电气过应力记录和/或采集的制作方法

电气过应力记录和/或采集的制作方法
【专利摘要】本公开文本的方面涉及检测及记录与诸如静电释放(ESD)事件之类的电气过应力(EOS)事件关联的信息。例如，在一个实施例中，设备包括电气过应力保护装置、配置成检测EOS事件的发生的检测电路、以及配置成存储表示EOS事件的信息的存储器。
【专利说明】
电气过应力记录和/或采集
技术领域
[0001] 公开的技术涉及电子系统，而且更具体地涉及响应于和/或预期到电气过应力事 件而采取动作。
【背景技术】
[0002] 特定电子系统可能暴露至电气过应力事件。这种事件可能由于电子装置经历超过 电子装置的规定极限的电流和/或电压，而导致诸如热损伤之类的损伤。例如，电子装置可 经历瞬态信号事件、或者快速改变的电压和高功率的短持续时间电信号。例如，瞬态信号事 件可包括由于电荷从物体或人向电子系统的突然释放、或来自电子装置的电源的电压/电 流尖峰而导致的静电放电(ESD)事件。
[0003] 例如，诸如瞬态信号事件之类的电气过应力事件可由于过电压状态和相对小面积 的集成电路(1C)中的高水平的功耗而损伤1C。高功耗可增大1C温度，并且可导致大量问题， 例如栅氧化层击穿、结损伤、金属损伤、表面电荷累积等、或者它们的任意组合。

【发明内容】

[0004] 本公开文本的一个方面是一种设备，其包括电气过应力保护装置、与电气过应力 保护装置电耦接的检测电路、以及存储器。检测电路被配置成检测电气过应力事件的发生。 存储器被配置成存储表示检测电路检测到的电气过应力事件的信息。
[0005] 本公开文本的另一个方面是一种设备，其包括电气过应力保护装置、电连接至电 气过应力保护装置的检测电路、以及与检测电路通信的报告电路。检测电路被配置成检测 电气过应力事件的发生。报告电路被配置成提供表示检测电路检测到的电气过应力事件的 信息。
[0006] 本公开文本的另一个方面是一种记录与电气过应力事件关联的信息的电子实施 方法。方法包括利用与电气过应力保护装置电连接的检测电路检测电气过应力事件的发 生。方法还包括将与电气过应力事件的发生关联的信息记录至存储器。
[0007] 本公开文本的另一个方面是一种设备，其包括电气过应力转向装置以及存储元 件，存储元件被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷，其中电气过应力转向装置被配 置成向存储元件提供与电气过应力事件关联的能量。
[0008]电气过应力装置可被布置在电子装置的诸如引脚之类的接点和存储元件之间。电 气过应力保护装置可电连接至触点提供电气过应力保护。例如，存储元件可包括电容器。电 气过应力转向装置可以是静电释放转向装置，电气过应力事件可以是静电释放事件。
[0009] 本公开文本的另一个方面是一种设备，其包括接近度传感器、电气过应力配置电 路和电气过应力保护电路。响应于接收到来自接近度传感器的接近的指示，电气过应力配 置电路可配置电气过应力保护电路。例如，电气过应力配置电路可预触发和/或预准备电气 过应力保护电路。
[0010] 本公开文本的另一个方面是一种设备，其包括接近度传感器、存储元件、存储元件 配置电路和电气过应力转向装置。存储元件可存储与电气过应力事件关联的电荷，其中电 气过应力转向装置被配置成向存储元件提供与电气过应力事件关联的能量。响应于接收到 来自接近度传感器的接近的指示，存储元件配置电路可配置存储元件。
[0011]为了总结本发明，此处已经描述了本发明的特定方面、优势和新颖特征。应该理解 的是，并非可根据本发明的任意具体实施例实现所有优势。因此，可按照实现或优化此处指 教的一个优势或优势组合而无需实现此处指教和建议的其它优势的方式实体化或执行本 发明。
【附图说明】
[0012] 图1A是根据实施例的包括电气过应力检测电路、能量采集电路和接近度传感器的 电子系统的示意框图。
[0013] 图1B是根据实施例的包括电气过应力检测电路的示例电子装置的示意图。
[0014]图2A至2D图示了可在一个或多个实施例中实施的示例电气过应力保护装置。
[0015] 图3是根据实施例的配置成在电子装置的引脚处检测电气过应力事件的示例电子 装置的一部分的示意图。
[0016] 图4是根据实施例的配置成检测存储元件上的电气过应力事件的示例电子装置的 一部分的不意图。
[0017] 图5是根据实施例的包括检测电路和电气过应力保护装置的示意图。
[0018] 图6是根据实施例的包括检测电路和电气过应力保护装置的示意图。
[0019] 图7是根据另一实施例的包括检测电路和电气过应力保护装置的示意图。
[0020] 图8是根据另一实施例的包括检测电路和电气过应力保护装置的示意图。
[0021] 图9是根据实施例的被配置成检测并存储与电气过应力事件关联的信息的示例电 路的不意图。
[0022] 图10是根据实施例的具有电气过应力事件检测电路的电子装置的一部分的示意 图。
[0023] 图11是根据实施例的包含了包括功能安全性电路的裸片的堆叠裸片的示图。
[0024] 图12是根据实施例的包括功能安全性电路的系统化封装的示图。
[0025] 图13是根据实施例的包括功能安全性电路的系统的示图。
[0026] 图14是根据实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的示例电子装 置的示意图。
[0027] 图15是根据实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷并且检测电气 过应力事件的发生的示例电子装置的示意图。
[0028] 图16是根据实施例的配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的示例电子装置 的一部分的不意图。
[0029] 图17是根据实施例的被配置成在存储元件的存储组中存储与电气过应力事件关 联的电荷的示例电子装置的一部分的示意图。
[0030]图18是根据另一实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的电路的 示意图。
[0031]图19是根据另一实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的电路的 示意图。
[0032] 图20是根据另一实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的电路的 示意图。
[0033] 图21是根据另一实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的电路的 示意图。
[0034] 图22是根据另一实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的电路的 示意图。
[0035] 图23A是根据实施例的电气过应力保护装置的示例布局的平面图。
[0036] 图23B是根据实施例的电气过应力保护装置的另一示例布局的平面图。
[0037] 图23C是根据实施例的电气过应力保护装置的另一示例布局的平面图。
[0038] 图24图示了根据实施例的另一电气过应力保护装置，其中电流浪涌垂直穿过到达 下面的层。
[0039] 图25图示了根据实施例的垂直集成系统的示例，其具有按比例增大的结构能够采 集电气过应力事件用于存储电荷。
[0040] 图26是根据实施例的包括电气过应力保护和能量采集电路的垂直集成系统的示 意图。
[0041] 图27是根据实施例的单个芯片上的包括电气过应力保护和能量采集电路的垂直 集成系统的不意图。
[0042]图28图示了根据实施例的具有电气过应力保护装置、存储元件和处理电路的裸 片。
[0043]图29图示了根据另一实施例的具有电气过应力保护装置、存储元件和处理电路的 裸片。
[0044] 图30A和30B图示了根据实施例的包括具有嵌入外壳内的导管的外壳的移动装置 的实施例。
[0045] 图30C图示了根据实施例的包括具有嵌入外壳内的导管的外壳的可穿戴装置的实 施例。
[0046] 图31图示了根据各种实施例的可提供对ESD保护装置的电连接的封装件的开口中 的导电结构的示例。
[0047] 图32图示了根据实施例的包括旋转轴和电荷采集系统的系统。
[0048]图33A图示了根据实施例的具有用于增加旋转轴产生的静电电荷和/或场的一层 材料的旋转轴以及电荷采集系统。图33B图示出在特定实施例中并入旋转轴上的该层材料 可具有不均匀的宽度。图33C图示了根据实施例的能量采集系统的该层材料的选择的表面 形貌。图33D图示了根据实施例的能量采集系统的该层材料上的表面抛光。图33E是其中可 根据实施例实施能量采集的另一情况的框图。
[0049] 图34是根据实施例的可响应于接近度感测信息来调节或者启动电气过应力保护 的示例电子装置的示意框图。
[0050] 图35是根据实施例的可利用接近度感测信息配置存储与电气过应力事件关联的 能量的存储元件的示例电子装置的示意框图。
[0051] 图36图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或E0S事件检测电路的示例电子 装置。
[0052]图37图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或EOS事件检测电路的示例电子 装置。
[0053]图38图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或E0S事件检测电路的示例电子 装置。
[0054]图39图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或E0S事件检测电路的示例电子 装置。
[0055]图40图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或E0S事件检测电路的示例电子 装置。
[0056]图41图示了根据实施例的具有能量采集存储和/或E0S事件检测电路的示例电子 装置。
【具体实施方式】
[0057]以下对具体实施例的详细描述代表了本发明特定实施例的各种说明。但是，本发 明可按照权利要求所限定和覆盖的多种不同方式(例如，权利要求所定义和覆盖的方式)来 实现。在说明书中，对附图标记了参考标号，其中类似的参考标号表示相同或者功能类似的 元素。将理解的是，图中示出的元素没有必要按比例绘制。而且，将理解的是，特定实施例可 包括比附图所示更多的元素和/或所示元素的子集。而且，一些实施例可结合来自两个或更 多附图的特征的任意适当组合。本文提供的标题仅仅出于方便考虑而不是必然影响权利要 求的范围或意义。
[0058]针对诸如硅芯片之类的集成电路上的静电释放(ESD)或其它电气过应力事件进行 保护的结构，在特定应用中，可占据总集成电路面积的大约15%至大约20%。过去40年中， 用于电导、静电/ESD事件的放电/耗散的结构已经得到改进从而使得集成电路能够承受更 高的电流、更高的电压、瞬态事件等。这种ESD保护结构可将信号浪涌转移至地。虽然本公开 文本可能出于说明目的而讨论ESD保护电路和ESD事件，将理解的是，本文讨论的任意原理 和优势可应用至任意其它电气过应力(E0S)条件。E0S事件可包含各种事件，包括持续大约1 纳秒或更短时间的瞬态信号事件、持续几百纳秒的瞬态信号事件、持续1微秒数量级的瞬态 信号事件、以及直流(DC)过应力。
[0059] 在本公开文本中，公开了响应于表示很可能发生电气过应力的指示而检测/记录/ 报告电气过应力事件、采集与电气过应力事件关联的能量、以及配置电气过应力保护电路。 这些方面中的任意一个的原理和优势可与其它概念中的一个或多个结合应用。
[0060] 典型的ESD保护电路可保护内部电路不受潜在的伤害性ESD事件而无需存储或报 告已经发生了 ESD事件。这样，电子系统不能获取与ESD事件的发生关联的信息。在特定应用 中，需要可靠的电路操作。例如，当汽车或其它交通工具中的电子设备失效时，这种失效会 威胁驾驶员和/或乘客的安全。作为另一示例，可能期望例如心率监控应用的医疗应用中的 电子设备，能可靠地检测生理参数的变化由此可以采取适当动作来回应这种变化的检测。 当这种医疗应用程序中的电路失效时，会不利地影响健康。在需要可靠电路操作的应用中， 对关键电路未知的潜在损伤会成为问题。
[0061 ]本公开文本的多个方面涉及检测及记录电气过应力事件。电气过应力事件可被检 测，而且表示电气过应力事件的信息可被存储至存储器和/或被向外报告给电子装置。检测 电路可检测电气过应力事件，而且在某些情况下，电气过应力事件的强度。物理存储器可存 储表示过应力事件的强度和/或电气过应力事件的发生次数的信息。检测电路和存储器可 以是作为电气过应力保护电路的相同集成电路的一部分(例如，在相同裸片上和/或处于相 同封装件内）。在实施例中，检测电路和存储器可由组合检测存储电路实现。
[0062] 存储在存储器中的与电气过应力事件关联的信息可能对于功能安全性目的是有 用的。例如，该信息可作为装置的耗损或寿命的指示、电子装置有可能受损伤的指示、电子 装置提供的数据可能被破坏的指示、电子装置提供的测量结果可能不精确的指示等，或者 它们的任意组合。与电气过应力事件关联的信息可被报告以提供与电气过应力保护电路 和/或电气过应力保护电路保护的（多个）内部电路的功能安全性有关的信息。电子过应力 检测和报告电路可提供不利状况的早期指示，类似于煤矿的金丝雀。在恶劣环境中，电子过 应力检测和报告电路可提供电子装置和/或电子系统的寿命的指示符。通过记录并报告电 气过应力事件来追踪电子装置的寿命，可产生关键电路的更好的可靠性和/或替换时间的 可预测性。这在各种应用中可能是有利的，例如防止车辆的威胁到安全的失效和/或在医疗 应用中。
[0063] 例如，电子装置中操作的定制的半导体裸片可在半导体裸片的存储器中记录表示 电气过应力（例如，过电压和/或ESD)事件的发生的信息。过应力事件的发生可表示电子装 置中存在故障。电气过应力事件的发生可表示外部保护电路（即，连接至定制的半导体裸片 的电路，例如另一芯片上或板上的单独的保护电路)有故障以使得半导体裸片经历将被保 护的电路(其可处于定制的半导体裸片上或定制的半导体裸片外部）的规范外部的浪涌和/ 或电流尖峰。举例来说，用于外部保护电路的软焊接合可退化并且因此提供针对过电压事 件少于期望的保护。半导体裸片可向半导体裸片外部和/或向包括半导体裸片的电子装置 外部提供表示电气过应力事件的发生的信息。这可作为诊断方法以告知电子系统，电气过 应力保护电路不再在期望水平下起作用。
[0064] 专用半导体裸片可专用于处理电气过应力，包括检测和记录表示过应力事件的信 息至半导体裸片的存储器中。专用半导体裸片还可用来采集与E0S事件关联的能量和/或提 供E0S保护。在特定实施方式中，记录功能可实现在与E0S保护功能不同的半导体裸片上。
[0065]在某些情况下，集成电路可具有有限的/定义的寿命。例如，这可能是由于恶劣的 电环境造成的。电气过应力检测和报告电路可提供与电气过应力事件的强度和/或电气过 应力事件的发生次数有关的信息，作为给电子系统的标志。在已经检测到定义数量的电气 过应力事件时，电子系统可提供电子装置具有缩短的寿命的标志。这种标志可表示电子装 置应该在相对短的时间内或在定义的时间段内得到替换。追踪装置的寿命可产生关键电路 的更好可靠性和/或替换时间的更好预测性。
[0066]表示电气过应力事件的信息可外部地提供给经历电气过应力事件的电子装置或 者提供给单独的监控电路或装置。例如，无线和/或电感性电路可远程地向电子装置提供信 号以提供电子装置或包括电子装置的电子系统的健康的警告和/或状态。装置警告可提供 系统和/或总体系统健康的寿命的指示符。这使得能够计划将新的/替换的电子装置包含在 电子系统中。这些原理和优势可被应用至诸如汽车和/或其它交通工具和/或医疗应用中的 电子系统之类的各种电子系统。
[0067] 本公开文本的多个方面涉及存储与诸如ESD事件之类的电气过应力事件关联的电 荷。可保护内部电路不受过电压事件的ESD保护电路通常将电荷转移至地。大量能量可与 ESD事件关联。与将与ESD事件关联的所有电荷进行驱散，大量电荷可被存储在诸如（多个） 电容器之类的存储元件中，而且存储的电荷可随后被电子系统使用。例如，这种存储元件可 被用来为诸如周期性无线传输之类的事件供能，以使得向补充或替换电池电源或它们的任 意组合的能量传递变得平滑。为了促进存储与ESD事件关联的变化，ESD保护结构可按比例 放大（例如，配置成负载更多电流和/或导电/通导更多能量）。虽然可能结合采集变化来描 述ESD事件，将理解的是，可根据本文讨论的原理和优势从任意其它E0S事件采集电荷。
[0068] 在系统级，电气过应力保护电路可被隔离（例如，封装件中的芯片或层可专用于 E0S事件处理)和/或按比例放大。这种电气过应力保护电路可被配置成使得它们提供系统 级电气过应力保护；与电气过应力事件关联的能量可被路由至存储元件;和/或E0S事件可 被检测和记录。存储元件存储的电荷可随后在系统中使用。在某些情况下，系统级电气过应 力保护电路和存储从电气过应力事件采集的能量的存储元件可在工业应用或者其中预期 有电流浪涌或其它电气过应力事件的其它情况中实施。在这种情况下，例如，电子系统可被 布置成采集来自倾向于产生静态电荷的移动的/旋转的机构的电荷。
[0069] 在其中电子装置间歇性工作的情况下，存储元件存储的与电气过应力事件关联的 电荷可被用来执行另一具体/定义的功能。例如，响应于ESD事件，采集的电荷可被用来激活 电路和记录，例如已经发生了ESD事件。类似地，在其中从例如ESD事件采集的暂时/瞬态电 荷足以执行任务的情况下，电子装置可利用采集的电荷执行任务。在特定应用中，例如，根 据本文与检测E0S事件关联讨论的原理和优势，响应于ESD事件，采集的电荷可被用来激活 电路和记录与ESD事件关联的信息。
[0070] 在微观层次，如果裸片面积的已经被ESD保护电路消耗的15%至20%被用来降低 半导体芯片的功耗，而且电子系统中存在大量这种芯片，则可通过存储并随后使用与ESD事 件关联的电荷显著改进总功耗和系统效率。例如，即使具有大量芯片（例如，500个芯片）的 系统中的功耗相对少的降低，也会在长时间内累加(例如，5至10年）。从采集存储的电荷可 被用来延长系统(尤其是远程监控系统）的电池寿命，由此降低外部源的功耗，以便为用于 记录E0S事件等的电路供电。
[0071] 采集与电气过应力事件关联的电荷可被实现在不同环境中。例如，采集与ESD或其 它电气过应力事件关联的变化可在其中系统可被特别地构建来产生并存储来自移动和/或 旋转部件的电荷的特定工业应用中实施。
[0072] 接收并存储与电气过应力事件关联的能量的存储元件可包括电容器(多个)和/或 电池。例如，存储元件可包括超级电容器和/或薄膜锂离子电池。在这些存储元件中，泄露可 能需要关注，尤其是在间歇性地采集电荷时。
[0073] 存储元件可被构建来提升(例如，优化)进入存储区域的电流的流动。存储元件可 被布置成使得与电气过应力事件关联的电流可在存储阶段仅仅在一个方向上流动，即，一 旦电流流入存储区域，其不会回流出相同路径/导管/通道。存储元件存储的电荷水平可被 检测。存储元件可提供表示存储元件存储了多少电荷的信号。例如，该信号可被用来表示存 储元件具有足够的电荷来提供给电子系统。与存储元件存储的电荷量有关的信息可被提供 给其它电路，例如包括存储元件的裸片外部的和/或相对于包括存储元件电子系统远程的 远程电路。存储元件可被激活或者配置成响应于很可能发生EOS事件的指示。诸如电容器之 类的存储组件的不同存储组可在它们充电时接通和/或断开。当存储组件的存储组存储了 大约最大量的电荷时，与EOS事件关联的电荷可被路由至存储元件的不同存储组。
[0074] 在一些应用中，电子系统可由从电气过应力事件采集到的能量和主电源的组合供 电。在采集的能量是可用的时，其可被用来为电子系统供电。当存储的能量耗尽，系统可切 换成使用主电源直到采集的能量变得可用。在使用能量采集时，存储元件中的电容器上的 电压可被监控。响应于足够的电荷被存储在电容器上，中断可被提供来通知系统，足够的能 量可用于传输来自电子系统的信号。
[0075] 本公开文本的多个方面涉及检测电场的接近度以及配置电路，用于E0S保护和/或 响应于接近度的检测而采集来自E0S事件的能量。例如，E0S装置可被调节，例如，被准备来 由于接近度的感应结果而响应于很可能发生E0S事件的指示进行触发。这种特征可在其中 E0S事件发生非常短的时间（例如，纳米级或者更短的时间段)的应用中实施，由此来自这种 快速时间的电荷不会在没有预测触发的情况下被捕获。作为另一示例，ESD保护电路的钳位 可响应于接近度的检测而被主动控制。在一个进一步的示例中，存储元件可被激活来响应 于接近度的检测而捕获与E0S事件关联的电荷。
[0076] 图1A是根据实施例的包括电气过应力检测电路、能量采集电路和接近度传感器的 电子系统1的示意框图。电子系统1可以是所示的片上系统。电子系统1是系统的示例，其可 实施E0S事件检测的特征、采集与E0S事件关联的能量、以及基于接近度感测信息配置针对 采集的能量的E0S装置和/或存储元件。图1A的电子系统1包括E0S保护装置2、天线3和4、E0S 事件检测电路16、报告电路18、存储元件144、数据存储和处理电路5、通信总线发射器电路 6、天线传输电路7以及接近度传感器342。一些其它实施例可包括比所示元件更多的元件 和/或所示元件的子集。
[0077] E0S保护装置2可提供针对电子系统的内部电路的E0S保护。E0S保护装置可实现一 个或多个E0S感应装置，例如图1B的E0S感应装置14或图3的ESD感应装置34,以及一个或多 个E0S转向装置，例如图3的ESD转向装置32或者图14或图15的E0S转向装置142。
[0078] E0S事件检测电路16可检测E0S事件的发生。在一些实施例中，E0S检测电路16可检 测E0S事件的强度和/或持续时间。E0S事件检测电路16可提供与E0S事件关联的信息给数据 存储和处理电路5以便被记录。E0S事件检测电路16可提供与E0S事件关联的信息给天线传 输电路，天线传输电路可将信息经由天线4进行传输。E0S事件信息可替换地或者附加地提 供与E0S事件关联的信息给通信总线发射器6以经由通信总线进行传输。在实施例中，通信 总线发射器6可以是收发器的一部分。
[0079]存储元件144可存储与E0S事件关联的能量。例如，存储元件144可包括一个或多个 电容器。存储元件144存储的电荷可为电子系统1的其它电路供电和/或布置在电子系统1外 部。
[0080]接近度传感器342可感测对象的接近度并且将接近度信息提供给E0S事件检测电 路16和/或数据存储和处理电路5。利用接近度信息，这些电路可配置E0S保护装置2和/或存 储元件中的一个或多个。
[0081 ] 检测电气过应力事件
[0082]如上所述，本公开文本的多个方面涉及检测诸如ESD事件之类的电气过应力事件。 与EOS事件关联的信息可被记录和/或报告。这可提供与电路、裸片、集成电路系统等的功能 安全性有关的信息。这种信息可表示EOS事件的强度、EOS事件的持续时间和/或检测到的 EOS事件的发生次数。在一些实施例中，与EOS事件关联的信息可表示EOS事件的脉冲宽度， 因为EOS事件可具有任意波形。这种信息可针对每个EOS脉冲进行记录和/或可每个脉冲捕 获多个记录。现在将讨论与EOS事件检测相关的示例实施例。
[0083] 图1B是根据实施例的包括电气过应力检测电路的示例电子装置8的示意图。电子 装置8可在各种应用中实施。作为一些示例，本文讨论的电子装置8和/或其它电子装置可包 含在汽车电子系统、航空电子系统、医疗监控电子系统等中。如所示，电子装置8包括输入触 点10、E0S保护装置11403隔离装置12、内部电路13403感应装置14、电阻元件15、检测电路 16、存储器17、报告电路18和输出触点19。电子装置8的所示组件可包含在单个封装件中。电 子装置8可包括比附图所示更多的元素和/或所示元素的子集。例如，电子装置10可以是裸 片。这样，在某些情况下，电子装置8的所示组件可在单个裸片上实体化。
[0084] 电子装置8被配置成在输入触点10接收输入信号，输入触点10可以是所示的输入 引脚。E0S保护装置11被配置成提供针对电气过应力事件的保护。所示的E0S保护装置11被 配置成通过在输入触点10上的信号超过被保护装置的E0S容量时(例如，电压击穿)将与E0S 事件关联的电流转移至地来保护与输入触点10电连接的电路。EOS保护装置11可针对电气 过应力事件保护内部电路13和电阻元件15。E0S保护装置11还可保护与输入触点10电连接 的任意其它电路。E0S隔离装置12被布置在图1B中的内部电路13和引脚之间。例如，E0S隔离 装置12可以是电阻器。在图1B中，E0S保护装置11可被布置在输入触点10和接地之间。E0S保 护装置11可被布置在输入触点10和任意其它适当低电压基准之间。例如，E0S保护装置11可 以是配置成提供ESD保护的ESD保护装置。
[0085] E0S感应装置14是E0S保护装置。例如，E0S感应装置14可以是E0S保护装置11的高 阻抗的按比例缩小的版本。E0S感应装置14可被布置成在认为发生了 E0S事件的信号水平下 进行触发。E0S事件电流的相对小的百分比可通过电阻元件15提供以用于检测E0S事件的幅 度。由此，通过E0S感应装置14提供给检测电路16的信号可以是与E0S事件关联的信号的按 比例缩小的版本。
[0086] 电阻元件15可电耦接在E0S感应装置14和接地之间。例如，这可提供电压降，以使 得提供给检测电路的信号可处于比与电气过应力事件关联的电压更低的电压下。电阻元件 14可具有相对低的电阻（例如，在特定应用中大约10hm)，而且由此检测电路16可接收处于 比与电气过应力事件关联的电压更低的电压水平(例如，几伏）的电压信号。电阻元件15提 供的电压降可防止检测电路16受到电气过应力事件的损伤。
[0087] 如所示，检测电路16电耦接至E0S感应装置14而且被配置成检测电气过应力事件 的发生。例如，检测电路16可包配置成用于将与电气过应力事件关联的电压和基准电压进 行比较的括比较器。这种比较器可产生已经发生了电气过应力事件的指示。根据具体实施 例，检测电路16可利用一个或多个比较器和/或模数转换器检测与电气过应力事件关联的 强度，例如电压水平和/或电流水平。
[0088]在特定实施例中，检测电路16可包括诸如计数器电路之类的电路，以确定E0S事件 的持续时间。E0S脉冲的持续时间可表示与E0S事件关联的能量的量。通过检测E0S脉冲的持 续时间，检测电路16可区分不同类型的E0S事件，例如长DC脉冲对比短瞬态脉冲。不同类型 的EOS事件对暴露至这种EOS事件的电子系统的功能安全性可具有不同影响。由此，在特定 应用中，检测EOS事件的持续时间可提供与电子系统的功能安全性有关的附加信息。
[0089 ]检测电路16可向存储器17提供表示电气过应力事件的信息。存储器17可包括任意 适当的物理电路以存储存储这种信息，例如易失性存储器或非易失性存储器。在特定实施 例中，存储器17可包括熔断元件。存储器17可存储表示E0S事件的信息。例如，存储器17可存 储表示一个或多个E0S事件的强度的信息、表示检测电路16检测到的E0S事件的次数的信 息、表示E0S事件类型的信息、表示E0S事件的持续时间的信息等，或者它们的任意组合。
[0090] 报告电路18可向诸如处于电子装置1的外部的电路之类的外部电路提供表示一个 或多个电气过应力事件的信息。如所示，报告电路18可从存储器17接收这种信息。在一些其 他实施例中，报告电路18可从检测电路16接收这种信息，而无需让信息存储至电子装置10 的存储器以及报告信息。报告电路18可向输出触点19提供表不一个或多个电气过应力事件 的信息，输出触点19可以是图示的引脚。根据具体实施例，报告电路18可无线地传输这种信 息和/或感应地传输这种信息。在特定实施例中，报告电路18可包括图1A的天线传输电路7 和/或通信总线发射器6。
[0091] 静电释放保护装置是电气过应力保护装置的示例，例如图1B和/或其它附图所示 的E0S保护装置。图2A至2D图示了可在一个或多个实施例中实施的示例电气过应力保护装 置。图2A至2D所示的任意静电释放保护装置可结合与电气过应力事件检测、采集与电气过 应力事件关联的能量、响应于很可能发生电气过应力事件的指示而配置电气过应力保护装 置和/或存储元件、以及它们的任意组合相关的任意适当实施例来实施。
[0092]图2A图示了基于二极管的ESD保护装置20a。图2A图示了单向阻止结二极管20al、 用于成比例增大前向偏置的结和反向阻挡电压的串联前向阻止结二极管20a2、反平行低电 压降-电导及去耦二极管20a3、以及高背靠背基于二极管的双向阻挡装置20a4。
[0093] 图2B图示了基于双极晶体管的ESD保护装置20b，包括NPN ESD器件20bl和PNP ESD 器件20b2。从集电极到发射极(NPN)以及发射极到集电极(PNP)，双极晶体管起到相对高的 阻挡电压元件的功能直到达到击穿电压，器件在该点触发并且在它的端点之间提供低电导 路径以及高保持电压。在相反的电压极性下，获取前向偏置的结。
[0094]图2C图示了耦接的单向NPN和PNP晶闸管类ESD保护装置20c。图2C所示的ESD保护 装置可被称为半导体控制的整流器。在某些情况下，半导体控制的整流器是硅控整流器 (SCR) JPN和PNP晶闸管类ESD器件包括具有下述的结构:浮NPN基极20cl，导致了较低的触 发电压;具有基极-发射极电阻20c2的集电极-发射极击穿电压模式中的NPN，导致了中等的 触发电压；用于最高晶闸管触发电压的具有固定基极电阻20c3的传统配置；以及晶闸管双 极基极外部锁存触发以及锁存释放控制20c4。
[0095] 图2D图示了耦接的NPN-PNP-NPN双向高阻挡晶闸管类ESD保护装置20d。该装置中 的双向击穿电压可严密地由该装置中间示出的PNP器件的基极-发射极结定义。
[0096] 根据本文讨论的原理和优势，E0S事件可在电子装置中的各种节点处被检测。在特 定实施例中，本文讨论的E0S事件检测可在电子装置的引脚处被感测。图3是根据实施例的 配置成在电子装置30的引脚31处检测电气过应力事件的示例电子装置30的一部分的示意 图。如图3所示，ESD事件可在引脚31处发生，引脚31可以是任意适当输入/输出（1/0)引脚， 而且ESD事件可在引脚31处被感测。ESD感应装置34可被布置在引脚31和ESD事件检测电路 36(图1B检测电路16的示例）之间。ESD事件检测电路36可向与图1B类似的存储器和/或报告 电路(未示出）提供表示ESD事件的发生的信息。在图3中，电阻器35被布置在ESD感应装置34 和接地之间。如所示，电阻器也被布置在ESD事件检测电路36的输入和接地之间。ESD保护装 置33可保护ESD感应装置34和电阻器35 ASD保护装置33还可保护电连接至引脚31的任意其 它电路。在图3，ESD保护装置33与ESD感应装置34和电阻器35的串联组合并联。ESD阻挡/转 向装置32可被布置在引脚31和内部电路(未示出)之间。
[0097]可替换地或附加地，可在特定电路元件上感测E0S事件。由此，表示电路元件的功 能安全性的信息可被记录和/或报告。图4是根据实施例的配置成检测存储元件上的静电释 放事件的示例电子装置40的一部分的示意图。在图4中，与ESD事件关联的能量可被存储为 电容器48上的电荷。随后将提供这种能量采集个更多细节。图4的ESD事件检测电路36可检 测电容器48上的ESD事件。图4的ESD事件检测电路36可包括计数器以追踪在电容器48上检 测到的ESD事件的次数。图4的ESD事件检测电路36可检测ESD事件的强度，例如，通过检测与 ESD事件关联的电阻器35上的电压。在图4中，第一ESD保护装置34和电阻器35起到与图3类 似的功能。第一 ESD保护装置34可以是高阻抗ESD保护装置，其可被期望被监控的一定水平 的ESD事件触发。这样，第一 ESD保护装置34无需匹配其它图示的ESD保护装置33、42和/或46 和/或二极管44。第一 ESD保护装置34的高阻抗可限制通过电阻器35的电流而且可传导与 ESD事件关联的电流的相对小的百分比。
[0098]各种检测电路36可被实施来检测E0S事件。检测电路36可包括配置成检测E0S的任 意适当电路。分别参考图5、6、7和8描述四个示例检测电路36a、36b、36c和36d。这些检测电 路是可结合本文例如参考图1、3和/或4讨论的任意原理和优势实施的示例检测电路。而且， 示例检测电路中的任意检测电路的特征可结合任意其它示例检测电路实施。
[0099]图5是根据实施例的包括检测电路36a和ESD保护装置34的示意图。检测电路36a包 括比较器。如所示，电阻器35被布置在ESD保护装置34和接地之间。电阻器35上产生的电压 可与基准电压VREF进行比较。电阻器35的电阻和基准电压可被选择成使得阈值水平之上的 ESD事件触发比较器来指示已经发生了 ESD事件。电阻器35的电阻可被选择成使得提供给比 较器的电阻器35上的电压处于不太可能损伤比较器的电压水平下。比较器可由配置成检测 电阻器35上的电压什么时候超过阈值的任意适当电路实施，该阈值表示已经发生了 ESD事 件。
[0100] 图6是根据另一实施例的包括检测电路36b和ESD保护装置34的示意图。检测电路 36b包括多个比较器36bl、36b2和36bN，其中每个都被配置成将电阻器35上的电压与不同基 准电压(分别是V REF1，VREF2,和VREFN)进行比较。任意适当数量的比较器可被实施。采用多个比 较器36bl、36b2和36bN，ESD事件的强度或水平可被检测。ESD事件的水平可对应于提供给多 个比较器中的检测ESD事件的发生的比较器的最高基准电压的幅度。这样，检测电路36b可 检测ESD事件的发生和ESD事件的强度。
[0101] 图7是根据另一实施例的包括检测电路36c和ESD保护装置34的示意图。如所示，检 测电路36c包括比较器72、采样开关74和模数转换器(ADCWe^DC 76可被用于确定ESD事 件。类似于图5的检测器电路36a，比较器72可检测ESD事件的发生。响应于在电阻器35的电 阻和基准电压V REF的电压水平确定的水平之上检测ESD事件的发生，比较器72的输出被触 发。这可使得采样开关74对电阻器35上的电压进行采样。采样的电压可被ADC 76转换成数 字电压水平。ADC 76的输出可表示ESD事件的水平。这样，检测电路36c可提供与检测到的 ESD事件关联的信息，其可表示ESD事件的发生以及与ESD事件关联的水平。
[0102] 图8是根据另一实施例的包括检测电路36d和ESD保护装置34的示意图。检测电路 36d类似于检测电路36c，除了 ESD保护装置34上的电压被用于触发比较器72以及检测ESD事 件的水平。当ESD保护装置34被触发，其可进入快速恢复面试而且利用电阻保持在保持电 压。保持电压可被用来检测ESD事件的发生和ESD事件的水平。ESD保护装置34可被表征，而 且表征数据可被用来确定ESD事件的水平。
[0103] 各种存储器可存储表示本文讨论的检测电路检测到的电气过应力事件的信息。这 种存储器可包括非易失性存储器和/或易失性存储器。
[0104] 在特定实施例中，在特定条件下，检测E0S可由配置成存储数据的存储器元件实 现。图9是根据实施例的被配置成检测并存储与ESD事件关联的信息的示例检测及存储电路 90的不意图。检测及存储电路90可实现图1B的检测电路16和存储器17的功能。
[0105] 检测及存储电路90包括熔丝。熔丝是可存储数据和/或改变制造后装置的功能的 一种类型的非易失性存储器。检测及存储电路90包括熔丝存储组92和94、熔丝存储组选择 电路96和熔丝存储组读取电路98。一个或多个熔丝存储组的熔丝可被配置成在预定ESD事 件水平熔断。选择的熔丝存储组的不同熔丝可在不同ESD事件水平下熔断。熔丝存储组读取 电路98可从熔丝存储组92和94中的一个或多个进行读取以确定是否已经发生了 ESD事件以 及与ESD事件关联的水平。例如，如果任意熔丝熔断，ESD事件的发生可被检测。与ESD事件关 联的水平可根据哪个（哪些)熔丝熔断来进行检测。检测及存储电路90可操作，即使电子装 置被未供电。熔丝可以是可一次性编程的，由此一旦熔丝存储组中的熔丝熔断，熔丝存储组 选择电路96可选择不同熔丝存储组来检测ESD事件。检测及存储电路90可检测正极和负极 的ESD事件。虽然出于说明的目的而参考熔丝描述了图9,利用该图描述的原理和优势可被 应用至其它熔断元件，例如反熔丝和/或可选择性地由不同电压激活的其它存储器元件。
[0106] E0S事件检测可检测使得装置老化而不完全损坏装置的非突变E0S事件。这种功能 可监控具有比其它电路稍微低的击穿的电路而且提供电路的老化信息。图10是根据实施例 的具有ESD事件检测电路36的电子装置100的一部分的示意图。电子装置包括第一ESD保护 装置102和第二ESD保护装置104。
[0107]第一 ESD保护装置102可以是具有相对低的击穿电压和相对小的物理面积的二极 管，而且第二ESD保护装置104可以是具有相对高的击穿电压和相对大的物理面积的二极 管。这些ESD保护装置被图示为二极管，但是可以替换地实施其它适当的ESD保护装置。第一 ESD保护装置102可在比第二ESD保护装置104低的电压下触发。在示意示例中，第一保护装 置102可在大约6.5伏下触发，第二ESD保护装置104可在大约7伏下触发。第二ESD保护装置 104可处理比第一 ESD保护装置102更多的电流。电阻器35可与第一 ESD保护装置102串联，例 如，以防止热逃逸和/或为检测电路36提供电压。
[0108] 利用第一 ESD保护装置102,处于用于触发第二ESD保护装置104的阈值以下的ESD 事件可被检测，而且相关数据可被用来确定部件的"健康"的年龄/状态。第一ESD保护装置 102提供的ESD保护可能不足以保护内部电路，但是第一 ESD保护装置102提供的ESD保护可 提供一种方式来监控第二ESD保护装置104中发生了什么而无需包括电阻，这应该会减弱第 二ESD保护装置104的有效性，与第二ESD保护装置104串联。
[0109] 检测电路36可利用电阻器35上的电压来检测ESD事件。检每次检测到ESD事件，测 电路36可熔断熔丝和/或负载另一存储器。在特定数量的ESD事件(例如，10个事件)被检测 之后，警报信号可被提供。例如，当所有熔丝可被熔断和/或存储器单元可溢出时，警报信号 可被触发。警报信号可提供装置被ESD事件老化的警告。
[0110] E0S检测电路可提供裸片水平和/或系统级的功能安全性信息。在裸片水平，记录 和监控E0S事件可提供裸片的功能安全性的指示。这种信息可被报告至裸片外。警报信号被 提供至裸片外以便提供关于裸片的功能安全性的警告和/或建议采取措施，例如替换裸片。 在系统级，检测E0S事件可提供系统级的关于功能安全性的信息。例如，这种信息可被用于 预测维护。
[0111] 与检测E0S事件关联的功能安全性电路可并入裸片和/或处于系统级。对于其中可 靠性和/或质量最重要的一些昂贵的和/或定制的集成电路系统，具有感测E0S事件(例如， 从外部提供至系统的电流浪涌和/或电压浪涌）的能量并且能够提供与检测到的E0S事件关 联的信息会是有利的。这种信息可外部地提供至集成电路系统和/或可在集成电路系统内 设置警报以表示存在功能安全性问题。功能安全性电路可在各种环境下实施，包括3D垂直 集成系统中的堆叠裸片和/或预制层/组件。
[0112] 图11是根据实施例的包含了包括功能安全性电路的裸片112的堆叠裸片110的示 图。堆叠裸片110可包括与一个或多个其它裸片114a、114b、114c堆叠的裸片112。功能安全 性电路可实现本文参考检测E0S事件、存储与E0S事件关联的信息、报告E0S事件、提供E0S 和/或ESD保护等或它们的任意组合描述的特征的任意组合。例如，裸片112的功能安全性电 路可检测并记录过电压事件或另一E0S事件。在某些情况下，功能安全性电路可记录E0S事 件的强度、持续时间、频率或它们的任意组合。在实施例中，功能安全性电路可经由天线无 线地将记录的信息外部地传输至堆叠裸片110。
[0113] 图12是根据实施例的包括功能安全性电路的系统化封装120的示图。裸片112包括 功能安全性电路可被布置在具有其他组件的电路板122上。裸片112和其他组件可包装在单 个封装件中。系统化封装120可包括包胶模具混合物124,其封装了裸片112和其他组件。在 该实施例中，功能安全性电路可提供系统的有效健康的指示符。可通过裸片112和/或其他 组件从系统外部交换指示符，例如，无线地或者被提供给系统化封装120的输出触点。
[0114] 图13是根据实施例的包括功能安全性电路的集成电路系统130的示图。集成电路 系统130可被布置成提供目标为各种应用的功能。例如，集成电路系统130可以是配置用于 汽车应用的汽车电子系统（例如，动力转向）。作为另一示例，集成电路系统130可以是车辆 电子系统，例如配置用于航空器应用的航空电子系统。在另一示例中，集成电路系统130可 以是用于医疗监控的医疗电子系统配置(例如，监控心率和/或监控另一生理参数)和/或用 于其他医疗应用。所示集成电路系统130包括图12的系统化封装120和系统板132的其他组 件。系统化封装120的功能安全性电路可利用系统化封装120外部的集成电路系统130的保 护装置提供表示潜在故障的信息。例如，集成电路系统130的故障二极管可能不能防止特定 的不期望的静态电流和/或电流浪涌。系统化封装120的功能安全性电路可监控并记录这种 E0S事件。功能安全性电路可提供这种问题的外部警告。功能安全性电路可提供集成电路系 统130的寿命的指示。
[0115]采集来自电气过应力事件的能量
[0116]如上所述，本公开文本的多个方面涉及采集与诸如ESD事件之类的电气过应力事 件关联的能量。本文讨论的能量采集可在各种环境下实施。例如，能量采集可实现在裸片或 芯片水平。这可导致裸片水平下的功耗降低，这继而可降低更大系统中的功耗。作为另一示 例，能量采集可被实现在系统级，在堆叠裸片的垂直集成系统中，或者工业应用中。包括能 量采集电路/结构的系统化封装可包含在更大的系统中。作为又另一示例，能量采集可被实 现在具有布置用于提升与产生的静态电荷/E0S事件关联的电荷的采集的诸如旋转轴之类 的移动部件的系统中。
[0117]来自E0S事件的能量可由诸如（多个）电容器之类的存储元件存储，而且电荷可被 提供给系统。由此，与潜在破坏E0S事件关联的能量可被用来对电路供电。存储元件可根据 需要而被激活和/或去激活。电路可选择性地启动和/或初始化存储元件活性。例如，存储元 件的一部分可以被放电，同时存储元件的其它部分可被充电。
[0118]结合采集与E0S事件关联的能量讨论的原理和优势可结合检测和记录和/或报告 E0S事件讨论的原理和优势进行实施。现在将讨论与采集来自E0S事件的能量有关的图示实 施例。
[0119]设备可包括E0S转向装置和配置成存储与E0S事件关联的电荷的存储元件，其中 E0S转向装置可向存储元件提供与E0S事件关联的能量。E0S装置可布置在电子装置的引脚 和存储元件之间。例如，存储元件可包括电容器。E0S转向装置可以是ESD转向装置，E0S事件 可以是ESD事件。检测电路可与存储元件组合布置。检测电路可检测E0S事件。
[0120] 图14是根据实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷的示例电子装 置140的示意图。如所示，电子装置140包括输入触点10、E0S保护装置11、E0S转向装置142、 内部电路13、存储元件144、负载148和输出触点149。电子装置140的图示元件可包含在单个 封装件中。电子装置140可包括比附图所示更多的元素和/或所示元素的子集。电子装置140 可以是裸片，例如。这样，在某些情况下，电子装置140的图示元件可在单个裸片上实体化。
[0121] 电子装置140被配置成在输入触点10接收输入信号，输入触点10可以是图示的输 入引脚。E0S保护装置11被配置成提供针对电气过应力事件的保护。所示的E0S保护装置11 被配置成通过在输入触点10上的信号超过被保护装置的E0S容量时（例如，电压击穿)将与 E0S事件关联的电流转移至地来保护与输入触点10电连接的电路。E0S保护装置11可针对电 气过应力事件保护内部电路13和存储元件142。在图14中，E0S保护装置11被布置在输入触 点10和接地之间。E0S保护装置11可布置在输入触点10和任意其它适当低电压基准之间。例 如，E0S保护装置11可以是配置成提供ESD保护的ESD保护装置。
[0122] E0S转向装置142可向存储元件144转移与ESD事件关联的能量而且防止存储元件 144存储的电荷逃出。E0S转向装置可由任意适当ESD保护装置实施，例如参考图2A至2D讨论 的任意ESD保护装置。E0S转向装置142可布置在输入触点10和内部电路13之间。可替换地， ESD隔离装置可布置在内部电路13和输入触点10之间，类似于图1B。可能期望内部电路13和 正从其采集与E0S事件关联的能量的引脚之间具有中介电路元件。
[0123] 存储元件144可包括一个或多个电容器和/或电池。如所示，存储元件144与E0S转 向装置142串联。E0S保护装置11与E0S转向装置和存储元件144的串联组合并联。负载148可 与存储元件144并联。在一些实施例中，存储元件144上的电压可被调整用于提供给其它电 路。来自存储元件的电荷可被提供给电子装置140的输出触点149。这样，从E0S事件采集的 能量可被提供给电子装置140外部的电路。可替换地或此外，从EOS事件采集的电荷可被提 供给电子装置中的其它电路，例如电子装置的内部电路13和/或电池。
[0124] 图15是根据实施例的被配置成存储与电气过应力事件关联的电荷并且检测电气 过应力事件的发生的示例电子装置150的示意图。电子装置150图示了能量采集电路与配置 成检测E0S事件的检测电路如何能够组合的示例。图4示出了 ESD事件环境下的另一示例。
[0125] 图16是根据实施例的配置成存储与静电释放事件关联的电荷的示例电子装置160 的一部分的示意图。电子装置160提供了ESD事件的能量采集的双极性能。如图16所示，ESD 事件可在引脚31处发生。ESD保护装置161可为超过系统容量的ESD事件提供钳位。在图16， ESD保护装置162和163提供分别与二极管164和165并联。ESD保护装置162和163可分别为二 极管164和165提供ESD保护。具体地，这些ESD保护装置的每个都可保护各自的二极管不会 反向击穿。二极管164和165是图14和/或15的E0S转向装置142的示例。第一二极管164可使 电流转向成来为第一电容器166充电。第二二极管165可使相反极性的电流转向来为第二电 容器167充电。由此，与正负ESD事件关联的电荷可被存储在包括电容器166和167的存储元 件中。ESD保护装置168和169可分别为电容器166和167提供ESD保护。
[0126] 图17是根据实施例的被配置成在存储元件的存储组中存储与静电释放事件关联 的电荷的示例电子装置170的一部分的示意图。多个ESD事件可发生。这种ESD事件可具有不 同幅度。具有存储元件的存储组可使得与不同ESD事件关联的电荷足够被存储。多个开关 174a to 174d每个都可被布置成与各自的电容器172a至172d串联。在实施例中，可一次使 得开关174a to 174d中的选择的一个开关导通。这可选择性地将选择的电容器连接至二极 管164。与引脚31处的ESD事件关联的能量可被二极管164转向至多个电容器172a至172d中 的通过开关电连接至二极管164的电容器。电压监控电路176可监控电荷电容器172a至172d 中的每个存储的电荷。电压监控电路可检测哪个电容器存储最少电荷。开关控制电路178可 根据来自电压监控电路176的信息使得选择的开关导通。使得存储最少电荷的电容器被配 置成捕获与ESD事件关联的电荷将是一种有效的方式来捕获电荷，而且能够以尽可能小的 ESD脉冲实现尽可能多的能量采集。
[0127] 各种电路可存储与E0S事件关联的能量。将参考图18至22来描述配置成存储与E0S 事件关联的电荷的示意性电路。这些电路提供了结合本文讨论的任意原理和优势的可采集 与E0S事件关联的能量的电路的示例。而且，示例能量采集电路中的任意电路的特征可与一 个或多个其它示例能量采集电路组合实施。
[0128] 图18是根据另一实施例的被配置成存储与静电释放事件关联的电荷的电路180的 示意图。如所示，电路180包括输入引脚31、二极管182、电容器184负载186、输出引脚188和 接地引脚106。二极管182是图14的E0S转向装置142的示例。电容器184是图14的存储元件 144的示例。当在引脚31发生ESD事件而且ESD事件相对接地引脚106具有正极性，二极管182 可被正偏而且电容器184可被充电至一个电压。电容器184上的电压可大约等于电容器184 的电容划分的可用电荷。一旦引脚31处的电压降落至电容器184上的电压以下，充电阶段可 停止。二极管182可变得反偏而且电容器184可保持在充电状态。在图18所示的配置中，电容 器184可具有超过与ESD事件关联的增大预期电压的击穿电压。例如，负载186可以是电阻性 负载。电容器184上的电压可通过输出引脚188提供给其它电路。
[0129] 图19是根据另一实施例的被配置成存储与静电释放事件关联的电荷的电路190的 示意图。电路190提供了钳位和电压调整。电路190类似于图18的电路180,除了包括ESD保护 装置192 JSD保护装置192可被布置成与电容器184并联。ESD保护装置192可起到ESD钳位 和/或保护装置的作用。ESD保护装置192可确保电容器184的与地相对的板子上的电压被钳 位至比电容器184的击穿低的电压。ESD保护装置192可作为电压调整器。在ESD事件过后， ESD保护装置192可将电流分流至地GND，直到电容器184上的电压大约是ESD保护装置192的 击穿电压。在特定示例中，如果ESD保护装置192具有5伏的击穿电压，那么一旦ESD事件过 后，ESD保护装置192可将电流分流至地GND，直到电容器184上的电压大约是5伏。由此，存储 在电容器184上的电压可被调整成可由下游电路安全使用的电压。ESD保护装置192可以是 图示的齐纳二极管。
[0130]图20是根据另一实施例的被配置成存储与静电释放事件关联的电荷的电路200的 示意图。电路200提供了钳位和电压调整。在图20中，图19的ESD保护装置192由ESD钳位电路 202代替。如所示，ESD钳位单元202可以是齐纳二极管的叠层。举例来说，齐纳二极管的叠层 可将电容器184上的电压钳位至大约20伏。ESD钳位电路202可由诸如NPN ESD装置、SCR等之 类的任意适当ESD钳位电路实现。例如，单独的电压调整器可由晶体管203、二极管204和电 阻器206实现。任意其它适当电压调整器可以可替换地被实现。而且，这种电压调整器可提 供任意适当的调整电压用于特定应用。
[0131] 图21是根据另一实施例的被配置成存储与静电释放事件关联的电荷的电路210的 示意图。图21图示了结合ESD事件存储的电荷可被提供给电池212以对电池212重新充电。由 此，从ESD事件采集的能量可被存储在存储元件上，电压可被调整，而且可利用从ESD事件采 集的能量重新充电电池212。
[0132] 图22是根据另一实施例的被配置成存储与静电释放事件关联的电荷的电路220的 示意图。E0S能量采集器可按照与无线电接收器工作的方式类似的方式工作。如图22所示， 用于AM无线电的基本二极管检测器可实现二极管182。二极管182可接收来自天线222的信 号，电容器184可存储与E0S事件关联的电荷。二极管182可以是图22所示的晶体二极管。例 如，如上所述，图22的特征可结合电压调整器，而且电容器184存储的能量可被提供给电路 和/或电池。而且，图22的特征可结合配置成检测已经发生了 E0S事件的检测电路。这种检测 电路可根据本文讨论的检测电路的原理和优势来实施。
[0133] 本文讨论的能量采集电路可在各种电子系统中实施。例如，这种电路可在垂直集 成系统中实施。能量采集电路可实施在垂直集成系统的专用裸片或层上，例如图11的裸片 112。能量采集电路可至少部分地实现在包括诸如无源元件之类的预制电路元件的垂直集 成系统中的层中。可在集成电路水平、在系统化封装水平、在更大的系统级或者它们的任意 组合实现能量采集电路。当在系统级实现能量采集电路，裸片面积可能不是一个限制因素。 由此，相对大的E0S保护装置可提供比典型电流密度容量更大的容量。可替换地或此外，相 对不那么复杂的装置可在系统级实现，例如更大的相反偏置的二极管。而且，可在系统级下 提供相对高的E0S保护，而且在特定应用中比裸片水平更高的电荷水平可被捕获。
[0134] 可针对高性能实施ESD保护装置的特定物理布局。下面讨论的物理布局可结合本 文讨论的任意E0S保护装置来实施。图23A至23C图示了示例物理布局。
[0135] 图23A提供了 ESD保护装置230的物理布局的示例。在图23A中，ESD保护装置在平面 示图中是环形结构。这可实现相对高的电流处理能力。ESD保护装置230的阳极232和阴极 234可被提供在键合焊盘236附近。ESD保护装置的最弱点可在指状物的端部，即使具有增大 的间隔、电阻和/或曲率，即使其是通常具有最大电场的位置。环形ESD硅控整流器(SCR)可 被用于系统级ESD保护以模仿围绕键合焊盘的圆形装置。这种SCR可包括美国专利 No.6236087中描述的特征的任意组合，该专利的整个技术公开在此通过引用并入本文。
[0136] 天线状ESD保护装置在平面示图中可具有相对大的周界面积而且因此具有相对大 的可流过电流的截面的面积。举例来说，周界可大约400μπι，而且二极管结可大约3μπι深，因 此截面面积大约1200μπι 2。此外，利用环形结构，金属可在四个侧面从键合焊盘出来。这可将 基本上最小化电阻结合至ESD刺激(zap)，因此芯片内的感应电路经历的电压可基本上最小 化。可为ESD刺激提供甚至更低的电阻路径的另一方案是纯粹的垂直二极管，其中电导垂直 向下通过硅。在这种二极管中，对于100μπι*100μπι的焊盘，截面面积是ΙΟΟΟΟμπι 2,金属电阻也 可相对较小，因为一侧可以存在厚的低电阻金属踏板，低电阻键合引线接近另一侧。
[0137] 在某些情况下，理想的ESD装置可以是圆形的，因为在这种结构中沿整个结可存在 基本上相同的电场。圆形ESD装置布局可能不是面积有效的和/或内部阳极比外部阴极可具 有更小的结面积。圆形ESD装置布局可传导比消耗基本相同面积的一些其它通用ESD布局更 大的电流。圆形ESD装置布局可传导相对大的电流，例如与E0S事件关联的电流。由此，在其 中ESD装置被用于采集与E0S事件关联的能量的特定应用中，这种ESD装置布局可能是期望 的。
[0138] 图23B提供了ESD装置237的物理布局的示例。在平面示图中，ESD装置237的物理布 局是相对大的圆形形状。这可降低阳极232和阴极234之间的结面积的差异。
[0139] 图23C提供了 ESD装置238的物理布局的示例。ESD装置238由更小的圆形ESD装置 239的相对密集的阵列实现。更小的圆形ESD装置239可彼此横向和/或垂直抵靠。例如，更小 的圆形ESD装置239的阵列可在诸如智能手机之类的可穿戴计算装置中实现。
[0140]图24图示了另一电气过应力保护装置240,其中电流浪涌垂直穿过到达下面的层。 在ESD保护装置240中，电流可通过N区242下的表面244耗散至地。考虑N区242为半圆柱体， ESD保护装置240能够负载比环形ESD保护结构更大的电流，因为ESD保护装置240具有比相 应的环形ESD保护装置更大的面积244。在优化用于采集ESD激励/电流浪涌的结构的电流负 载能力时，可应用这些原理。
[0141] 图14至22的示例性能量采集电路可被实体化在各种集成电路系统中。将参考图25 至30B讨论这种集成电路系统的示例。
[0142] 在一些实施例中，能够采集E0S事件以存储与E0S事件关联的电荷的按比例放大的 结构可被布置在垂直集成系统中。图25提供了具有这种功能的垂直集成系统250的示例。垂 直集成系统250可包括隔离的和/或按比例放大的E0S保护装置，由此其可处理更大的浪涌 和/或连接存储层。垂直集成系统250包括ESD保护层252、绝缘层254和存储层256 JSD保护 层252可包括ESD保护装置。在一些实施例中，ESD保护层252可包括检测电路以检测ESD事 件。ESD保护层252可包括线圈253或使得信号能够被无线地向外发送至垂直集成系统250的 其它结构。可替换地或此外，垂直集成系统250的一个或多个其它层可包括线圈253或使得 信号能够被无线地向外发送至垂直集成系统250的其它结构。线圈或其它结构可发送表示 ESD事件的信息和/或外部系统安全性保有故障的警告。绝缘层254可用来隔离ESD保护层 252和存储层256。一个或多个通孔255和/或其它电路径可允许电荷从ESD层流至存储层 256。存储层256可包括任意一个本文讨论的存储元件，例如一个或多个电容器和/或配置成 存储与ESD事件关联的电荷的其它存储元件。存储在存储层256中的电荷可被提供给其它电 路。
[0143] 图26是根据实施例的包括ESD保护和能量采集电路的垂直集成系统260的示意图。 垂直集成系统260包括ESD保护芯片261、存储芯片263和具有有源侧265的专用集成电路 (ASIC)264。引线键合266可提供对ESD保护芯片261和/或ASIC 264的电连接。模制复合物 267可围绕单个封装件内的其它图示元件。ESD保护芯片261可包括ESD保护装置，其被配置 成向存储芯片263的存储元件提供与ESD事件关联的能量。如所示，ESD保护芯片261和存储 芯片263被布置成与ASIC 264垂直堆叠。绝缘层262,例如电介质或其它裸片附接层，被图示 在图26中的不同芯片之间。
[0144] 通过使得ESD保护装置处于与ASIC 264分开的单独芯片上，ESD保护装置可被配置 成相对于ESD保护装置包含在ASIC 264上的情况处理具有更大的幅度的ESD事件。ESD保护 芯片261电连接至存储芯片263。存储芯片263可电连接至ASIC 264。图26中的芯片之间的电 连接可包括引线键合、硅通孔等。存储层263可利用从ESD事件采集的能量来为ASIC 264的 操作供能。集成电路系统260可提供封装件内的系统，其中外部产生的E0S事件可被用来为 ASIC 264供能。即使从E0S事件采集了相对少数量的能量，总系统功率的累积下量可能是在 时间上很明显的，如何总系统包括相对大数量(例如，几百或几千）的垂直集成系统。
[0145] 图27是根据实施例的单个芯片上的包括ESD保护和能量采集电路的垂直集成系统 270的示意图。组合的ESD保护和存储芯片272包括能够从ESD事件采集能量的电路以及配置 成存储与ESD事件关联的电荷的存储元件。组合的ESD保护和存储芯片272可与ASIC 264堆 叠。相对于角锥体结构堆叠的两个单独的裸片，单个裸片中的组合的ESD保护装置和存储元 件可降低垂直集成系统的高度。相对于两个单独堆叠的裸片，单个裸片中的组合的ESD保护 装置和存储元件可降低从浪涌电导点开始的路径和存储元件的长度和/或电阻。ASIC 264 可从组合的ESD保护和存储芯片272的存储元件接收电荷。使得能量采集电路处于与ASIC不 同的芯片上可允许诸如该ESD保护装置之类的E0S保护装置按比例放大以存储来自诸如更 大的ESD事件指令的更大的E0S事件的电荷。
[0146] 图28图示了根据实施例的具有E0S保护装置282、存储元件284和处理电路286的裸 片280。在微观层面，E0S保护装置282可与相同裸片280内的存储元件284和处理电路286隔 离。在图示的实施例中，裸片280被划分以交付芯片内系统，其中存储元件284电连接至处理 电路286作为电源。如所示，裸片280被分成同心式的多个段。裸片280的不同段可在诸如硅 衬底之类的单个半导体衬底上组合。其中选择部分可与衬底隔离的沟槽隔离类型的工厂工 艺可被用来制造裸片280的不同段。
[0147] 图29图示了根据另一实施例的具有E0S保护装置282、存储元件284和处理电路286 的裸片290。裸片290包括划分的布置，其中电路的不同段282、284、286由隔离物292隔开而 且被配置成并排布置。隔离物292可包括沟槽隔离。沟槽可包括绝缘材料，例如电介质材料。 在实施例中，隔离层可包含在划分的裸片的E0S保护装置中的一些或所有周围。可替换地或 此外，诸如电介质层之类的绝缘层可以覆盖E0S保护装置282和/或存储元件284。
[0148] 能量采集电路可实施在移动和/或可穿戴装置中。图30A和30B图示了根据实施例 的包括具有嵌入外壳302内的导管304的外壳302的移动装置300的实施例。诸如移动电话 和/或其它手持装置之类的移动装置可包括布置用于采集诸如静态电荷之类的外部电荷源 的导管304。如图30B所示，电连接306可将电荷从导管304路由至能量采集电路。能量采集电 路可在图示的系统化封装120中实体化。外壳302可被配置成提升和/或优化电荷至包含在 移动装置的外壳302内的能量采集电路的传递。
[0149]移动装置300的特征的任意组合可被应用至任意适当可穿戴装置，例如智能手表 和/或可穿戴医疗监控装置。例如，图30A和/或30B的实施例的任意原理和优势可被应用至 可穿戴装置。图30C图示了包括具有嵌入外壳内的导管304的外壳302的可穿戴装置305的实 施例。可穿戴装置305可被配置成接触皮肤。外壳302上的导管304可被布置成提升和/或优 化从来自外部源的E0S事件对电荷的采集。导管304的材料的形状和/或布置可提升和/或优 化电荷的采集。例如，图30A至30C中的任意附图中的任意导管304可实现结合图31和/或图 33A至33D讨论的一个或多个特征。
[0150]在实施例中，能量采集系统可实现在可穿戴装置或另一便携电子装置中。能量采 集系统可包括导管、ESD保护电路、存储层和配置电路。导管可被布置成有效地导通来自外 部源的ESD能量，例如来自与人的接触的ESD能量。ESD保护电路被配置成防止与ESD事件关 联的电流尖峰和/或电压尖峰损坏系统中的其它电路。存储层可被配置成存储与ESD事件关 联的电荷。配置电路可根据需要在存储层内配置存储元件以便存储与ESD事件关联的电荷。 [0151]存储层可还包括ESD保护装置。存储层配置电路可控制存储层的开关以选择存储 器中的哪个诸如（多个）电容器之类的（多个)存储元件存储与ESD事件关联的变化。在一个 存储元件被完全充电时，存储层配置电路可调节开关的状态以使得与后续ESD事件关联的 电荷被存储在另一存储元件中。导管可被布置成使得电荷可仅仅在一个方向上流动。导管 可被配置成尽可能有效地负载最大电荷（例如，圆形或环形结构）。系统可包括配置成检测 带电体的接近度传感器。响应于检测带电体，EDS保护电路可被配置和/或使能。系统可包括 电路使得来自系统内和/或系统外部的存储元件的电荷再循环。
[0152] 图31图示了根据各种实施例的可提供对ESD保护装置314的电连接的封装件312的 开口 311中的导电结构的示例。导电通孔315可并入封装件312以向ESD保护装置314提供与 ESD事件关联的信号。可替换地或此外，导电通孔316可并入封装件312以向ESD保护装置314 提供与ESD事件关联的信号。可替换地或此外，导电导体317可并入封装件312以向ESD保护 装置314提供与ESD事件关联的信号。图31的导电结构是可被提升和/或优化来提供与ESD事 件关联的信号以进行能量采集的电路径的示例。
[0153] 在一些实施例中，电能产生可源于旋转轴和/或移动机件，例如，在工业应用、交通 工具等中。根据本文讨论的原理和优势，来自电场的能量和/或旋转轴产生的和/或工业应 用中的静态电荷可产生电场流和存储元件可存储的移动载体。将参考图32至33D来讨论示 例实施例。
[0154] 图32图示了根据实施例的包括旋转轴322和电荷采集系统324的系统320。轴322的 旋转是电场和/或静态电荷的潜在源。电荷采集系统324可包括配置用于传导、存储和处理 轴322的旋转产生的电荷的结构。电荷采集系统324可被布置在或以最佳接近度邻近轴322 以便捕获电荷。在特定应用中，电荷采集系统324可接触轴322或其上的材料。电荷采集系统 324内产生并存储的电荷可随后被再循环和/或用于另一功能和/或为电荷采集系统324内 的组件供电。
[0155] 电荷采集系统324可从移动以执行其它功能的诸如轴之类的部件采集能量。由此， 原本将被损失的能量系统可被电荷采集系统324捕获。现有设备和/或机器可采用电荷采集 系统324而被改进以捕获电荷而且将捕获的电荷再循环至系统。电荷采集系统324可被并入 智能交通工具和/或电交通工具，由此在特定环境下(例如，归因于运动能量和/或与下山关 联的物理动量的移动部件），电荷可被产生而且随后被存储并且在交通工具中再循环。
[0156] 移动和/或旋转机器产生的电荷量可通过材料选择进行提升和/或优化。用于构建 移动部件的材料可沿着靠近布置的其它材料来进行选择以改进产生的电场的强度和/或产 生的电荷量。
[0157] 图33A图示了具有用于增加旋转轴产生的ESD场和/或电荷的一层材料332的旋转 轴332以及用于增加产生的ESD场和/或电荷的一层材料334的电荷采集系统324。材料332的 表面和电荷采集系统324可为了来自旋转轴的ESD场而彼此物理接触以放电至电荷采集系 统。可替换地，材料332和电荷采集系统324可彼此接近，而且实现气隙放电的足够大的电荷 可导致从旋转轴对电荷采集系统的放电。材料332和334可被选择和/或定形来提升和/或优 化轴332产生的电荷采集系统324存储的电荷。如图33A所示，旋转轴322可具有布置在轴322 周边的层材料332。例如，材料层332可以是圆环和/或项圈。材料332可被选择成使得其最大 化轴322被旋转成接近电荷采集系统324时产生的场，电荷采集系统324可包括可被暴露至 材料332的另一材料层334。电荷采集系统324可采集ESD能量而且可传导产生电荷至系统中 的层。电荷可被存储在本文讨论的任意存储元件中。存储的电荷可随后被流传和/或应用来 对电荷采集系统324内的和/或电荷采集系统324外的其它操作供电。
[0158] 图33B图示出在特定实施例中并入旋转轴322上的该层材料332'可具有不均匀的 宽度。该层材料332'的宽度可具有图示的变化宽度。该层材料332'的宽度的变化可产生在 该层材料332'和该层材料334之间产生的电场的明显转变，这可被能量采集系统324检测 到。电场中的这个测得的变化可按照大量方式来使用，包括用于随着轴322旋转根据材料层 332'和334之间的电场明显转变来测量轴322每单位时间的转数，和/或用于特意地使用电 场的变化和/或间断的峰值特征来电气地以定义的时间间隔操纵/移动/操作电荷采集系统 324内的层。
[0159] 图33C图示了根据实施例的能量采集系统324的该层材料334'的选择的表面形貌。 该层材料334'的形貌可对照平坦层进行修改以增大暴露至旋转轴322的材料的表面面积， 例如如图示那样。由此，产生的电场可增大。
[0160]图33D图示了根据实施例的能量采集系统324的该层材料334 '上的表面抛光336。 该层材料334'中的凹进可填充表面抛光材料336以提升和/或优化与ESD事件关联的电荷。 表面抛光材料336可被选择来优化针对该层材料332'产生的电荷和/或电场。由此，材料层 332'和/或334'和/或表面抛光336的互动和/或形状可优化旋转轴322产生的电场。
[0161] 材料332和/或334的各种图案和/或布置可被实施来提升和/或优化旋转轴322产 生的电场和/或其它电效应的特性。示例图案包括同心形状，例如同心圆环或同心正方形、 角锥体叠层、另一材料处于多行材料上方的多行材料等，或者它们的任意组合。
[0162] 当两种不同材料被压或揉在一起时，一种材料的表面一般可从另一材料的表面捕 获一些电子。捕获电子的材料可具有对两种材料的负电荷的更强吸引力，而且材料分开之 后表面可被负性充电。当然，另一材料应当具有等量的正电荷。如果各种绝缘材料被压或揉 在一起而且随后每个表面上电荷的量和极性被分别测量，可复制图案可出现。对于绝缘体， 下面的表1可被用来预测哪个将变得正及负以及该效应有多强。这种材料可在图33A至33D 的实施例中被选择用于产生电荷。电活性聚合物是可用于产生电荷的材料的一些其他示 例。极化可由电场感应出来，而且极化可改变电场。由此，极化可改变电场强度。
[0164] 表1-典型材料校正系数
[0165] 结合材料和/或材料的图案/布置描述的用于提升和/或最大化电场/产生的电荷 的任意原理和优势还可被应用至监控系统可用性。例如，在材料和/或材料的图案/布置产 生的电场中的变化正比于一种状态，例如系统操作的一种特定状态，表示该状态的信息可 与系统远程地进行交流。这种信息可被用于监控系统。
[0166] 本文参考从E0S事件采集能量讨论的原理和优势可被应用至其中负载电荷的对象 靠近另一对象的各种场景。负载电荷的对象可提供E0S。例如，图33E是其中能量采集可根据 实施例实现的场景的框图。在图33E中，交通工具335可靠近插接站336。插接站336可包括 E0S保护电路和将被保护的电路。插接站336可包括能量采集电路和/或E0S检测和记录电 路。接站336采集的电荷可被用来对插接站的电路进行供电。在实施例中，例如，当接站336 可执行充电功能时，交通工具335产生的静态电荷可被用来对电子交通工具进行充电。交通 工具335可包括结构/材料337,其可被配置成提升和/或优化结合与插接站338关联的另一 结构/材料338产生的场。结构337和/或338可实施前面例如结合旋转轴讨论的一个或多个 特征。在特定实施方式中，交通工具335可包括功能安全性电路。
[0167] 响应于检测靠近插接站336的交通工具335,能量采集电路和/或E0S检测和记录电 路可被使能和/或预调节。接近度传感器(例如下面讨论的传感器)可检测交通工具335(例 如，小汽车、卡车、地铁、火车、铲车等。）正靠近插接站336。
[0168] 采集与E0S事件关联的变化有关的智能存储方面，例如打开或关闭不同电容器、实 现保护性电路、感测物体存在的动作，可被应用在各种场景中。例如，在智能/电交通工具的 情况下，智能存储电路(例如图17的电子装置170的存储电路)可并入系统，其中记录和/或 无线传输了电荷/存储水平以实施各种功能。例如，"智能"铲车舰队/交通工具可被管理/监 控，例如，当特定交通工具的存储的电荷到达特定水平，系统可对其进行标志而且启动特定 交通工具重新充电的计划。作为另一示例，在"智能"交通工具内，当存储水平达特定水平， 其实现了系统能量的"更智能的"使用，例如暂时关闭非必要功能。作为另一示例，在靠近之 前/期间，存储系统的功率水平可被远程地传递至插接站，而且这可在插接站实现更有效的 充电/能量管理。在另一示例中，能量采集电路可利用和存储交通工具负载的电荷以便被交 通工具使用。在其它示例中，插接站可采集交通工具产生的静态电荷而且使用采集的电荷 执行充电功能。
[0169] 能量采集电路和/或存储元件可按照各种方式物理实施。图36至41提供被配置成 在存储元件中存储与E0S事件关联的能量的能量采集电路的示意性物理实施例。这些实施 例中的任意实施例可包括E0S事件检测电路。在这些实施例中，例如，E0S暴露的表面可包括 圆形导电结构或这种圆形导电结构的阵列。参考诸如电路、材料、层等之类的能量采集存储 层讨论的原理和优势中的任意可结合图36至41中的任意实施。
[0170] 在图36中，电子装置360包括相对侧上的E0S保护层252。该电子装置中的E0S保护 层252可采集电子装置相对侧上的变化。E0S保护层252可包括E0S装置和/或其它电路用于 产生与E0S事件关联的电荷。每个E0S保护层252可连接至存储层256,去包括存储元件来存 储采集的电荷。绝缘材料可包含在E0S保护层252和存储层256中的每个之间。在另一实施例 中，可为每个E0S保护层252包含分开的存储层。如所示，电子装置360还包括ASIC 264。
[0171] 在图37中，电子装置370包括并排的EOS保护层252。如所示，这些EOS保护层252中 的每个都与各自的存储层256电通信。图示的电子装置370包括E0S保护层252、存储层256和 ASIC 264的单独垂直叠层。
[0172] 图38的电子装置380包括开口 382，其中E0S层252的E0S装置通过开口 382暴露。这 种装置可被用于各种不同E0S事件检测和/或E0S事件采集应用。
[0173] 图39的电子装置390包括开口 392，其中E0S层252的E0S装置通过开口 392暴露。这 种装置可用于各种不同E0S事件检测和/或E0S事件采集应用。
[0174] 图40的电子装置400包括嵌入结构的两侧之间的开口内的E0S层252的E0S装置。这 种装置可被用于各种不同E0S事件检测和/或E0S事件采集应用。
[0175] 图41的电子装置410包括嵌入结构的开口 /凹进内的E0S层252的E0S装置。这种装 置可被用于各种不同E0S事件检测和/或E0S事件采集应用。
[0176] 电场接近度以及E0S保护和/或能量采集配置
[0177]如上所述，本公开文本的多个方面涉及检测电场的接近度以及配置用于E0S保护 的电路和/或响应于检测接近度而采集来自E0S事件的能量。接近度感测信息可被用来配置 E0S保护电路和/或能量采集电路，其配置成存储与E0S事件关联的能量。接近度感测信息可 在一维、二维或三维上表示对象的接近度。与利用接近度感测信息来配置装置关联的原理 和优势可与本文讨论的其它实施例中的任意结合应用。现在将讨论与接近度感测有关的示 意性实施例。
[0178]图34是根据实施例的可利用接近度感测信息来配置E0S保护的示例电子装置的示 意框图。如所示，电子装置340包括输入触点10、E0S保护装置11、接近度传感器342和E0S配 置电路344。接近度传感器342可以是配置成感测对象对电子装置340的接近度的任意适当 传感器。例如，在特定实施方式中，接近度传感器342可以是电容性传感器或磁性传感器。接 近度传感器342可提供接近度信息给E0S配置电路344 J0S配置电路344可实现E0S保护。E0S 配置电路344可基于接近度信息来配置EOS保护装置11。由此，EOS保护装置可在由于对象在 电子装置附近而导致的E0S事件之前进行配置。例如，E0S配置电路344可提供E0S保护装置 11的主动电压钳位和/或提供电流给主动控制的保护电路，例如主动控制的SCR。
[0179]根据具体实施例，E0S保护装置11可以是ESD保护装置。E0S配置电路344可预触发 和/或预准备ESD保护装置以响应于表示ESD事件即将来临的接近度信息进行触发。当ESD保 护和将被保护的内部电路之间存在竞争条件时，这种预触发和/或预激可确保内部电路的 适当的ESD保护。预触发ESD保护装置可为诸如纳米级别或者更短的ESD事件之类的快速ESD 事件提供更稳健的ESD保护。
[0180] 图35是根据实施例的可利用接近度感测信息配置存储与E0S事件关联的能量的存 储元件的示例电子装置的示意框图。如所示，电子装置350包括输入触点10、E0S保护装置 11、E0S转向装置142、存储元件144、负载148、输出触点149、接近度传感器342和存储元件配 置电路354。在图35中，接近度传感器342可提供接近度信息给存储元件电路344。存储元件 配置电路354可根据接近度信息来配置存储元件144。由此，存储元件144可在与电子装置邻 近的对象导致的E0S事件之前被配置。根据接近度信息，存储元件144的（多个)特定电容器 和/或(多个)其它存储结构可被接入以捕获与E0S事件关联的电荷。根据电容量接入(多个） 特定电容器和/或（多个)其它存储结构以捕获与E0S事件关联的能量。在与E0S事件关联的 电荷被捕获之后，（多个)特定电容器和/或(多个)其它存储结构可随后被断开。
[0181] 產禮
[0182] 在上述实施例中，结合特定实施例描述了设备、系统和方法。然而，应该理解的是， 实施例的原理和优势可被用于可受益于本文讨论的任意原理和优势的任意其它系统、设备 或方法。而且，虽然为了示例目的而提供了一些电路，但是其它逻辑等价电路或功能等价电 路可替换地实施以实现本文描述的功能。
[0183] 本文描述的原理和优势可在各种设备中实施。这种设备的示例可包括但不限于消 费电子产品、消费电子产品的部分、电子测试设备等。消费电子产品的部分的示例可包括计 时电路、模数转换器、放大器、整流器、可编程滤波器、衰减器、变频电路等。电子装置的示例 还可包括存储芯片、存储模块、光网或其它通信网络的电路以及硬盘驱动电路。消费电子产 品可包括但不限于无线装置、移动电话(例如，智能电话）、蜂窝基站、电话、电视机、计算机 监视器、计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、微波炉、冰箱、音箱系统、盒式记录器或 播放器、DVD播放器、CD播放器、数字视频录像机(DVR)、VCR、MP3播放器、无线电、摄录像机、 相机、数码相机、便携存储芯片、清洗器、干燥器、清洗器/干燥器、复印机、传真机、扫描器、 腕表、智能表、钟、可携带健康监控装置等。而且，设备可包括未完工的产品。
[0184] 除非上下文明确地给出相反要求，否则在说明书和权利要求中，术语"包括"、"包 含"、"具有"、"含有"等将被理解为包罗性含义，而不是排他性或穷尽性含义;也就是说，意 思是"包括但是不限于"。此处使用的术语"耦接"或"连接"指的是直接连接或者通过一种或 多个中间元素连接的两个或多个元素。此外，术语"此处"、"上"、"下"及类似意思的术语在 用于本说明书时指的是本申请作为整体，而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许的 情况下，使用单数或多数的具体描述的术语也可分别包括多个或单个。术语"或"指的是两 个或多个项目的列表，其覆盖该术语的下属解释的全部:列表中的任意项目、列表中的所有 项目、以及列表中的项目的任意组合。本文提供的所有数值旨在包括测量误差内的类似值。
[0185] 而且，此处使用的条件性用语，例如"可"、"可以"、"可能"、"能够"、"比如"、"例 如"、"诸如"等，除非明确做出相反陈述，否则在上下文的使用的理解中在总体上表示具体 实施例包括，虽然其它实施例没有包含具体特征、元素和/或状态。
[0186] 此处提供的本发明的指教可应用至其它系统，而并非必须是以上描述的系统。以 上描述的各种实施例的元素和动作可组合来提供其它实施例。本文提供的方法的行动可以 任意适当的顺序执行。而且，本文讨论的方法的行为在适当时可依次执行或并行执行。
[0187]虽然已经描述了本发明的具体实施例，但是这些实施例仅仅以示例的方式呈现， 而不是用于限制本发明的范围。实际上，此处公开的新方法和系统可按照多种其它形式实 现。而且，可以在不脱离本发明的精神的情况下对此处描述的方法和系统的形式做出各种 省略、替代和改变。所附权利要求及其等价形式旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这 些形式和变形。从而，本发明的范围仅仅由所附权利要求所限定。
【主权项】
1. 一种设备，包括： 电气过应力保护装置； 电耦接至电气过应力保护装置的检测电路，检测电路被配置成检测电气过应力事件的 发生；以及 存储器，其被配置成存储表示检测电路检测到的电气过应力事件的信息。2. 根据权利要求1所述的设备，进一步包括布置在电气过应力保护装置和低基准电压 之间的电阻元件，电阻元件还布置在检测电路的输入和低基准电压基准之间，其中电气过 应力保护装置被配置成电气过应力感应装置。3. 根据权利要求2所述的设备，进一步包括与与与与电气过应力装置和电阻元件的串 联组合并联的第二电气过应力保护装置。4. 根据权利要求3所述的设备，其中电气过应力保护装置是第二电气过应力保护装置 的按比例缩小复制。5. 根据权利要求1所述的设备，其中电气过应力事件是静电释放事件，电气过应力保护 装置是静电释放保护装置。6. 根据权利要求1所述的设备，进一步包括输入引脚、内部电路和电耦接在输入引脚和 内部电路之间的其它电气过应力隔离装置，其中电气过应力保护装置电耦接在检测电路以 及处于其它电气过应力保护装置和输入引脚之间的节点之间。7. 根据权利要求1所述的设备，其中检测电路还被布置成检测电气过应力事件的强度， 而且表示电气过应力事件的信息包括电气过应力事件的强度的指示。8. 根据权利要求1所述的设备，其中检测电路包括至少一个比较器，其被配置成比较与 电气过应力事件关联的电压和基准电压。9. 根据权利要求1所述的设备，其中表示电气过应力事件的信息包括检测电路检测到 的大量电气过应力事件的指示。10. 根据权利要求1所述的设备，进一步包括报告电路，其被配置成向外部电路提供表 示电气过应力事件的信息。11. 根据权利要求1所述的设备，其中存储器包括非易失性存储器元件。12. 根据权利要求1所述的设备，其中检测电路包括多个熔断元件，每个熔断元件被配 置成在不同电压水平下熔断，而且其中存储器包括多个熔断元件。13. 根据权利要求1所述的设备，其中组合检测存储电路实现了检测电路和存储器。14. 根据权利要求1所述的设备，其中电气过应力装置、检测电路和存储器包含在单个 封装件中。15. 根据权利要求1所述的设备，进一步包括存储元件，其被配置成存储与电气过应力 事件关联的能量。16. -种设备，包括： 电气过应力保护装置； 电连接至电气过应力保护装置的检测电路，检测电路被配置成检测电气过应力事件的 发生；以及 与检测电路通信的报告电路，报告电路被配置成提供表示检测电路检测到的电气过应 力事件的信息。17. 根据权利要求16所述的设备，其中电气过应力保护装置和检测电路被实体化在单 个裸片中，而且其中表示电气过应力事件的信息单个裸片的功能安全性。18. 根据权利要求16所述的设备，其中电气过应力保护装置和检测电路被实体化在单 个裸片中，而且其中表示电气过应力事件的信息表示包括单个裸片和其它电子组件的电子 系统的功能安全性。19. 根据权利要求16所述的设备，其中电气过应力保护装置和检测电路被实体化在单 个裸片中，而且其中电气过应力保护装置保护的电路在单个裸片外部。20. 根据权利要求16所述的设备，进一步包括： 引脚，其中电气过应力保护装置处于引脚和检测电路之间； 与电气过应力保护装置串联的电阻元件，其中检测电路电连接至处于电阻元件和电气 过应力保护装置之间的节点，而且其中电气过应力保护装置被配置为电气过应力感应装 置；以及 与电阻元件和电气过应力保护装置的串联组合并联的第二电气过应力保护装置。21. 根据权利要求16所述的设备，进一步包括存储元件，其被配置成存储与电气过应力 事件关联的能量。22. 根据权利要求16所述的设备，其中报告电路被配置成无线传输表示电气过应力事 件的信息。23. -种记录与电气过应力事件关联的信息的电子实施方法，所述方法包括： 利用与电气过应力保护装置电连接的检测电路检测电气过应力事件的发生；以及 将与电气过应力事件的发生关联的信息记录至存储器。24. 根据权利要求23所述的方法，进一步包括将与电气过应力事件的发生关联的信息 向外部报告至其上实体化了检测电路的裸片。25. 根据权利要求23所述的方法，其中与电气过应力事件的发生关联的信息包括表示 电气过应力事件的强度的信息。
【文档编号】H01L27/02GK106024778SQ201610177529
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】A·J·奥唐奈, D·埃亨, J·A·塞尔瑟多, D·J·克拉克, J·A·克利里, P·M·迈克古尼斯, A·C·奥格雷迪
【申请人】亚德诺半导体集团