[发明专利]用于静电放电保护的方法、静电放电电路以及集成电路

说明书

本发明公开了用于静电放电保护的方法、静电放电电路以及集成电路。根据实施方式，一种用于静电放电保护的方法包括：使用分压器电路对多个电路节点之间的电压进行分压以形成分压电压；补偿分压电压的温度依赖性以形成经温度补偿的分压电压；使用瞬变检测电路监测多个电路节点之间的电压以形成瞬变检测信号；以及基于经温度补偿的分压电压并基于瞬变检测信号来激活耦接在多个电路节点之间的钳位电路。

技术领域

本发明总体上涉及用于温度补偿的静电放电(ESD)保护的系统和方法。

背景技术

半导体集成电路由于其器件结构的几何形状小而通常对ESD事件敏感。这些敏感的器件结构可以包括例如金属氧化物半导体(MOS)晶体管，金属氧化物半导体(MOS)晶体管当暴露于高电流和高电压时容易受到损坏。为了保护这些器件，ESD电路可以耦接至外部接口引脚和外部连接的电源总线。ESD电路还可以耦接至敏感的内部节点以及耦接至连接至内部发电电路(例如线性稳压器)的内部电源总线。

通常用于对内部连接的电源网络和外部连接的电源网络提供保护的ESD保护电路的一个示例是有源钳位器。这些有源钳位器可以包括晶体管和触发电路，晶体管具有连接在两个供电节点之间以提供大电流放电路径的负载路径，触发电路被配置成在ESD事件或电过载(EOS)事件期间激活晶体管。这些钳位电路可以包括例如MOS晶体管、双极晶体管或晶闸管。触发电路可以被配置成对快速电流注入ESD事件(例如充电装置模型(CDM)和系统级ESD事件)以及具有中等瞬变电流注入的ESD事件(例如人体模型(HBM)ESD事件)敏感。除了对快速瞬变ESD事件提供保护外，ESD保护还可以被配置成对持续时间长于1μs的较慢的瞬变EOS事件提供保护。然而，在正常操作期间，钳位电路可以被配置成不导通。

在标称高温操作期间，在现场或在高温过电压可靠性测试(例如，老化测试、闩锁测试、高温工作寿命(HTOL)测试等)期间，钳位电路优选地被配置成处于不导通状态，以避免由于流过钳位电路的意外的大电流而引起的器件的故障或损坏。然而，由于半导体器件的温度依赖性，ESD保护装置在高温下操作期间通常容易触发和/或容易发生高泄漏电流。

发明内容

根据实施方式，一种用于静电放电(ESD)保护的方法包括：使用分压器电路对多个电路节点之间的电压进行分压以形成分压电压；补偿分压电压的温度依赖性以形成经温度补偿的分压电压；使用瞬变检测电路监测多个电路节点之间的电压以形成瞬变检测信号；以及基于经温度补偿的分压电压并基于瞬变检测信号来激活耦接在多个电路节点之间的钳位电路。

根据另一实施方式，一种静电放电(ESD)电路包括：分压器电路，其耦接在第一电路节点与第二电路节点之间；温度补偿电路，其耦接至分压器电路；瞬变检测电路，其耦接至第一电路节点或第二电路节点中的至少一个；以及钳位电路，其具有耦接在第一电路节点与第二电路节点之间的负载路径以及耦接至分压器电路的输出和瞬变检测电路的输出的控制节点。

根据又一实施方式，一种集成电路包括：设置在半导体基底上的多个二极管接法晶体管和至少一个电阻器，多个二极管接法晶体管和至少一个电阻器串联耦接在第一电源连接与第二电源连接之间；设置在该半导体基底上的温度补偿电路，该温度补偿电路耦接至多个二极管接法晶体管和至少一个电阻器；设置在半导体基底上的滤波电阻器和滤波电容器，该滤波电阻器和该滤波电容器串联耦接在第一电源连接与第二电源连接之间；设置在半导体基底上的钳位晶体管，该钳位晶体管具有连接在第一电源连接与第二电源连接之间的负载路径；设置在半导体基底上的第一放大器，该第一放大器耦接在多个二极管接法晶体管与钳位晶体管的控制节点之间；以及设置在半导体基底上的第二放大器，该第二放大器耦接在滤波电容器与钳位晶体管的控制节点之间。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，在附图中：

图1A示出了实施方式的ESD保护系统的框图；

图1B示出了实施方式的钳位电路的示意图；以及