使用微机电系统开关的静电放电保护技术方案

描述了一种接口电路的实施例。这种接口电路包括输入焊盘、控制节点和晶体管，该晶体管具有三个端子。第一端子被电气地耦合到输入端而第二端子被电气地耦合到控制节点。此外，接口电路包括微机电系统（ＭＥＭＳ）开关，其被电气地耦合到输入焊盘和控制节点，其中该ＭＥＭＳ开关与晶体管并联。在没有电压被施加到ＭＥＭＳ开关的控制端时，ＭＥＭＳ开关关闭，由此电气地耦合输入焊盘和控制节点。此外，当电压被施加到ＭＥＭＳ开关的控制端时，ＭＥＭＳ开关被打开，由此将输入焊盘与控制节点电气地解耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及电路。更为特别地，本专利技术的实施例涉及用于保护电路不遭受静电放电的方法和电路。
技术介绍
许多集成电路(IC)的一个主要的可靠性问题是静电放电(ESD)。在ESD事件期间，大量电荷在相当短的时间段内从一个物体(诸如人、传输线或金属)转移到另一个物体(诸如IC)，这导致产生峰值电流，其可以导致对IC的极大的损坏。例如，ESD损坏可以包括栅极氧化物的击穿、栅极氧化物中的空穴的形成，和/或内部连接的熔化或汽化。注意，用于测试IC对ESD事件的适应力的常见模型是人体模型，其中被测试的IC必须经受住上升时间为10 30ns的1. 3A的峰值电流。另一个广泛使用的ESD要求是IC在任何管脚上经受住2000V的能力。 图1给出图示诸如输入/输出电路之类的现有接口电路100的框图。在这种电路中，ESD可以经由输入焊盘(pad)110被注入。尽管这种事件可能损坏两个晶体管112或其中的任何一个，但是n型下拉晶体管112-2通常对ESD更加敏感。图2中进一步描述了这种晶体管，该图给出图示了现有接口电路200中的寄生效应的框图。注意，在与n型晶体管112-2相关联的这种电路里存在两个"寄生"器件，其包括横跨在n通道上的横向npn双极性晶体管，以及在沟道(输入焊盘IIO)与基底210(地)之间的也即在n型晶体管112-2的n+区域与p基底之间的反向二极管。 在某些现有的CMOS接口电路中，与n型晶体管112_2相关联的寄生双极性晶体管经由所谓的"突发击穿(sn即back)"机制来提供ESD保护。这在图3中示出，现有晶体管的作为电压312的函数的电流310的图300。忽略二阶效应(诸如n栅极自举电路)，在ESD事件期间，突发击穿机制费劲地基本上打开n型晶体管112-2中的n沟道(图2)，并且允许将电荷导向地。注意，只要n型晶体管112-2(图2)中的突发击穿电压小于与该n型晶体管112-2 (图2)相关联的寄生二极管的击穿电压VCE，突发击穿机制就能够提供ESD保护。 遗憾的是，随着器件升级，栅极氧化物厚度和pn结宽度减小，其使得具有较小能量和较低电压的ESD事件能够损坏或破坏IC。而且，对于具有小于或等于250nm的严格尺寸的技术，寄生二极管的击穿电压变得小于突发击穿电压，由此将寄生反向pn结的击穿变成n型晶体管的主要ESD保护器件，其常常是不够的。 因此，常常在IC的输入焊盘、输出焊盘和电源焊盘的周围添加额外的保护电路以提供有效的ESD保护。例如，在典型的接口电路中，非寄生二极管被包括以用于ESD保护。这在图4中示出，该图给出图示现有接口电路400的框图。通常，二极管410必须能够经受住在ESD事件期间可能发生的大电流(注意，横跨过n型晶体管的二极管充当分路(shunt)并且排掉所有电流)。然而，通过使用现有处理，结果得到的二极管可能占据像n型晶体管112-2 —样大的面积，其会极大地增加IC的成本。 因此，需要一种保护诸如接口电路之类的电路不遭受ESD且不带来上述问题的电4路和技术。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供一种接口电路，其包括输入焊盘、控制节点和具有三个端子的晶体管。第一端子被电气地耦合到输入焊盘而第二端子被电气地耦合到控制节点。而且，该接口电路包括微机电系统(MEMS)开关，其被电气地耦合到输入焊盘和控制节点，其中该MEMS开关与该晶体管并联。当没有电压被施加到MEMS开关的控制端时，MEMS开关关闭，由此将输入焊盘电气地耦合到控制节点。此外，当电压被施加到MEMS开关的控制端时，MEMS开关被打开，由此将输入焊盘与控制节点电气地解耦合。 在某些实施例中，MEMS开关被配置成保护晶体管不遭受静电放电(ESD)。 在某些实施例中，该接口电路包括控制电路以提供电压。在电源电压被提供给该接口电路时，这种控制电路可以提供电压。而且，控制电路可以包括充电泵。在这些实施例中，电压可以大于接口电路的电源电压。 在某些实施例中，控制节点被配置成电气地耦合到地或电源电压。 而且，晶体管可以是n型。 在某些实施例中，接口电路被布置在集成电路上。此外，MEMS开关可以被至少部分地布置在集成电路的金属层中。 在某些实施例中，MEMS开关包括被介入层分隔开的两个金属触头。该介入层可具有小于5Q/口 (5欧姆每平方)的薄片电阻系数。另外，该介入层可具有大于2Q/口的薄片电阻系数。在某些实施例中，该介入层包括石墨、硅化材料、n型硅、p型硅、和/或掺杂的多晶硅。注意，该介入层可防止MEMS开关中的金属到金属的接触。 在某些实施例中，MEMS开关包括膜开关结构和/或悬臂开关结构。此外，MEMS开关可具有垂直配置、水平配置或这些配置的组合。注意，垂直配置在接口电路的平面外充分对准，而水平配置在接口电路的平面里充分对准。 在某些实施例中，当没有电源电压被施加到接口电路时MEMS开关关闭。 另一实施例提供包含表示接口电路的数据的计算机可读介质。 另一实施例提供该集成电路。 另一实施例提供一种用于保护接口电路中的晶体管不遭受静电放电(ESD)的方法。在该方法中，在没有电压被施加到MEMS开关的控制端时，经由关闭的MEMS开关将晶体管的两个端子彼此电气地耦合，该MEMS开关与所述晶体管并联，其中所述关闭的MEMS开关将接口电路中的输入焊盘电气地耦合到控制节点。接着，当电源电压被提供给该接口电路时，施加电压给MEMS开关以打开该MEMS开关，由此将晶体管的两个端子电气地解耦合并且将输入焊盘与控制节点电气地解耦合。附图说明 图1是图示现有接口电路的框图。 图2是图示现有接口电路中的寄生效应的框图。 图3是针对现有晶体管的作为电压的函数的电流的曲线图。 图4是图示现有接口电路的框图。 图5是图示根据本专利技术的一个实施例的接口电路的框图。 图6A是图示根据本专利技术的一个实施例的微机电系统(MEMS)开关的框图。 图6B是图示根据本专利技术的一个实施例的MEMS开关的框图。 图7是图示根据本专利技术的一个实施例的用于保护接口电路中的晶体管不遭受静电放电(ESD)的方法。 图8是图示根据本专利技术的一个实施例的系统的框图。 注意，贯穿所有附图，相同的参考标号指示相应的部分。具体实施例方式给出以下描述，目的是使本领域的普通技术人员能够实现并使用本专利技术，并且这些描述是在特定的应用和其需求的背景下提供的。本领域的普通技术人员容易明白对所公开的实施例的各种修改，并且此处所限定的一般原则可以在不偏离本专利技术的精神和范围的条件下被应用到其他实施例或应用。因此，本专利技术并不旨在受限于所示出的实施例，而是要求保护与与此处所公开的原则和特征相一致的最广范围。 描述了接口电路、方法、包括接口电路的集成电路(IC)、以及包含表示接口电路的数据的计算机可读介质的实施例。在该接口电路中，微机电系统(MEMS)开关可被用于保护晶体管不遭受静电放电(ESD)，该晶体管被电气地耦合到输入焊盘和控制节点(其可以被耦合到电源电压(Vdd)或地)。特别地，MEMS开关可以电气耦合到输入焊盘和控制节点，其与晶体管并联。在没有电压施加到MEMS开关的控制端时(例如，当没有电源电压时也即当电源电压没有被施加到接口电路时，可能没有电压被施加到控制端)，MEMS开关可以被关闭从而它将输入焊盘与控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接口电路，其包括：输入焊盘和控制节点；具有三个端子的晶体管，其中第一端子被电气地耦合到所述输入焊盘而第二端子被电气地耦合到所述控制节点；以及微机电系统（ＭＥＭＳ）开关，其被电气地耦合到所述输入焊盘和所述控制节点，其中所述ＭＥＭＳ开关与所述晶体管并联；其中，当没有电压被施加到所述ＭＥＭＳ开关的控制端时，所述ＭＥＭＳ开关关闭，由此电气地耦合所述输入焊盘与所述控制节点，以及当电压被施加到所述ＭＥＭＳ开关的所述控制端时，所述ＭＥＭＳ开关被打开，由此将所述输入焊盘与所述控制节点电气地解耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J卡瓦，S辛哈，MC蔡，ZW唐，苏晴，
申请(专利权)人：新思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]