專利名稱：靜電放電保護電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種靜電放電(electrostatic discharge)保護電路，且特別是關 于一種用于一次可編程只讀存儲器(OTPROM: one time programmable read only memory)的靜電放電保護電路。
背景技術：
一般的OPTROM使用熔絲(fuse)單元(cell)存儲數(shù)據(jù)，如圖1所示，熔絲單元 101包含熔絲102，熔絲102耦接于兩個電壓源VFUSE與GFUSE之間。通過外部提 供的信號，可控制熔絲102的電流，在此電流導通時，熔絲102的溫度會上升使其 燒斷。熔絲單元101的輸出端D0UT會根據(jù)熔絲102是否燒斷而輸出0或1的位元 (bit)數(shù)據(jù)，例如在熔絲102未燒斷時輸出1，在熔絲102燒斷后輸出0。 0TPR0M 的數(shù)據(jù)就是這樣存儲在多個熔絲單元中，每個熔絲單元存儲一個位元。
靜電放電是熔絲單元的一大威脅，每當發(fā)生時，高達數(shù)千伏特，甚至上萬伏 特的高壓脈沖會自電壓源進入熔絲單元。這種高壓脈沖可能燒斷熔絲，造成熔絲單 元的數(shù)據(jù)錯誤，因此必須設法防止。
圖2示出一種傳統(tǒng)的靜電放電保護方案，使用保護電路201吸收來自電壓源 VFUSE的靜電放電脈沖，以免高壓脈沖進入熔絲單元101。這個方案的缺點是保護 電路必須能迅速吸收極高壓的脈沖信號，在制程上有相當?shù)碾y度。
圖3示出另一種傳統(tǒng)的靜電放電保護方案，使用串聯(lián)的電阻器301吸收來自 電壓源VFUSE的靜電放電脈沖，以免高壓脈沖進入熔絲單元101。這個方案的缺點 是電阻器301的電阻值不容易決定。若電阻值太小會難以阻擋靜電放電脈沖，若電 阻值太大會轉移原本應燒斷熔絲102的熱量，如此應該燒斷的熔絲102可能不會燒 斷，造成數(shù)據(jù)錯誤。
為了避免傳統(tǒng)方案的缺點，我們需要更好的靜電放電保護方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種靜電放電保護電路，容易制造而且不使用電阻器， 可避免傳統(tǒng)保護方案的缺點。
為達成上述及其他目的，本發(fā)明提出一種靜電放電保護電路，包括一個熔絲
單元以及一個第一金屬氧化物半導體場效應管(M0SFET: metal oxide semiconductor field effect transistor)。熔絲單元內(nèi)含熔絲，根據(jù)此熔絲是否 燒斷而輸出位元數(shù)據(jù)。第一金屬氧化物半導體場效應管耦接于熔絲單元與第一電壓 源之間，用以吸收靜電放電脈沖，使靜電放電脈沖不至于燒斷熔絲。
上述的靜電放電保護電路，在一實施例中，第一金屬氧化物半導體場效應管 可為n溝道(n-channel)或p溝道(p-channel)金屬氧化物半導體場效應管。熔絲單 元中的熔絲可為多晶硅(polysilicon)或金屬材質。
上述的靜電放電保護電路，在一實施例中，熔絲耦接第一金屬氧化物半導體 場效應管，而且熔絲單元還包括可編程開關與讀取開關?？删幊涕_關耦接于熔絲與 第二電壓源之間，根據(jù)一可編程信號而導通或截止。讀取開關則以其第一端耦接于 熔絲與可編程幵關之間，以其第二端耦接熔絲單元的輸出端，根據(jù)一讀取信號而導 通或截止。讀取開關在導通時輸出存儲于熔絲單元的位元數(shù)據(jù)。
上述的靜電放電保護電路，在一實施例中，第一電壓源的電壓電平大于第二 電壓源的電壓電平。
從另一觀點來看，本發(fā)明另提出一種靜電放電保護電路，包括多個熔絲單元 以及一個第一金屬氧化物半導體場效應管。每一個熔絲單元各包含一個熔絲，各根 據(jù)熔絲是否燒斷而輸出其位元數(shù)據(jù)。第一金屬氧化物半導體場效應管以其第一端耦 接上述每一個熔絲單元，以其第二端耦接第一電壓源，用以吸收靜電放電脈沖，使 靜電放電脈沖不至于燒斷上述的任一熔絲。
如上所述，本發(fā)明的靜電放電保護電路采用金屬氧化物半導體場效應管吸收 靜電放電脈沖，因為金屬氧化物半導體場效應管容易制造，沒有決定電阻值的問題， 所以能避免先前技術的諸多缺點。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明 的較佳實施例，并配合附圖作詳細說明如下。


圖1為傳統(tǒng)的一次可編程只讀存儲器的熔絲單元示意圖。
圖2及圖3為一次可編程只讀存儲器的傳統(tǒng)靜電放電保護電路示意圖。 圖4及圖5為根據(jù)于本發(fā)明不同實施例的一次可編程只讀存儲器的靜電放電 保護電路示意圖。
具體實施例方式
圖4為根據(jù)于本發(fā)明一實施例的靜電放電保護電路400的示意圖。靜電放電 保護電路400包括熔絲單元401以及金屬氧化物半導體場效應管Ql。熔絲單元401 內(nèi)含熔絲F1，根據(jù)熔絲F1是否燒斷在其輸出端BL輸出位元數(shù)據(jù)。金屬氧化物半 導體場效應管Ql耦接于熔絲單元401與電壓源VFUSE之間。Ql是大面積、大尺寸 的金屬氧化物半導體場效應管，作用是吸收來自電壓源VFUSE的靜電放電脈沖，使 靜電放電脈沖不至于燒斷熔絲Fl。 Ql可為n溝道或p溝道金屬氧化物半導體場效 應管。
熔絲單元401包括與非門(NAND gate) II、 13、反相器(inverter) 12、 14、 熔絲F1、可編程開關SP、以及讀取開關SR。其中熔絲F1可為多晶硅或金屬材質。 熔絲Fl耦接金屬氧化物半導體場效應管Ql 。可編程開關SP耦接于熔絲Fl與電壓 源GFUSE之間。讀取開關SR則以其第一端耦接于熔絲Fl與可編程開關SP之間， 以其第二端耦接熔絲單元401的輸出端BL。本實施例的可編程開關SP是以金屬氧 化物半導體場效應管NFUS實現(xiàn)，讀取開關SR是以金屬氧化物半導體場效應管NSW 實現(xiàn)。
本實施例的電壓源VFUSE的電壓電平大于電壓源GFUSE的電壓電平。可編程 開關SP根據(jù)可編程信號PROG而導通或截止。在金屬氧化物半導體場效應管Ql及 可編程開關SP皆導通的情況下，從電壓源VFUSE流向電壓源GFUSE的電流會使熔 絲F1產(chǎn)生高熱而燒斷。
讀取開關SR根據(jù)讀取信號READ而導通或截止。讀取開關SR會在導通時輸出 存儲于接點BIT的位元數(shù)據(jù)至輸出端BL。在熔絲Fl未燒斷時，電壓源VFUSE會透 過熔絲F1將接點BIT拉至高電平，使讀取開關SR輸出1。反之，當熔絲F1燒斷 之后，電壓源GFUSE會將接點BIT拉至低電平，使讀取開關SR輸出O。
圖4的實施例中，金屬氧化物半導體場效應管Ql僅保護一個熔絲單元401。 本發(fā)明也可使用金屬氧化物半導體場效應管保護多個熔絲單元。例如圖5示出根據(jù) 于本發(fā)明另一個實施例的靜電放電保護電路500，其中每個熔絲單元401都有相同
的電路結構，各根據(jù)其內(nèi)含的熔絲是否燒斷而輸出各自的位元數(shù)據(jù)。金屬氧化物半 導體場效應管Q2以一個端點耦接每一個熔絲單元401，以另一個端點耦接電壓源 VFUSE。如此金屬氧化物半導體場效應管Q2可吸收來自電壓源VFUSE的靜電放電脈 沖，使靜電放電脈沖不至于燒斷任何一個熔絲單元401的熔絲。
在本發(fā)明技術領域具有通常知識者皆知，熔絲單元的電路設計不只圖4所示 的一種，本發(fā)明的范圍也包含任何一種現(xiàn)有的熔絲單元電路。
綜上所述，本發(fā)明的靜電放電保護電路釆用金屬氧化物半導體場效應管吸收 靜電放電脈沖，因為金屬氧化物半導體場效應管容易制造，沒有決定電阻值的問題， 所以能避免先前技術的諸多缺點。
雖然本發(fā)明己以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領 域普通技術，在不脫離本發(fā)明人員的精神和范圍內(nèi)，當可作些許更動與潤飾，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種靜電放電保護電路，包括一熔絲單元，內(nèi)含一熔絲，根據(jù)該熔絲是否燒斷而輸出一位元數(shù)據(jù)；以及一第一金屬氧化物半導體場效應管，耦接于該熔絲單元與一第一電壓源之間，用以吸收一靜電放電脈沖，使該靜電放電脈沖不至于燒斷該熔絲。
2. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一金屬氧化物半 導體場效應管為n溝道金屬氧化物半導體場效應管。
3. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一金屬氧化物半 導體場效應管為p溝道金屬氧化物半導體場效應管。
4. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該熔絲為多晶硅材質。
5. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該熔絲為金屬材質。
6. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，若該熔絲已燒斷，則 該位元數(shù)據(jù)為0，若該熔絲未燒斷，則該位元數(shù)據(jù)為l。
7. 如權利要求1所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該熔絲耦接該第一金 屬氧化物半導體場效應管，而且該熔絲單元還包括一可編程開關，耦接于該熔絲與一第二電壓源之間，根據(jù)一可編程信號而導 通或截止；以及一讀取開關，以其第一端耦接于該熔絲與該可編程開關之間，以其第二端耦 接該熔絲單元的輸出端，根據(jù)一讀取信號而導通或截止，在導通時輸出該位元數(shù)據(jù)。
8. 如權利要求7所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一電壓源的電壓 電平大于該第二電壓源的電壓電平。
9. 如權利要求7所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該可編程開關包括一 第二金屬氧化物半導體場效應管。
10. 如權利要求7所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該讀取開關包括一 第三金屬氧化物半導體場效應管。
11. 一種靜電放電保護電路，包括多個熔絲單元，各包含一熔絲，各根據(jù)該熔絲是否燒斷而輸出一位元數(shù)據(jù)；以及一第一金屬氧化物半導體場效應管，以其第一端耦接上述熔絲單元，以其第 二端耦接一第一電壓源，用以吸收一靜電放電脈沖，使該靜電放電脈沖不至于燒斷 上述的任一熔絲。
12. 如權利要求11所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一金屬氧化物半導體場效應管為n溝道金屬氧化物半導體場效應管。
13. 如權利要求11所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一金屬氧化物半導體場效應管為p溝道金屬氧化物半導體場效應管。
14. 如權利要求11所述的靜電放電保護電路，其特征在于，每一上述熔絲為多 晶硅材質或金屬材質。
15. 如權利要求11所述的靜電放電保護電路，其特征在于，若上述熔絲單元其 中之一的該熔絲已燒斷，則該熔絲單元輸出的該位元數(shù)據(jù)為O，若該熔絲未燒斷， 則該熔絲單元輸出的該位元數(shù)據(jù)為1。
16. 如權利要求11所述的靜電放電保護電路，其特征在于，每一上述熔絲單元 的該熔絲皆耦接該第一金屬氧化物半導體場效應管，而且每一上述熔絲單元還包括一可編程開關，耦接于該熔絲與一第二電壓源之間，根據(jù)一可編程信號而導 通或截止；以及一讀取開關，以其第一端耦接于該熔絲與該可編程開關之間，以其第二端耦 接該熔絲單元的輸出端，根據(jù)一讀取信號而導通或截止，在導通時輸出該位元數(shù)據(jù)。
17. 如權利要求16所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該第一電壓源的電壓電平大于該第二電壓源的電壓電平。
18. 如權利要求16所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該可編程開關包括 一第二金屬氧化物半導體場效應管。
19. 如權利要求16所述的靜電放電保護電路，其特征在于，該讀取開關包括一 第三金屬氧化物半導體場效應管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種靜電放電保護電路，包括至少一個熔絲單元以及一個金屬氧化物半導體場效應管。每一個熔絲單元各包含一個熔絲，各根據(jù)熔絲是否燒斷而輸出其位元數(shù)據(jù)。金屬氧化物半導體場效應管以其第一端耦接上述每一個熔絲單元，以其第二端耦接一電壓源，用以吸收靜電放電脈沖，使靜電放電脈沖不至于燒斷上述的任一熔絲。
文檔編號H01L23/60GK101170100SQ20061015984
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權日2006年10月26日
發(fā)明者王燕暉 申請人:智寶科技股份有限公司