[发明专利]跨域ESD保护

说明书

本发明提供具有跨域静电放电(ESD)保护的半导体装置和相关制造方法。示例性半导体装置包括第一域电路、第二域电路，以及耦合在所述第一域驱动器电路的输出节点与所述第二域接收器电路的输出节点之间的接口。所述接收器电路包括具有耦合到所述接口的栅极电极的晶体管，其中所述晶体管的体区电极耦合到所述第一域电路的保护电路。所述体区电极响应于ESD事件而通过所述保护电路有效地偏压到所述第一域的参考电压节点，以保护所述晶体管的栅氧化层免受潜在地具损坏性的ESD电压。

技术领域

本文中所描述的主题的实施例大体上涉及半导体装置，且更确切地说，主题的实施例涉及跨越不同功率域提供静电放电保护。

背景技术

现代电子装置，且确切地说，集成电路由于静电放电(ESD)事件而处于损坏的风险之中。在ESD事件期间，可向电子装置的一个或多个端提供电压(或电流)，所述电压(或电流)致使那些端(或电子装置的其它端)之间的电压超出装置的最大设计电压，这样可能损害装置的后续操作。举例来说，电子装置的端处的电压在ESD事件期间可能会超出装置的一个或多个组件的击穿电压，从而潜在地损坏那些组件。因此，电子装置包括在ESD事件期间跨越电气组件提供免于过多电压和/或电流的放电保护电路。

现代电子装置常常包括集成到单个装置中以提供复杂和/或广泛范围的功能能力的多个不同子系统或子电路，例如芯片上系统(SoC)。实际上，不同子电路可具有不同组件大小、性能要求等，且因此，可相对于装置的其它子电路而被设计用于不同电压电平，从而在装置内产生不同的所谓“功率域”。为了实现所要功能性，来自不同功率域的电路需要能够将信号传达到一个功率域或将信号从一个功率域传达到另一个功率域。然而，不同功率域之间的接口易受ESD电压影响，ESD电压可从一个电压(或功率)域(或被称作传输或传输器域)传播到另一电压(或功率)域(或被称作接收或接收器域)，从而损坏接收器域的一个或多个组件。

保护跨域通信接口的一个方法涉及引入串联电阻和钳位电路，所述串联电阻和钳位电路减小接收器功率域处的ESD电压并传导放电电流远离接收器功率域。然而，电阻和钳位电路产生限制通信接口的带宽的滤波器。因此，其它方法尝试提供由其它可用电压触发以避免干扰通信接口的正常操作的钳位电路的其它配置。然而，这些方法常常容易受到噪声影响，且需要大小不合需要的电晶体来避免ESD相关的损坏。

为了避免干扰正受保护的装置的正常操作，放电保护电路通常经设计以在所施加电压超出装置的操作电压时且在所施加电压超出装置的击穿电压之前接通并传导电流。然而，在所施加电压超出装置的操作电压时与所施加电压达到完全地接通放电保护电路的瞬态触发电压时之间常常存在一时间段。在此时间期间，装置的组件可暴露于放电电流的一部分，这样又可能在未来不合需要地影响组件的功能性。现有方法常常涉及调谐放电保护电路的击穿电压来实现所要ESD性能；然而，这常常引发面积损失或以其它方式增大与放电保护电路相关联的成本。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：

触发布置，所述触发布置耦合到第一参考电压节点，所述触发布置具有用于触发指示的输出节点；以及

接口电路，所述接口电路耦合到不同于所述第一参考电压节点的第二参考电压节点，其中，所述接口电路包括具有偏压到所述触发布置的所述输出节点的体区电极的晶体管。

在一个或多个实施例中，所述触发布置被配置成响应于静电放电事件而在所述输出节点处提供放电电压，所述体区电极连接到所述输出节点，以响应于所述静电放电事件而使所述体区电极偏压到所述放电电压。

在一个或多个实施例中，所述半导体装置进一步包括耦合在所述晶体管与第三参考电压节点之间的第二晶体管，其中：

所述第二晶体管的栅极电极偏压到所述触发布置的触发节点；且

所述输出节点处的所述触发指示是所述触发节点处的信号的逻辑反。