用于单片数据转换接口保护的装置及其形成方法
2019-11-22

用于单片数据转换接口保护的装置及其形成方法

提供了用于单片数据转换接口保护的设备和方法。在具体实施方式中,保护装置包括用于在信号节点和电源高节点之间提供保护的第一硅控整流器(SCR)和第一二极管,用于在信号节点和电源低节点之间提供保护的第二SCR和第二二极管,以及用于在电源高节点和电源低节点之间提供保护的第三SCR和第三二极管。SCR和二极管结构集成在公共电路布局中,由此在结构间共用某些阱和有源区域。按照这样的方式配置保护装置使得能够利用单个单元实现原位的输入/输出接口保护。保护装置适合于亚3V操作下的单片数据转换接口保护。

图3是图2A-2C的保护装置的电路图。

在图示的配置中,第一RPO区域41a被布置在第一PMET栅极区域47a的一部分上方以及第一PMET栅极区域47a和第一N+区域45a之间的P-阱42的左边区域的表面的上方。此夕卜,第二RPO区域41b被布置在第二NMET栅极区域46b的一部分上方以及第二NMET栅极区域46b和第三P+区域44c之间的第一η-阱43a的表面上方。而且,第三RPO区域41c被布置在第三NMET栅极区域46c的一部分上方以及第三NMET栅极区域46c和第四P+区域44d之间的的第二η-阱43b的一部分上方。然而,RPO区域的其它配置和/或其中RPO的全部或部分被省略的实施方式是可行的。

下面将描述可被用于实现第一保护电路Ia的保护装置的各种实施例。虽然已经在图1的集成电路30的环境中描述了保护装置,但是保护装置可用于集成电路的其它配置。

可以以任何适当方式实现电阻器80,例如通过使用几何结构被选择以实现期望电阻的电阻性材料。在一个实施例中,电阻器80的电阻被选择成介于大约100Q至大约10kQ的范围内。在具体实施方式中,可利用集成在器件形成足迹中的n-类型和/或p-类型多晶电阻器结构来实现电阻器80。第一NPN双极型晶体管51包括与第一N+区域45a相关的发射极、与p-阱42的左边区域相关的基极以及与第一n-阱43a相关的集电极。第二NPN双极型晶体管52包括与第三N+区域45c相关的发射极、与p-阱42的中间区域相关的基极以及与第一n-阱43a相关的集电极。第三NPN双极型晶体管53包括与第三N+区域45c相关的发射极、与p-阱42的中间区域相关的基极以及与第二n-阱43b相关的集电极。第一PNP双极型晶体管61包括与第二P+区域44b相关的发射极、与第一n-阱43a相关的基极和与p-阱42的左边区域相关的集电极。第二PNP双极型晶体管62包括与第三P+区域44c相关的发射极、与第一n-阱43a相关的基极和与p-阱42的中间区域相关的集电极。第三PNP双极型晶体管63包括与第四P+区域44d相关的发射极、与第二n-阱43b相关的基极和与p-阱42的中间区域相关的集电极。第一二极管71包括与第一N+区域45a相关的阴极与第一P+区域44a和p-阱42的左边区域相关的阳极。第二二极管72包括与第四P+区域44d相关的阳极以及与第四N+区域45d和第二n-阱43b相关的阴极。第三二极管73包括与第五P+区域44e和p-阱42的右边区域相关的阳极以及与第二n-阱43b和第四N+区域45d相关的阴极。

图SB是根据另一实施例的保护装置的截面图。

在图示的配置中,在PMET栅极区域47a的边缘和第一N+区域45a的边缘之间提供间隔。然而,其它配置是可行的。例如,PMET栅极区域47a可延伸以消除间隔,由此使得PMET栅极区域47a和第一N+区域45a紙邻。使得这两个区域毗邻可加速高电流应力期间器件的导通,但是可允许更高的MOS导致的持续泄漏。

图1是集成电路30的一个实施例示意框图。集成电路(IC)30包括第一保护电路la、第一信号节点2a(10_l)、第一电源低节点3a(Vssl)、第一电源高节点4a(VDD1)、第二电源高节点4b(VDD2)、衬底电源节点5(Vsub)、接收器6、电阻器8和二极管9。