具静电防护功能的电路装置制造方法及图纸

一种具静电防护功能的电路装置，包括第一信号接垫、第一静电放电路径、以及第二静电放电路径。第一静电放电路径包括第一电源轨、第一信号静电放电电路、以及至少一第一电源静电放电电路。第一信号静电放电电路耦接于第一电源轨以及第一信号接垫之间。至少一第一电源静电放电电路耦接于第一电源轨以及接地电源轨之间。第二静电放电路径包括第二电源轨以及至少一第二电源静电放电电路。至少一第二电源静电放电电路耦接于第二电源轨以及接地电源轨之间。第一电源轨的电压位准低于第二电源轨的电压位准。当静电由该第一信号接垫产生时，透过第一静电放电路径释放第一外部信号。

Circuit device with electrostatic protection function

The utility model relates to a circuit device with an electrostatic protection function, which comprises a first signal pad, a first electrostatic discharge path and a second electrostatic discharge path. The first electrostatic discharge path comprises a first power rail, a first signal, an electrostatic discharge circuit, and at least a first power supply electrostatic discharge circuit. The first signal electrostatic discharge circuit is coupled between the first power rail and the first signal pad. At least one first power supply, the electrostatic discharge circuit is coupled between the first power supply rail and the ground power supply rail. Second electrostatic discharge path includes second power rail and at least one second power supply electrostatic discharge circuit. At least one second power supply, the electrostatic discharge circuit is coupled between the second power supply rail and the ground power supply rail. The voltage level of the first power rail is lower than the voltage level of the second power rail. When the static electricity is generated by the first signal pad, the first external signal is released through the first electrostatic discharge path.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种具静电防护功能的电路装置，且特别是有关于一种具有多电源轨的电路装置。
技术介绍
自然界中的物质，可能经由摩擦或感应起电，而获得或失去电子，这类的电荷即称为静电。当这些电荷逐渐累积时，会与周围环境产生电位差，电荷若是经由放电路径而产生在不同电位之间移转现象，即称为静电放电(ElectrostaticDischarge,ESD)现象。JEDEC组织将ESD产生的原因及其对集成电路(IntegratedCircuit,IC)放电的方式不同，将ESD分类为数种不同模式，包括人体放电模式(Human-BodyModel,HBM)、机器放电模式(MachineModel,MM)、元件充电模式(Charge-DeviceModel,CDM)。举例而言，人体在地面走动时可能累积静电，当人碰触到集成电路时，静电便可经由集成电路的接脚进入集成电路，对集成电路内部元件造成损害。而随着集成电路先进的制程技术，元件尺寸逐渐缩小，亦使得元件对于ESD的防护能力逐渐下降，然而外界环境中所产生的静电并未减少。因此，如何适当地设计静电防护电路，乃目前业界所致力的课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，在于提供一种具静电防护功能的电路装置，可适用于具有不同电压电源供应的电路中，并且能够提供较佳的静电防护能力。当静电信号由信号接垫处进入后能藉由较佳的释放电源轨释放静电。根据本专利技术的一实施例，提出一种具静电防护功能的电路装置，包括第一信号接垫、第一静电放电路径、以及第二静电放电路径。第一信号接垫接收第一外部信号。第一静电放电路径包括第一电源轨、第一信号静电放电电路、以及至少一第一电源静电放电电路。第一信号静电放电电路耦接于第一电源轨以及第一信号接垫之间。至少一第一电源静电放电电路耦接于第一电源轨以及接地电源轨之间。第二静电放电路径包括第二电源轨以及至少一第二电源静电放电电路。至少一第二电源静电放电电路耦接于第二电源轨以及接地电源轨之间。第一电源轨的电压位准低于第二电源轨的电压位准。当静电由该第一信号接垫产生时，透过该第一静电放电路径释放该第一外部信号。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1绘示依据本专利技术第一实施例的具静电防护功能的电路装置示意图。图2绘示依据本专利技术第二实施例的具静电防护功能的电路装置示意图。图3绘示依据本专利技术第三实施例的具静电防护功能的电路装置示意图。图4绘示依据本专利技术第四实施例的具静电防护功能的电路装置示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。ESD防护电路是集成电路专门用来做静电放电防护之用，静电放电防护电路提供了ESD电流路径，供静电电流释放，以避免静电电流流入IC内部电路而造成IC损伤。由于ESD来自集成电路外部，所以ESD防护电路通常设置于邻近信号接垫(PAD)。以互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)集成电路为例，信号接垫通常连接到输入级元件的闸极(gate)，而由于闸极氧化层容易被ESD所打穿，因此在信号接垫的旁边可以设置一组ESD防护电路，以保护输入级元件避免受到ESD损坏。此外，因为供应电源轨(VDD)与接地电源轨(VSS)的接脚之间也可能遭受ESD的放电，因此，在供应电源轨(VDD)以及接地电源轨(VSS)的旁边通常也会配置ESD防护电路。集成电路在正常操作情形下，ESD防护电路是不动作的。因此，在设计上除了要能符合集成电路所要求的ESD防护能力之外，也要尽可能地降低因为加上ESD防护电路而增加的成本，例如电路布局(layout)面积的增大或者制造步骤的增加等。而随着整合各种不同功能集成电路晶片的需求日渐提高，以及现今产品对于低功率消耗的重视，多电源域(multipowerdomain)的设计被广泛的应用。本专利技术提出一种可应用于多电源域的电路中，既可以提供良好静电防护能力，并能有效节省所占用电路面积的ESD防护电路，以下详细说明本专利技术实施例。在一个多电源域的电路中，可包括有至少两种不同的供应电压，例如其中一电源轨可提供电压位准为VDD的供应电压，另一电源轨可提供电压位准为VDDH的供应电压，其中VDD<VDDH，例如VDD＝3.3V，VDDH＝5V，以因应电路中不同元件所需的不同供应电压。电路中另外包括有接地电源轨，此处接地电源轨用以表示电路中的最负供应电压VSS，接地电源轨的电压位准并不限定于0伏特。多电源域电路可包括多个信号接垫，其中一部分信号接垫所接收或输出信号的电压范围对应至VDD，另一部分信号接垫所接收或输出信号的电压范围对应至VDDH。在以下的说明中，ESD防护电路可包括多个静电放电电路，以上述的多电源域电路为例，各个电源轨可以有各自对应的静电放电电路，以利释放ESD电流。例如在电源轨以及接地电源轨之间，可以耦接一电源静电放电电路；在另一电源轨以及接地电源轨之间，可以耦接另一电源静电放电电路。静电放电电路使用的元件例如是二极管(diode)或金属氧化物半导体(MOS)，亦可以是由二极管及/或MOS再搭配电阻以构成静电放电电路，但本专利技术并不以此为限。对于具有较高电压位准的电源轨，由于所对应的静电放电电路需设计在高电压，因此可能需要较多级串接的二极管或是较多级串迭(cascode)的MOS元件，如此一来，当ESD电流需要流经静电放电电路时，为使静电放电电路能承受高电压，必须放置大面积串迭的二极管或是MOS元件。然而，多级的箝制电路可能导致ESD失败机会提高，或是于ESD测试时造成电路能够承受的ESD电压等级降低。依据本专利技术一实施例的方法，可以从电路的多个电源轨当中，选择其中最适合作为ESD电流释放路径的一个目标电源轨，而将信号接垫的静电放电电路耦接到此目标电源轨。选择目标电源轨的方式可以是选择多个电源轨当中电压较低的，以避免上述提及的多级串迭元件问题(面积与防护能力)。于另一实施例中，选择目标电源轨的方式，亦可以是选择等效电阻最小的一个电源轨，或是选择提供最多电源静电放电电路路径的一个电源轨。以下分别以数个实施例详细说明本专利技术的具静电防护功能的电路装置。图1绘示依据本专利技术第一实施例的具静电防护功能的电路装置示意图。具静电防护功能的电路装置1包括用于接收第一外部信号X的第一信号接垫210、第一静电放电路径、以及第二静电放电路径。其中，第一静电放电路径包括第一信号静电放电电路211、第一电源轨P1、以及至少一第一电源静电放电电路110。第一信号静电放电电路211耦接于第一电源轨P1以及第一信号接垫210之间。第一电源静电放电电路110耦接于第一电源轨P1以及接地电源轨P0之间。第二静电放电路径包括第二电源轨P2以及耦接于第二电源轨P2以及接地电源轨P0之间的第二电源静电放电电路120。在一实施例中，第一电源轨P1的电压位准VDD低于第二电源轨P2的电压位准VDDH。当静电由第一信号接垫210产生时，电路装置1透过第一静电放电路径经第一信号静电放电电路211、第一电源轨P1、以及第一电源静电放电电路110释放第一外部信号X。亦即，当一静电信号由第一信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具静电防护功能的电路装置，其特征在于，包括：一第一信号接垫，接收一第一外部信号；一第一静电放电路径，包括：一第一电源轨；一第一信号静电放电电路，耦接于该第一电源轨以及该第一信号接垫之间；以及至少一第一电源静电放电电路，耦接于该第一电源轨以及一接地电源轨之间；以及一第二静电放电路径，包括：一第二电源轨；以及至少一第二电源静电放电电路，耦接于该第二电源轨以及该接地电源轨之间；其中，该第一电源轨之电压位准低于该第二电源轨之电压位准；其中，当静电由该第一信号接垫产生时，透过该第一静电放电路径释放该第一外部信号。

【技术特征摘要】
1.一种具静电防护功能的电路装置，其特征在于，包括：一第一信号接垫，接收一第一外部信号；一第一静电放电路径，包括：一第一电源轨；一第一信号静电放电电路，耦接于该第一电源轨以及该第一信号接垫之间；以及至少一第一电源静电放电电路，耦接于该第一电源轨以及一接地电源轨之间；以及一第二静电放电路径，包括：一第二电源轨；以及至少一第二电源静电放电电路，耦接于该第二电源轨以及该接地电源轨之间；其中，该第一电源轨之电压位准低于该第二电源轨之电压位准；其中，当静电由该第一信号接垫产生时，透过该第一静电放电路径释放该第一外部信号。2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所有的该至少一第一电源静电放电电路的等效电阻小于所有的该至少一第二电源静电放电电路的等效电阻。3.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，还包括：一第二信号静电放电电路，耦接于该第一信号接垫及该接地电源轨之间。4.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，还包括：一第三静电放电路径，包括：一第三电源轨；以及至少一第三电源静电放电电路，耦接于该第三电源轨及该接地电源轨之间；其中，该第三电源轨的电压位准...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传胜，高秉佑，
申请(专利权)人：扬智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71