静电放电保护电路和芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种静电放电保护电路和芯片，静电放电保护电路，包括：静电泄放电路，包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的第一端用于与第一供电导线连接，第一供电导线耦合有波动电压干扰，第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端用于与第二供电导线连接；关断控制电路，与第一供电导线、第三供电导线以及第一开关管的控制端连接，用于根据第一供电导线上的第一电压值与第三供电导线上的第二电压值的电压比较结果以及接收到的控制信号，控制第一开关管的导通状态；监测电路，与第一供电导线和第二开关管的控制端连接，用于根据波动电压干扰控制第二开关管的导通状态。关管的导通状态。关管的导通状态。

【技术实现步骤摘要】
静电放电保护电路和芯片


[0001]本专利技术涉及电路
，具体而言，涉及一种静电放电保护电路和芯片。

技术介绍

[0002]随着半导体制造业工艺的快速发展，超薄栅氧化层和薄电介质的器件增多，静电放电(Electro
‑
Static Discharge，ESD)逐渐成为芯片故障的主要因素，随着器件尺寸不断减小，芯片因静电放电而出现故障的几率越来越高。
[0003]为了消除静电放电所带来的危害，提出了静电放电保护电路，其中，静电放电保护电路主要是用于承受外来几百或者上千伏特的静电冲击，以实现超薄栅氧化层和薄电介质的器件的保护。
[0004]而静电放电保护电路是消耗大量硅面积的集成电路，其寄生参数与集成电路的工艺密切相关，极易出现芯片设计中的漏洞，如出现漏电，影响芯片的可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的第一方面在于，提供了一种静电放电保护电路。
[0007]本专利技术的第二方面在于，提供了一种芯片。
[0008]有鉴于此，本专利技术的第一方面，提供了一种静电放电保护电路，包括：静电泄放电路，包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的第一端用于与第一供电导线连接，第一供电导线耦合有波动电压干扰，第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端用于与第二供电导线连接；关断控制电路，与第一供电导线、第三供电导线以及第一开关管的控制端连接，用于根据第一供电导线上的第一电压值与第三供电导线上的第二电压值的电压比较结果以及接收到的控制信号，控制第一开关管的导通状态；监测电路，与第一供电导线和第二开关管的控制端连接，用于根据波动电压干扰控制第二开关管的导通状态。
[0009]在该技术方案中，提出了一种静电放电保护电路，该静电放电保护电路包括静电泄放电路、关断控制电路和监测电路。其中，关断控制电路和监测电路能够分别控制静电泄放电路中的一个开关管的导通状态。
[0010]其中，第一开关管和第二开关管采用串联的方式连接，也即需要第一开关管和第二开关管同时处于导通状态，才能实现静电的泄放。显然第一开关管可以作为第二开关管的开关，故在第二开关管的误导通的情况下，利用第一开关管的截止状态使得无法实现静电的泄放，降低了第二开关管因误导通引发的瞬态漏电增大，拉低第一供电导线上电源的电位这一情况的出现，从而提高了静电放电保护电路的可靠性。
[0011]同理，第二开关管可以作为第一开关管的开关，以便避免第一开关管误导通的情况下，引发第一开关管的瞬态漏电增大，拉低第一供电导线上电源的电位这一情况的出现，从而提高了静电放电保护电路的可靠性。
[0012]在上述技术方案中，可以理解的是，第一开关管和第二开关管可以互为开关、彼此制约，以便确保静电放电保护电路的稳定运行，降低了瞬态漏电增大的几率。
[0013]在上述技术方案中，监测电路是利用波动电压干扰来控制第二开关管的导通和截止，而关断控制电路利用第一电压值和第二电压值的电压比较结果以及接收到的控制信号来控制第一开关管是否导通，其与监测电路控制第二开关管导通与否的原理完全不同，因此，第一开关管的导通与否不受波动电压干扰的影响，极大地降低了高温条件和高频干扰下的出现漏电的几率。
[0014]具体地，相关技术方案中，静电放电保护电路在高温条件和极端工艺脚下显著的降低了漏电，而在本申请的技术方案中，避免了相关技术方案所产生的瞬态增长的漏电流引发的产品异常，提高了静电放电保护电路的稳定性。
[0015]在上述技术方案中，第一供电导线是第一电源的正极输出端，第二供电导线是第一电源的负极输出端。
[0016]在其中一个技术方案中，第一电源的负极输出端接地，可以理解的是，二供电导线是接地导线。
[0017]在其中一个技术方案中，第三供电导线是第二电源的正极输出端，第二电源的正极输出端接地，以便实现静电泄放电路、关断控制电路和监测电路的共地。
[0018]在其中一个技术方案中，可以理解的是，波动电压干扰是耦合到第一供电导线上的静电波。
[0019]另外，本申请提出的静电放电保护电路还具有以下附加技术特征。
[0020]在上述技术方案中，监测电路根据波动电压干扰，确定波动电压干扰的频率；在波动电压干扰的频率小于或等于预设静电干扰频率的情况下，控制第二开关管导通；在波动电压干扰的频率大于预设静电干扰频率的情况下，控制第二开关管截止。
[0021]在该技术方案中，监测电路能够对波动电压干扰进行频率筛选，从而将第一供电导线上的波动电压干扰中的静电干扰识别出来，从而有针对性地在存在静电干扰的情况下，控制第二开关管导通，从而实现静电的泄放。
[0022]在上述技术方案中，在波动电压干扰的频率大于预设静电干扰频率的情况下，控制第二开关管截止。
[0023]在上述技术方案中，预设静电干扰频率是预先设置的。
[0024]在上述任一技术方案中，监测电路包括：第三开关管，第三开关管的第一端与第一供电导线连接；第四开关管，第四开关管的第一端与第三开关管的第二端以及第二开关管的控制端连接，第四开关管的第二端接地；第一电阻，第一电阻的第一端与第一供电导线连接；电容监测件，电容监测件的第一端与第一电阻的第二端、第三开关管的控制端、第四开关管的控制端连接，电容监测件的第二端接地。
[0025]在该技术方案中，具体限定了监测电路的详细拓扑结构，其中，设置的第一电阻和电容监测件构成RC滤波电路，以便对第一供电导线上的波动电压干扰进行频率筛选，并将筛选结果输送至第三开关管和第四开关管，以便利用第三开关管和第四开关的导通状态来实现第二开关管的驱动。
[0026]在上述技术方案中，基于第一电阻和电容监测件的连接关系可知，第一电阻和电容监测件构成RC滤波电路是低通滤波，其输出的频率与第一电阻和电容监测件的取值相
关。
[0027]可以理解的是，可以根据第一电阻和电容监测件的取值来设置静电干扰的频率范围。
[0028]具体地，预设静电干扰频率的表达式如下：
[0029]f＝1/2πRC；
[0030]其中，f为预设静电干扰频率，R为第一电阻的阻值，C为电容监测件电容值。
[0031]在上述技术方案中，基于电容监测件的第一端与第三开关管和第四开关管的连接关系可知，可以利用电容监测件的第一端输出的电平来实现第三开关管和第四开关管的开关控制。而第三开关管和第四开关管串接在第一供电导线和第二供电导线之间，因此，在第三开关管和第四开关管在导通或截止过程中，可以在第三开关管的第二端处形成较大的电压，以便能够驱动第二开关管是否导通。
[0032]在上述任一技术方案中，电容监测件包括：电容或第五开关管；其中，在电容监测件包括第五开关管的情况下，第五开关管的第一端和第二端接地，第五开关管的控制端与第一电阻的第二端连接。
[0033]在该技术方案中，具体限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电放电保护电路，其特征在于，包括：静电泄放电路，包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一端用于与第一供电导线连接，所述第一供电导线耦合有波动电压干扰，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端用于与第二供电导线连接；关断控制电路，与所述第一供电导线、第三供电导线以及所述第一开关管的控制端连接，用于根据所述第一供电导线上的第一电压值与所述第三供电导线上的第二电压值的电压比较结果以及接收到的控制信号，控制所述第一开关管的导通状态；监测电路，与所述第一供电导线和所述第二开关管的控制端连接，用于根据所述波动电压干扰控制所述第二开关管的导通状态。2.根据权利要求1所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述监测电路根据所述波动电压干扰，确定所述波动电压干扰的频率；在所述波动电压干扰的频率小于或等于预设静电干扰频率的情况下，控制所述第二开关管导通；在所述波动电压干扰的频率大于预设静电干扰频率的情况下，控制所述第二开关管截止。3.根据权利要求2所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述监测电路包括：第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一供电导线连接；第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端以及所述第二开关管的控制端连接，所述第四开关管的第二端接地；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一供电导线连接；电容监测件，所述电容监测件的第一端与所述第一电阻的第二端、所述第三开关管的控制端、所述第四开关管的控制端连接，所述电容监测件的第二端接地。4.根据权利要求3所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述电容监测件包括：电容或第五开关管；其中，在所述电容监测件包括第五开关管的情况下，所述第五开关管的第一端和第二端接地，所述第五开关管的控制端与所述第一电阻的第二端连接。5.根据权利要求3所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述监测电路还包括：第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第四开关管的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地。6.根据权利要求3所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述第三开关管为PMOS，所述第四开关管为NMOS。7.根据权利要求1至6中任一项所述的静电放电保护电路，其特征在于，所述关断控制电路，具体用于：在所述控制信号为第一信号、所述比较结果为所述第二电压值大于所述第一电压值的情况下，控制所述第一开关管截止；在所述控制信号为第二信号、所述比较结果为所述第二电压值大于所述第一电压值的情况下，控制所述第一开关管处于线性导通状态；在所述控制信号为第二信号，所述比较结果为所述第二电压值小于所述第一电压值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光，
申请(专利权)人：上海美仁半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：