[發明專利]包括靜電放電電路的半導體器件及其操作方法

有效

• 申請號: 201510239430.3
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN105097786B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 高在赫;高民昌;金漢求
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L23/60
• 分類號: H01L23/60;H01L21/66;H02H9/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張帆;陳源

本發明提供了一種半導體器件以及一種操作半導體器件中的靜電放電電路的方法。所述半導體器件包括：第一驅動器，其被構造為響應于驅動信號將焊盤的電壓電平上拉至第一電源電壓；第二驅動器，其被構造為響應于驅動信號將焊盤的電壓電平下拉至第二電源電壓；開關保護電阻器，其被構造為響應于開關控制信號改變焊盤與第二驅動器之間的電阻；以及靜電放電檢測器，其被構造為檢測第一電源電壓或第二電源電壓的電壓電平，并且產生開關控制信號。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年5月14日提交的韓國專利申請No.10-2014-0057863的優先權，該申請的公開以引用方式全文并入本文中。

技術領域

本發明構思的示例性實施例涉及一種半導體器件，并且更具體地說，涉及一種包括靜電放電電路的半導體器件及其操作方法。

背景技術

諸如移動裝置的電子裝置包括各種半導體集成電路。隨著半導體集成電路的尺寸縮小，增強的靜電放電保護對于半導體集成電路變得更加重要。例如，靜電放電(ESD)電路用于保護半導體芯片或電路抵抗靜電。ESD是指通過靜電導致的放電現象。例如，由于靜電，比電路的給定擊穿電壓更高的電壓會施加在電路的分離部分之間。在這種情況下，會由于通過這種高靜電電壓導致的大電流而使電路壞掉。例如，在包括MOS(金屬氧化物半導體)晶體管的半導體器件中，如果將高靜電電壓瞬時施加在連接至輸入或輸出電路的I/O焊盤，則MOS晶體管的柵極絕緣層會被高靜電電壓損壞或破壞。

發明內容

本發明構思的示例性實施例提供了一種靜電放電電路，該靜電放電電路被構造為保護內部電路抵抗靜電放電并且滿足時序需求，并且提供了一種包括這種靜電放電電路的半導體器件。

根據本發明構思的示例性實施例，一種半導體器件可包括：第一驅動器，其被構造為響應于驅動信號將焊盤的電壓電平上拉至第一電源電壓；第二驅動器，其被構造為響應于驅動信號將焊盤的電壓電平下拉至第二電源電壓；開關保護電阻器，其被構造為響應于開關控制信號改變焊盤與第二驅動器之間的電阻；以及ESD檢測器，其被構造為檢測第一電源電壓或第二電源電壓的電壓電平，并且產生開關控制信號。

根據本發明構思的示例性實施例，一種半導體器件可包括：驅動器，其被構造為根據驅動信號利用第一電源電壓或第二電源電壓驅動焊盤；開關保護電阻器，其被構造為在焊盤與驅動器之間形成電流通路，該電流通路根據開關控制信號形成為經過保護電阻器或將保護電阻器旁路；以及ESD檢測器，其監視第一電源電壓或第二電源電壓，并產生開關控制信號，產生開關控制信號以當發生ESD事件時形成經過保護電阻器的電流通路。

根據本發明構思的示例性實施例，提供了一種操作半導體器件的靜電放電電路的方法。該靜電放電電路可包括焊盤和驅動焊盤的驅動器。該方法可包括以下步驟：檢測半導體器件的電源電壓的AC成分；處理AC成分以產生當AC成分升高超過特定電平時能夠增大焊盤與驅動器之間的電阻的開關控制信號；以及根據開關控制信號執行開關操作以通過保護電阻器將焊盤連接至驅動器。

根據本發明構思的示例性實施例，一種半導體器件包括：驅動器，其被構造為根據驅動信號通過第一電源電壓或第二電源電壓驅動焊盤；開關保護電阻器，其被構造為根據開關控制信號在焊盤與驅動器之間形成第一電流通路和第二電流通路之一，其中第一電流通路經過保護電阻器，并且第二電流通路將保護電阻器旁路；以及靜電放電(ESD)檢測器，其被構造為監視第一電源電壓或第二電源電壓，并產生開關控制信號，其中響應于ESD事件的發生而形成第一電流通路。

根據本發明構思的示例性實施例，一種操作半導體器件中的靜電放電(ESD)電路的方法包括步驟：檢測半導體器件的電源電壓的交流(AC)成分；處理AC成分以產生開關控制信號，所述開關控制信號導致ESD電路的焊盤與ESD電路的驅動器之間的電阻響應于AC成分高于參考值而增大；以及根據開關控制信號執行開關操作以通過包括保護電阻器的第一電流通路將焊盤連接至驅動器。