啟用集成電路中的電荷放電的電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及集成電路，且確切地說，涉及啟用集成電路中的電荷放電的電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電荷裝置模型(CDM)為用于表征電子裝置因靜電放電(ESD)而損壞(例如通過觸摸集成電路的接點(diǎn))的可能性的模型。CDM測(cè)試由以下操作構(gòu)成:將封裝充電到指定電壓，接著經(jīng)由封裝引線將此電壓放電。放電電流僅由裝置的寄生阻抗及電容限制。因此，CDM放電電流可在裸片上找到多個(gè)路徑而離開到封裝引線。ESD設(shè)計(jì)的目標(biāo)在于向既定低阻抗路徑提供足夠的布線資源來操縱CDM放電電流，且防止對(duì)裸片上的內(nèi)部電路的損壞。
[0003]然而，經(jīng)由寄生路徑的電荷放電可導(dǎo)致對(duì)集成電路的損壞，所述寄生路徑通?？稍诔Ｒ?guī)裝置中用于與既定路徑并聯(lián)放電。這些寄生路徑較弱，且通常首先失效，從而導(dǎo)致在I/o墊處的泄漏電流增加。增加的泄漏電流不僅會(huì)改變晶體管的操作，而且其還可能導(dǎo)致集成電路的故障。因?yàn)榧呻娐穼?shí)施于較大系統(tǒng)中，所以集成電路的故障可導(dǎo)致較大系統(tǒng)(作為整體)的故障。因此，降低靜電放電對(duì)集成電路的影響是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]描述一種用于啟用集成電路中的電荷放電的電路。所述電路包括:輸入/輸出墊，其耦合到第一節(jié)點(diǎn)；第一二極管，其耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間；晶體管，其并聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間的第一二極管；及電阻器，其耦合于N溝道晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間。
[0005]所述電路可包含并聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與功率節(jié)點(diǎn)之間的第二二極管及P溝道晶體管。所述電路可包含驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器具有串聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與功率節(jié)點(diǎn)之間的一對(duì)P溝道晶體管，及串聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間的一對(duì)N溝道晶體管。所述電路可包含耦合于N溝道晶體管對(duì)中的第一晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間的電阻器。在一些此類電路中，晶體管包括N溝道晶體管；電路進(jìn)一步包括形成于P型襯底中的深N阱；且N溝道晶體管的源極區(qū)及漏極區(qū)形成于深N阱的P阱中。電阻器可形成于P阱與P型襯底之間。電阻器可包括形成于P型襯底上的多晶硅電阻器。
[0006]還描述一種啟用集成電路中的電荷放電的方法。所述方法包括提供輸入/輸出墊；將二極管耦合于輸入/輸出墊處的第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間；將晶體管耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間；及增加晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間的放電路徑的電阻。
[0007]在一些此類方法中，晶體管包括N溝道晶體管:方法進(jìn)一步包括在P型襯底中提供深N阱；且將N溝道晶體管耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間包括在深N阱的P阱中形成N溝道晶體管的源極區(qū)及漏極區(qū)。將二極管耦合于輸入/輸出墊處的第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間可包括在P型襯底中形成N型區(qū)。增加晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間的放電路徑的電阻可包括在晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間提供電阻器。在晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間提供電阻器可包括在襯底上形成多晶硅電阻器。所述方法可進(jìn)一步包含將電荷從輸入/輸出墊重新引導(dǎo)到二極管。
[0008]根據(jù)另一布置，用于啟用集成電路中的電荷放電的電路包括:第一輸入/輸出墊，其耦合到第一節(jié)點(diǎn)；第一二極管，其耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間；第一晶體管，其并聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間的第一二極管；第一電阻器，其耦合于第一晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間；第二輸入/輸出墊，其耦合到第二節(jié)點(diǎn)；第二二極管，其耦合于第二節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間；第二晶體管，其并聯(lián)耦合于第二節(jié)點(diǎn)與接地節(jié)點(diǎn)之間的第二二極管；及第二電阻器，其耦合于第二晶體管的本體部分與接地節(jié)點(diǎn)之間。
[0009]所述電路可進(jìn)一步包含并聯(lián)耦合于第一節(jié)點(diǎn)與功率節(jié)點(diǎn)之間的第三二極管及第三晶體管。電路可進(jìn)一步包含并聯(lián)耦合于第二節(jié)點(diǎn)與功率節(jié)點(diǎn)之間的第四二極管及第四晶體管。電路可進(jìn)一步包含耦合于第一晶體管及第二晶體管中的每一者與接地節(jié)點(diǎn)之間的第三晶體管。第一晶體管的源極區(qū)及漏極區(qū)可形成于深N阱的第一P阱中；且第一電阻器可形成于第一 P阱與P型襯底之間。第二晶體管的源極區(qū)及漏極區(qū)可形成于第二 P阱中，且第二電阻器可形成于第二 P阱與P型襯底之間。第一電阻器及第二電阻器可包括形成于P型襯底上的多晶硅電阻器。
【附圖說明】
[0010]圖1為集成電路封裝的截面圖；
[0011]圖2為用于啟用集成電路中的電荷放電的電路的框圖；
[0012]圖3為圖2及4的電路的一部分的截面圖；
[0013]圖4為用于啟用集成電路中的電荷放電的另一電路的框圖；
[0014]圖5-1到5-4 —起形成用以展不圖2的電路的一部分的形成的一系列截面圖；
[0015]圖6為用于編程具有可編程資源的裝置的系統(tǒng)的框圖；
[0016]圖7為具有可編程資源的裝置的框圖；
[0017]圖8為圖7的裝置的可配置邏輯元件的框圖；
[0018]圖9為用以展示啟用集成電路中的電荷放電的方法的流程圖；及
[0019]圖10為用以展示形成具有啟用電荷放電的電路的集成電路的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]首先轉(zhuǎn)而參看圖1，集成電路封裝包括具有多個(gè)接觸墊104的裸片102，所述多個(gè)接觸墊104使得能夠借助于對(duì)應(yīng)焊料凸塊108連接到襯底107的接觸墊106。也可在裸片102下方涂覆底填充料110。蓋112接著借助于裸片與蓋之間的結(jié)合劑114及蓋的側(cè)壁118與襯底之間的結(jié)合劑116附接到襯底。還提供襯底上的接觸墊122以借助于襯底與另一裝置之間的焊料球124進(jìn)行電連接。舉例來說，焊料球可連接到印刷電路板128的接觸墊126。舉例來說，可包括由介電層分離的各種金屬層的跡線及在所述跡線之間的通孔的互連件130實(shí)現(xiàn)焊料凸塊108與焊料球124之間的電連接。放置在襯底上且由互連件連接到裸片的一或多個(gè)電阻器132可經(jīng)實(shí)施以增加放電路徑的電阻，如將在下文更詳細(xì)地描述。
[0021]現(xiàn)轉(zhuǎn)而參看圖2，展示用于啟用集成電路中的電荷放電的電路的框圖。圖2的電路包括在此處展示成耦合到Vcco墊202的參考節(jié)點(diǎn)204、耦合到節(jié)點(diǎn)208的I/O墊206及在此處展示成耦合到接地墊210的另一參考電壓節(jié)點(diǎn)212。Vcco墊204、I/O墊206及接地墊210可為例如圖1的集成電路裝置等的集成電路裝置的裸片102或襯底107的外部接觸墊。包括P型晶體管214及N型晶體管216的CMOS晶體管對(duì)耦合于參考節(jié)點(diǎn)204與參考節(jié)點(diǎn)212之間。確切地說，P溝道晶體管214的源極216耦合到參考節(jié)點(diǎn)204，而漏極218耦合到節(jié)點(diǎn)208，所述節(jié)點(diǎn)208耦合到I/O墊。反相輸出數(shù)據(jù)(Dout_b)耦合到晶體管214的柵極222。N溝道晶體管216具有耦合到節(jié)點(diǎn)208的漏極224，其中源極226耦合到接地212。輸出數(shù)據(jù)(Dout)耦合到晶體管216的柵極228。在節(jié)點(diǎn)208處，且因此在I/O墊206處基于耦合到晶體管216及214的反相輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)。舉例來說，當(dāng)在I/O墊206處意欲產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)高時(shí)，在晶體管214 (接通晶體管214)的柵極處及在晶體管216 (斷開晶體管216)的柵極處產(chǎn)生低Dout_b信號(hào)以將I/O墊206處的電壓拉高。
[0022]人體模塊(HBM) 二極管230如圖所示耦合于節(jié)點(diǎn)208與節(jié)點(diǎn)204之間，以啟用負(fù)電荷到節(jié)點(diǎn)204處的正參考電壓的放電。類似地，HBM 二極管232耦合于節(jié)點(diǎn)2