混合模式rc钳的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及集成电路(1C)。更具体地，本公开涉及用于防范静电放电(ESD)的混合模式电阻器-电容器(RC)钳。
[0002]背景
[0003]钳是用于在电子设备中防范静电放电(ESD)的电路。钳之所以被这么命名，是因为它们通过使ESD放电电流分流来将电压信号的正峰值或负峰值变动固定或“钳位”到所定义的值。瞬态钳的定时元件可以通过使用电阻器和电容器(RC)来实现。此类钳被称为RC钳。RC钳与其它类型的钳相比具有数个优点，包括工艺可移植性、易于用标准金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)模型来模拟、更快速的响应时间以及较低的导通偏移电压。
[0004]RC钳可以使用两个主静电放电模型来确定它们的RC时间常数值。第一模型是人体模型(HBM)，它为RC钳设置高RC时间常数值。第二模型是充电器件模型(CDM)，它设置比人体模型所设置的RC时间常数值低的RC时间常数值。人体模型可被用于计算RC钳的RC时间常数值。遗憾的是，用于满足这些RC时间常数值的RC组件可能占据整个RC钳的全部布局面积的近乎一半。
[0005]概述
[0006]在本公开的一方面，一种系统互连包括至少一个具有第一 RC时间常数第一电阻器电容器(RC)钳。该系统互连还包括具有第二 RC时间常数的诸第二 RC钳。第一和第二 RC钳沿该系统互连布置。第一 RC时间常数不同于第二 RC时间常数。
[0007]另一方面公开了一种制造电阻器电容器(RC)钳网络电路的方法。该方法包括在系统互连中布置至少一个第一 RC钳，该至少一个第一 RC钳具有第一 RC时间常数。该方法还包括将一组第二 RC钳耦合至该至少一个第一 RC钳。该组第二 RC钳具有不同于第一 RC时间常数的第二 RC时间常数。
[0008]在又一方面，公开了一种系统互连。该系统互连包括具有第一 RC时间常数的用于对电压进行钳位的第一装置，以及具有第二 RC时间常数的用于对电压进行钳位的第二装置。第一和第二钳位装置沿该系统互连布置。第一 RC时间常数不同于第二 RC时间常数。
[0009]这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优势以便下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的附加特征和优点将在下文描述。本领域技术人员应该领会，本公开可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这样的等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。
[0010]附图简述
[0011]为了更全面地理解本公开，现在结合附图参阅以下描述。
[0012]图1是根据本公开的一方面的RC钳设计的示意图。
[0013]图2是根据本公开的一方面的RC钳设计的示意图。
[0014]图3是根据本公开的一方面的RC钳设计的布局图。
[0015]图4是根据本公开的一方面的RC钳网络电路的示意图。
[0016]图5是解说根据本公开的一方面的制作RC钳网络电路的方法的工艺流程图。
[0017]图6是示出其中可有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。
[0018]图7是解说根据一种配置的用于半导体组件的电路、布局、以及逻辑设计的设计工作站的框图。
[0019]详细描述
[0020]以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免煙没此类概念。如本文所述的，术语“和/或”的使用旨在代表“可兼性或”，而术语“或”的使用旨在代表“排他性或”。
[0021]钳通过使ESD分流来限制或“钳位”电压信号的正峰值或负峰值变动。在ESD中，不存在DC电流，仅存在瞬态电流脉冲。钳可以通过使用电阻器和电容器(RC)来实现。此类钳被称为RC钳。RC钳可以使用两个主静电放电模型来确定它们的RC时间常数值:人体模型(HBM)和充电器件模型(CDM)。人体模型为RC钳设置高RC时间常数值。然而，充电器件模型设置比人体模型所设置的RC时间常数值低的RC时间常数值。人体模型一般被用于计算RC钳的RC时间常数值。例如，为了满足人体模型的RC时间常数值，RC组件的布局面积可能较大。在一些实例中，电阻器和电容器占据了整个RC钳的全部布局面积的近乎一半。因此，得出满足人体模型的条件的RC钳设计而同时又使该RC钳的布局面积最小化可能是有益的。
[0022]例如，因为充电器件模型使用具有较小布局面积的RC组件，所以使用人体模型的RC钳设计可以纳入充电器件模型元件来减小该RC钳的整体布局面积。此类RC钳设计节约了资源，具有更快的响应时间，并且还以较低电压值展现出高效功耗。
[0023]在本公开的一方面，描述了一种系统互连。该系统互连包括具有第一RC时间常数的至少一个第一 RC钳。该系统互连还包括具有第二 RC时间常数的一组第二 RC钳。第一和第二 RC钳的集合还可沿该系统互连布置，其中第一 RC时间常数不同于第二 RC时间常数。该至少一个第一 RC钳可以是人体模型RC钳，而该组第二 RC钳可以是充电器件模型RC钳。
[0024]图1是根据本公开的一方面的RC钳设计100的示意图。在正常操作中，定时电阻器(R2)110使内部节点112接近于电源端子102(Vdd)的电压电平。内部节点112触发反相器的动作，反相器可以由晶体管M16和晶体管M20组成。这还使得晶体管M14 130的栅极节点114保持在接地端子(Vss)104的电压电平，这使得晶体管M14 130保持关断(例如，不导通)。随着时间流逝，定时电阻器110将跨定时电容器Ml 120的电压抬升(也被称为“上拉”)至电源端子102的电压电平。在一种实现中，定时电阻器110可以是多晶硅电阻器。在一个实现中，定时电阻器110可以是偏置为电阻器的晶体管(诸如M0SFET)。
[0025]定时电容器Ml 120向电源端子102的电压电平的上拉将内部节点112的电压改变为高电压，这使晶体管M20导通。一旦晶体管M20被导通，接地端子104的电压就馈入晶体管M14 130的栅极节点114。这使晶体管M14 130关断。
[0026]在静电放电期间，整个RC钳被断电，从而定时电容器Ml120上的电荷为零，且电压也为零。静电放电瞬态出现在电源端子102上快速地(例如，在若干纳秒或更少)引起电源端子102与接地端子104之间的电压。定时电容器Ml 120使内部节点112的电压瞬间保持在零伏特。包括晶体管M16和M20的反相器在栅极节点114上以电源端子102的电压电平输出电压，这使大分流晶体管M14 130导通。
[0027]RC时间常数被设计为使晶体管M14 130在静电放电期间保持导通。晶体管M13将保持导通，这使静电放电电流分流，直到内部节点112上的RC定时器电压经由定时电阻器110达到电源端子102的电压电平，这使晶体管M14 130关断。在电源端子102上的正常的电压斜坡上升的情况下，该RC时间常数可能太短而无法使晶体管M14 130导通。结果，妨碍了电源端子102在正常功率的施加下看到近似短路状况。
[0028]RC钳设计100使电源端子102与接地端子104之间的电压范围稳定。可被实现为晶体管(如图所示)的定时电容器Ml 120使内部节点112保持在低电压值。这馈入晶体管Ml6的栅极并且使晶体管M16导通。一旦晶体管M16导通，电源端子102就被耦合至晶体管M14 130的栅极节点114，藉此使晶体管M14 130导通。晶体管M14 130被设计为吸收静电放电期间的电流，这维持了电源端子102与接地端子118之间的降低的电压范围。晶体管M14 130也被称为静电放电