的元件相对应,除非另有指示。
[0067]在图13中,放大器1302包括输入晶体管Ml。注意,在图13中未显式地示出可能耦合到Ml的漏极的元件,但是本领域技术人员将理解这种元件可以包括,例如,一个或多个共源共栅晶体管、负载等等。相似地,在图13中未显式地示出可能耦合到Ml的源极的元件,但是本领域技术人员将理解这种元件可以包括,例如,一个或多个源极负反馈电感器等。这种示例性实施例被认为在本公开的范围内。
[0068]在图13中,
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