靜電保護(hù)電路及3d芯片用靜電保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電保護(hù)電路及3D芯片用靜電保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]采用3D Tr1-Gate晶體設(shè)計(jì)制造工藝技術(shù)，依靠3D三門(mén)晶體管生產(chǎn)的3D處理器芯片。采用3D處理器芯片技術(shù)，越來(lái)越多的system集成在一個(gè)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)單處理芯片。如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般3D處理芯片均有若干層，通過(guò)銅孔將每層的電源端Vdd與電源地端Vss連接，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，還包括信號(hào)輸入端Input Pad和信號(hào)輸出端OnputPad，為了提高產(chǎn)品的使用壽命(使用性能)，3D處理器芯片均設(shè)置有靜電保護(hù)電路；
[0003]如圖1所示，一種靜電保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，以兩層處理芯片為例，分別為L(zhǎng)ayerl、Layer2，通過(guò)公共電源VSS、VDD實(shí)現(xiàn)層間信號(hào)之間的傳遞，如圖2所示，一種靜電保護(hù)電路的放電電流回路示意圖，在Layerl的Input pad 11上有正的ESD(靜電放電測(cè)試)脈沖，Output pad 22接地，存在兩條并聯(lián)的ESD放電通路。第一類回路(虛線箭頭表示)通路是靜電電流1:經(jīng)過(guò)第一二極管Dl流至電源端V DD，再經(jīng)過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)power clamp (電源鉗位電路)到電源地端Vss，通過(guò)第四二極管D4到Out put pad 22，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)靜電電流的放電，第一類靜電電流I1可以有若干條支路，其中power clamp越多，其電流支路數(shù)量就越多，第二類(實(shí)線箭頭表示)電流回路是經(jīng)過(guò)第二開(kāi)關(guān)電路M2到公共電源端VSS，再經(jīng)過(guò)第二二極管D4到out put pad 22。由于10中空間有限，一般M2的尺寸不能太大，故而通過(guò)第二條電流回路獲得的靜電電流放電效果較下，大多主要通過(guò)power clamp實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)，power clamp數(shù)量越多，其放電電流支路就越多，放電效果越好，但是power clamp數(shù)量越多，其所占用的面積就越大，就會(huì)直接增加芯片成本，因此成為芯片設(shè)計(jì)者的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種靜電保護(hù)電路及3D芯片用靜電保護(hù)電路，且結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉，且靜電保護(hù)效果較好。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種靜電保護(hù)電路，其中，包括:
[0007]信號(hào)輸入端口，用以接收一靜電脈沖電壓，
[0008]第一靜電保護(hù)電路，連接于一第一參考電壓源與一第二參考電壓源之間，用以于所述信號(hào)輸入端口接受所述靜電脈沖電壓狀態(tài)下分別產(chǎn)生第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào);
[0009]第一開(kāi)關(guān)電路，于所述第一控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通所述信號(hào)輸入端口與所述第一參考電壓源；
[0010]第二開(kāi)關(guān)電路，于所述第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通所述信號(hào)輸入端口與所述第二參考電壓源；
[0011]信號(hào)輸出端口 ；
[0012]第三開(kāi)關(guān)電路，輸入輸出端分別連接于所述信號(hào)輸出端口與所述第一參考電壓源之間；所述第三開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述第二參考電壓源間連接有一個(gè)受第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第六開(kāi)關(guān)電路，
[0013]第四開(kāi)關(guān)電路，輸入輸出端分別連接于所述信號(hào)輸出端口與所述第二參考電壓源之間；所述第四開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述第一參考電壓源間連接有一個(gè)受第一控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第六開(kāi)關(guān)電路。
[0014]上述的靜電保護(hù)電路，其中，還包括
[0015]第一傳輸門(mén)電路，可控制地導(dǎo)通一所述第三開(kāi)關(guān)電路的控制端與一功能單元的第一信號(hào)輸出端；
[0016]第二傳輸門(mén)電路，可控制地導(dǎo)通一所述第四開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述功能單元的第二信號(hào)輸出端。
[0017]上述的靜電保護(hù)電路，其中，所述第一靜電保護(hù)電路，包括:
[0018]耦合電路，由一電阻和一電容串聯(lián)形成，所述電阻與所述電容的連接點(diǎn)形成一所述親合電路輸出端；
[0019]第一反相器，用以產(chǎn)生第一控制信號(hào)，輸入端連接所述耦合電路輸出端，輸出端形成所述第一控制信號(hào)的輸出端；
[0020]第二反相器，用以產(chǎn)生第二控制信號(hào)，輸入端連接所述第一控制信號(hào)的輸出端，輸出端形成所述第二控制信號(hào)的輸出端；
[0021]第五開(kāi)關(guān)電路，用以于所述第二控制信號(hào)作用下，于所述電源與所述電源地之間形成放電電流支路。
[0022]上述的靜電保護(hù)電路，其中，還包括，所述第一傳輸門(mén)電路，輸入端連接所述功能單元第一輸出端，第一控制端連接所述第一控制信號(hào)的輸出端，第二控制端連接所述第二控制信號(hào)上的輸出端，輸出端連接所述第三開(kāi)關(guān)電路的控制端；
[0023]所述第二傳輸門(mén)電路，輸入端連接所述功能單元第二輸出端，第一控制端連接所述第一控制信號(hào)的輸出端，第二控制端連接所述第二控制信號(hào)的輸出端，輸出端連接所述第四開(kāi)關(guān)電路的控制端。
[0024]上述的靜電保護(hù)電路，其中，于所述第一開(kāi)關(guān)電路的輸入端與輸出端之間反向并聯(lián)第一二級(jí)管；
[0025]于所述第二開(kāi)關(guān)電路的輸入端與輸出端之間反向并聯(lián)第二二級(jí)管；
[0026]于所述第三開(kāi)關(guān)電路的輸入端與輸出端之間反向并聯(lián)第三二級(jí)管；
[0027]于所述第四開(kāi)關(guān)電路的輸入端與輸出端之間反向并聯(lián)第四二級(jí)管。
[0028]上述的靜電保護(hù)電路，其中，所述靜電保護(hù)電路具有第一工作模式和第二工作模式，
[0029]于所述靜電保護(hù)電路工作于第一工作模式狀態(tài)下，所述第一傳輸門(mén)電路、和/或所述第二傳輸門(mén)電路工作于導(dǎo)通狀態(tài)；
[0030]于所述靜電保護(hù)電路工作于第二工作模式狀態(tài)下，所述第一傳輸門(mén)電路且所述第二傳輸門(mén)電路工作于斷開(kāi)狀態(tài)。
[0031]—種3D芯片用靜電保護(hù)電路，其中:包括
[0032]復(fù)數(shù)層IC芯片，每一層所述IC芯片接設(shè)置有用以連接其他層所述IC芯片的銅孔，通過(guò)所述通孔實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)層所述IC芯片之間的電信號(hào)傳輸，
[0033]每個(gè)所述IC芯片包括復(fù)數(shù)個(gè)靜電保護(hù)電路，信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端，其中任一層所述IC芯片的信號(hào)輸入端連接一靜電測(cè)試脈沖，其他任一層所述IC芯片的所述信號(hào)輸出端接地。
[0034]上述的一種3D芯片用靜電保護(hù)電路，其中，每個(gè)所述靜電保護(hù)電路包括，
[0035]第一靜電保護(hù)支路，連接于第一參考電壓源與一第二參考電壓源之間，用以于所述信號(hào)輸入端口接受所述靜電脈沖電壓狀態(tài)下分別產(chǎn)生第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)；
[0036]第一開(kāi)關(guān)電路，于所述第一控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通所述信號(hào)輸入端口與所述第一參考電壓源；
[0037]第二開(kāi)關(guān)電路，于所述第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通所述信號(hào)輸入端口與所述第二參考電壓源；
[0038]信號(hào)輸出端口 ；
[0039]第三開(kāi)關(guān)電路，輸入輸出端分別連接于所述信號(hào)輸出端口與所述第一參考電壓源之間；所述第三開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述第二參考電壓源間連接有一個(gè)受第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第六開(kāi)關(guān)電路，
[0040]第四開(kāi)關(guān)電路，輸入輸出端分別連接于所述信號(hào)輸出端口與所述第二參考電壓源之間；所述第四開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述第一參考電壓源間連接有一個(gè)受第一控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第六開(kāi)關(guān)電路。
[0041]上述的一種3D芯片用靜電保護(hù)電路，其中，還包括，
[0042]第一傳輸門(mén)電路，可控制地導(dǎo)通一所述第三開(kāi)關(guān)電路的控制端與一功能單元的第一信號(hào)輸出端；
[0043]第二傳輸門(mén)電路，可控制地導(dǎo)通一所述第四開(kāi)關(guān)電路的控制端與所述功能單元的第二信號(hào)輸出端。
[0044]上述的一種3D芯片用靜電保護(hù)電路，其中，所述靜電保護(hù)支路具有第一工作模式和第二工作模式。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0046]無(wú)需增加電源鉗位電路的數(shù)量，通過(guò)第一靜電保護(hù)電路形成第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)，在靜電保護(hù)過(guò)程