[發明專利]電壓箝位電路、半導體芯片和電壓箝位方法

有效

• 申請號: 200710128246.7
• 申請日: 2007-01-08
• 公開（公告）號: CN101093984A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 任敬植;金漢求;高在赫;孫日憲;金錫震
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H03K5/08
• 分類號: H03K5/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邵亞麗

技術領域

示例實施例可涉及電路和/或半導體芯片。例如，示例實施例可涉及電壓箝位電路，其可以在半導體芯片的電路內部的節點處箝位電壓。示例實施例可以包括MOS晶體管和/或具有其的半導體芯片。

背景技術

在現有技術中，當集成半導體芯片時，由于靜電，所以電流可能由配線通過襯墊引入。該電流可能導致錯誤和/或損壞半導體芯片。為了保護半導體芯片內部的電路免受靜電放電(ESD)的影響或類似的情況，半導體芯片可以包括ESD保護電路。ESD保護電路可被布置在半導體芯片中的襯墊附近和/或可位于襯墊和半導體芯片的電路之間。因此，當通過襯墊引入由靜電產生的電流時，ESD保護電路可以對該電流放電，由此抑制對半導體芯片中的電路的損壞。

為了抑制在傳統半導體芯片中的電路上的節點處的電壓變化，可以使用箝位元件。箝位元件可以箝位節點處的電壓。可以由金屬氧化物半導體(MOS)和/或硅可控整流器(SCR)構成的箝位元件可執行快反向(snapback)操作。

當由于靜電而在半導體芯片中的電路上的節點處發生電壓變化時，內部電路可能發生故障。例如，電壓變化可以損壞相對薄的柵極氧化物。

圖1是傳統的電平移動器(shifter)的示例。參照圖1，電平移動器可以改變輸入信號的電壓并輸出改變后的電壓。電平移動器可以由PMOS晶體管P1和P2、NMOS晶體管N1和N2和/或反相器11構成。

PMOS晶體管P1和P2可具有鎖存器結構，并且可彼此連接。PMOS晶體管P1的柵電極可以連接到PMOS晶體管P2的漏電極，并且PMOS晶體管P2的柵電極可以連接到PMOS晶體管P1的漏電極。PMOS晶體管P1和P2的源電極可以連接到升壓電壓V_p。

NMOS晶體管N1的柵電極可連接到輸入信號V_in，NMOS晶體管N2的柵電極可連接到反相信號V_in。NMOS晶體管N1和N2的漏電極可分別連接到PMOS晶體管P1和P2，并且NMOS晶體管N1和N2的源電極可連接到接地電壓GND。

當輸入信號V_in從低電平轉變為高電平時，NMOS晶體管N1可導通，而NMOS晶體管N2可截止。在此例中，節點(a)處的電壓轉變為低電平，并且可施加到PMOS晶體管P2的柵電極，由此導通PMOS晶體管P2。另外，節點(b)處的電壓轉變為高電平，并且可施加到PMOS晶體管P1的柵電極，由此截止PMOS晶體管P1。結果，可提供在節點(b)處的升壓電壓V_p作為輸出信號V_out。

當輸入信號V_in從高電平轉變為低電平時，NMOS晶體管N2可導通，并且NMOS晶體管N1可截止。在這個示例中，節點(b)處的電壓轉變為低電平，且可施加到PMOS晶體管P1的柵電極，由此導通PMOS晶體管P1。另外，節點(a)處的電壓轉變為高電平，且可施加到PMOS晶體管P2的柵電極，由此截止PMOS晶體管P2。結果，可提供節點(b)處的接地電壓GND作為輸出信號V_out。

可以是電平移動器的輸出電壓V_out的節點(b)處的電壓可以作為升壓電壓V_p的高電平電壓輸出或以更穩定的方式作為接地電壓GND的低電平電壓輸出。另外，半導體芯片可以包括用于穩定圖1中的節點(b)處的電壓的電路。

然而，額外的箝位電路可能增加半導體芯片的尺寸。并且，箝位由ESD產生的相對高的電壓的箝位電路可能需要大的設計規則，這可能限制半導體芯片的尺寸減小。

發明內容

示例實施例從下列詳細說明書、附圖和相關權利要求中更加完整清楚。

示例實施例提供可箝位節點處的電壓的電壓箝位電路。電壓箝位電路可包括在半導體芯片電路中包括的MOS晶體管、和具有其的半導體芯片。

根據至少一個示例實施例，箝位電路可包括第一電路的MOS晶體管和電容性元件。MOS晶體管的第一電極可連接到第一節點，MOS晶體管的第二電極可連接到接地電壓。電容性元件可連接在第一襯墊和MOS晶體管之間，電容性元件可存儲控制電壓以響應于靜電放電而導通MOS晶體管。例如，箝位電路可將第一電路的第一節點處的電壓箝位到穩定電平，并且第一電路可通過第一襯墊發送和/或接收信號。

在至少一個示例實施例中，響應于靜電放電(ESD)箝位第一電路的第一節點處的電壓的方法可包括：響應于ESD，在連接到電路的MOS晶體管的電容中存儲電壓，以及通過利用響應于ESD而存儲的電壓來導通MOS晶體管，從而箝位第一節點處的電壓。