高温下ESD器件防漏电结构的制作方法

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高温下esd器件防漏电结构
技术领域
1.本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及高温下esd器件防漏电结构。

背景技术：

2.由于高温下半导体器件的漏电，对电路功能或者性能都会带来一定影响。随着科技的飞速发展，越来越多的电子设备被要求工作在越来越高的温度下，有些要求的工作温度远远超过了室温。半导体器件具有对温度敏感这一特性，普通的半导体元器件工作在高温时器性能可能会发生变化，严重情况下甚至失效。为了避免在高温条件下集成电路失效的问题，为了使那些只有在室温温度下才能正常工作的电路和半导体器件能适应高温环境，人们常常采用增加冷却装置等办法来解决。然而，电子设备中一旦加入冷却装置，会变得体积巨大，安装和使用复杂，不适应系统集成化小型化的趋势；同时噪声高、稳定性差，严重影响性能。因此，对微电子器件高温特性的研究，以及对高温微电子器件、集成电路的设计和制造显得尤为迫切和需要，故而受到越来越多的重视。
3.目前现有的技术中，一是通过物理散热来降低集成电路工作过程中的温度，来解决高温引起的半导体器件性能差的问题；
4.二是从半导体制造工艺上解决高温下半导体器件漏电问题，需要选择特殊半导体制造工艺和半导体材料来解决半导体器高温漏电问题；
5.三是从电路结构上来解决高温下半导体器件漏电问题，从而达到预期设计目标。
6.在现有技术中，通过物理散热来解决高温引起的半导体器件性能差的问题，比如从集成电路封装上来解决散热，成本较高，且散热效果有限；若通过冷却装置来散热，体积巨大，安装和使用复杂，不适应系统集成化小型化的趋势；通过选择特殊半导体制造工艺和半导体材料来解决半导体器高温漏电问题，成本较高，对于一般消费类电子产品，成本无法接受。通过从电路结构上来解决高温下半导体器件漏电问题，性价比较高，本发明就提出了一种从电路结构上来解决高温下半导体器件漏电，从而满足实际应用的需求。

技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供高温下esd器件防漏电结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高温下esd器件防漏电结构，包括系统震荡，所述系统震荡上通过时钟线sysclk电性连接有sw判断计时，所述sw判断计时上电性连接有sw震荡判断，所述sw震荡判断的一侧通过时钟线swclk电性连接有sw震荡，所述sw震荡上电性连接有外接的传感器c0，所述sw震荡判断的另一端电性连接有输出控制和led显示控制；
9.所述系统震荡中包括有第一较器cmp，所述第一较器cmp的负端电性连接有系统震荡充放电容c1和esd保护管nmos1，所述系统震荡充放电容c1和所述esd保护管nmos1并联连接；
10.所述sw震荡中包括有第二较器cmp，所述第二较器cmp的负端电性连接有所述外接传感器c0和sw端口esd保护管nmos0，所述外接传感器c0和所述sw端口esd保护管nmos0并联连接。
11.优选的，所述外接传感器c0等效为一个变化的电容c0，系统接收到感应信号之后，所述电容c0容值变大，从而导致所述sw振荡的频率变慢，若检测到所述sw振荡的频率变化率超过设定的阈值，则产生一个控制信号，通过使能信号实现对所述输出控制以及所述led显示控制进行控制调节。
12.优选的，所述时钟线sysclk用于计时，所述时钟线swclk用于计数，使得所述sw振荡的频率在固定时间之内检测变化率，所述阈值的设定为变化的频率与初始频率比较。
13.优选的，所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的正端上分别电性连接有参考电压vref检测器，所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端上分别电性连接有偏置电流iref1检测器和偏置电流iref2检测器。
14.优选的，所述sw端口的esd保护管nmos0在高温时漏电较大，与所述偏置电流iref2检测器检测的电流数量级接近，导致高温时充电电流iref2电流变小，充电时间t0变长，所述sw振荡的频率变慢。
15.优选的，所述esd保护管nmos1在高温时漏电，通过与所述esd保护管nmos0漏电流匹配，所述系统振荡的充电电流iref1和所述sw振荡的充电电流iref2漏电一致，忽略其它部分受温度影响，则频率随温度变化率与设计预期就一致，在高温下不会超过设定阈值。
16.优选的，所述第一较器cmp的输出端上电性连接有第一反相器组，所述第一反相器组的输出端上电性连接有第一或非门，所述第一或非门的输出端上电性连接有第二反相器组，所述第二反相器组的输出端上电性连接有sysclk输出端。
17.优选的，所述第二较器cmp的输出端上电性连接有第三反相器组，所述第三反相器组的输出端上电性连接有第二或非门，所述第二或非门的输出端上电性连接有第四反相器组，所述第四反相器组的输出端上电性连接有swclk输出端。
18.优选的，所述第一或非门和所述第二或非门的另一输入端上分别电性连接有使能信号端，所述第一反相器组、所述第二反相器组、所述第三反相器组和所述第四反相器组中均包括有两个串联连接的反相器，所述第一反相器组和所述第三反相器组中的第二反相器的两端电性连接第一mos管。
19.优选的，所述第一或非门和所述第二或非门的输出端上均电性连接有第二mos管的栅极，两个所述第二mos管的漏极分别与所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端电性连接。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明在sw振荡外接一个传感器，等效为一个变化的电容c0，当接收到感应信号之后，电容c0容值变大，从而sw振荡频率会变慢，在固定时间之内，若检测到sw振荡频率变化率超过设定的阈值，则产生一个控制信号，使能信号对输出控制以及led显示控制进行调节，可以解决高温下esd器件漏电对振荡频率的影响，从逻辑结构上进行改进，可以解决类似与此应用方案的误判问题。即通过esd保护管nmos1平衡漏电流，从而解决高温下esd器件漏电对振荡频率的影响。解决了频率误检测而导致的系统误判问题。
附图说明
22.图1为本发明的系统结构示意图；
23.图2为本发明的系统震荡逻辑和sw震荡逻辑的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：包括系统震荡，所述系统震荡上通过时钟线sysclk电性连接有sw判断计时，所述sw判断计时上电性连接有sw震荡判断，所述sw震荡判断的一侧通过时钟线swclk电性连接有sw震荡，所述sw震荡上电性连接有外接的传感器c0，所述sw震荡判断的另一端电性连接有输出控制和led显示控制；
26.所述系统震荡中包括有第一较器cmp，所述第一较器cmp的负端电性连接有系统震荡充放电容c1和esd保护管nmos1，所述系统震荡充放电容c1和所述esd保护管nmos1并联连接；
27.所述sw震荡中包括有第二较器cmp，所述第二较器cmp的负端电性连接有所述外接传感器c0和sw端口esd保护管nmos0，所述外接传感器c0和所述sw端口esd保护管nmos0并联连接。
28.为了实现对感应信号进行处理，实现对sw振荡的频率进行调节，本实施例中，优选的，所述外接传感器c0等效为一个变化的电容c0，系统接收到感应信号之后，所述电容c0容值变大，从而导致所述sw振荡的频率变慢，若检测到所述sw振荡的频率变化率超过设定的阈值，则产生一个控制信号，通过使能信号实现对所述输出控制以及所述led显示控制进行控制调节。
29.为了实现在固定的时间内进行计时，实现对sw振荡的频率进行检测变化，本实施例中，优选的，所述时钟线sysclk用于计时，所述时钟线swclk用于计数，使得所述sw振荡的频率在固定时间之内检测变化率，所述阈值的设定为变化的频率与初始频率比较。
30.为了对温度敏感的半导体器件进行防护，改变其随温度变化，特性也会跟着变化的问题，通过偏置电流iref2和充电电流iref2进行调节，本实施例中，优选的，所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的正端上分别电性连接有参考电压vref检测器，所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端上分别电性连接有偏置电流iref1检测器和偏置电流iref2检测器，所述sw端口的esd保护管nmos0在高温时漏电较大，与所述偏置电流iref2检测器检测的电流数量级接近，导致高温时充电电流iref2电流变小，充电时间t0变长，所述sw振荡的频率变慢。
31.为了实现系统振荡的充电电流iref1和sw振荡的充电电流iref2漏电一致，本实施例中，优选的，所述esd保护管nmos1在高温时漏电，通过与所述esd保护管nmos0漏电流匹配，所述系统振荡的充电电流iref1和所述sw振荡的充电电流iref2漏电一致，忽略其它部分受温度影响，则频率随温度变化率与设计预期就一致，在高温下不会超过设定阈值。
32.为了实现对信号进行有效的输出，保持稳定性，本实施例中，优选的，所述第一较
器cmp的输出端上电性连接有第一反相器组，所述第一反相器组的输出端上电性连接有第一或非门，所述第一或非门的输出端上电性连接有第二反相器组，所述第二反相器组的输出端上电性连接有sysclk输出端。
33.通过反相器的设定可以有效的提高信号的波动处理，本实施例中，优选的，所述第二较器cmp的输出端上电性连接有第三反相器组，所述第三反相器组的输出端上电性连接有第二或非门，所述第二或非门的输出端上电性连接有第四反相器组，所述第四反相器组的输出端上电性连接有swclk输出端，所述第一或非门和所述第二或非门的另一输入端上分别电性连接有使能信号端，所述第一反相器组、所述第二反相器组、所述第三反相器组和所述第四反相器组中均包括有两个串联连接的反相器，所述第一反相器组和所述第三反相器组中的第二反相器的两端电性连接第一mos管。
34.为了实现对数据信息进行有效的调节处理，本实施例中，优选的，所述第一或非门和所述第二或非门的输出端上均电性连接有第二mos管的栅极，两个所述第二mos管的漏极分别与所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端电性连接。
35.本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用的时候，在sw振荡上外接一个传感器c0，且传感器c0等效为一个变化的电容c0。当接收到感应信号之后，电容c0容值变大，从而sw振荡频率会变慢，在固定时间之内(sw判断定时)，若检测到sw振荡频率变化率超过设定的阈值(变化的频率与初始频率比较)，则产生一个控制信号，使能信号实现对输出控制以及led显示控制进行控制调节，在一个高温环境下(工作时电路温度会升高)，在150℃左右。sw端口有对地esd保护管nmos0，由于此esd保护管在高温时漏电较大，与偏置电流iref2电流数量级接近，导致高温时充电电流iref2电流变小，充电时间t0变长，sw振荡频率变慢。即使在外接传感器c0未接受到感应信号，在高温环境下sw振荡频率也会被误判，超过设定判断阈值，从而误触发系统工作。在系统振荡部分，也添加对地esd保护管nmos1。在高温时，系统振荡部分充电电流iref1和sw振荡部分充电电流iref2漏电一致，忽略其它部分受温度影响，则频率随温度变化率与设计预期就一致，满足实际应用条件，不会在高温下误触发系统工作。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.高温下esd器件防漏电结构，包括系统震荡，其特征在于：所述系统震荡上通过时钟线sysclk电性连接有sw判断计时，所述sw判断计时上电性连接有sw震荡判断，所述sw震荡判断的一侧通过时钟线swclk电性连接有sw震荡，所述sw震荡上电性连接有外接的传感器c0，所述sw震荡判断的另一端电性连接有输出控制和led显示控制；所述系统震荡中包括有第一较器cmp，所述第一较器cmp的负端电性连接有系统震荡充放电容c1和esd保护管nmos1，所述系统震荡充放电容c1和所述esd保护管nmos1并联连接；所述sw震荡中包括有第二较器cmp，所述第二较器cmp的负端电性连接有所述外接传感器c0和sw端口esd保护管nmos0，所述外接传感器c0和所述sw端口esd保护管nmos0并联连接。2.根据权利要求1所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述外接传感器c0等效为一个变化的电容c0，系统接收到感应信号之后，所述电容c0容值变大，从而导致所述sw振荡的频率变慢，若检测到所述sw振荡的频率变化率超过设定的阈值，则产生一个控制信号，通过使能信号实现对所述输出控制以及所述led显示控制进行控制调节。3.根据权利要求2所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述时钟线sysclk用于计时，所述时钟线swclk用于计数，使得所述sw振荡的频率在固定时间之内检测变化率，所述阈值的设定为变化的频率与初始频率比较。4.根据权利要求1所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的正端上分别电性连接有参考电压vref检测器，所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端上分别电性连接有偏置电流iref1检测器和偏置电流iref2检测器。5.根据权利要求4所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述sw端口的esd保护管nmos0在高温时漏电较大，与所述偏置电流iref2检测器检测的电流数量级接近，导致高温时充电电流iref2电流变小，充电时间t0变长，所述sw振荡的频率变慢。6.根据权利要求5所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述esd保护管nmos1在高温时漏电，通过与所述esd保护管nmos0漏电流匹配，所述系统振荡的充电电流iref1和所述sw振荡的充电电流iref2漏电一致，忽略其它部分受温度影响，则频率随温度变化率与设计预期就一致，在高温下不会超过设定阈值。7.根据权利要求1所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述第一较器cmp的输出端上电性连接有第一反相器组，所述第一反相器组的输出端上电性连接有第一或非门，所述第一或非门的输出端上电性连接有第二反相器组，所述第二反相器组的输出端上电性连接有sysclk输出端。8.根据权利要求7所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述第二较器cmp的输出端上电性连接有第三反相器组，所述第三反相器组的输出端上电性连接有第二或非门，所述第二或非门的输出端上电性连接有第四反相器组，所述第四反相器组的输出端上电性连接有swclk输出端。9.根据权利要求8所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述第一或非门和所述第二或非门的另一输入端上分别电性连接有使能信号端，所述第一反相器组、所述第二反相器组、所述第三反相器组和所述第四反相器组中均包括有两个串联连接的反相器，所述第一反相器组和所述第三反相器组中的第二反相器的两端电性连接第一mos管。10.根据权利要求9所述的高温下esd器件防漏电结构，其特征在于：所述第一或非门和
所述第二或非门的输出端上均电性连接有第二mos管的栅极，两个所述第二mos管的漏极分别与所述第一较器cmp和所述第二较器cmp的负端电性连接。

技术总结

本发明公开了高温下ESD器件防漏电结构；包括系统震荡，所述系统震荡上通过时钟线SYSCLK电性连接有SW判断计时，所述SW判断计时上电性连接有SW震荡判断，所述SW震荡判断的一侧通过时钟线SWCLK电性连接有SW震荡，所述SW震荡上电性连接有外接的传感器C0，所述SW震荡判断的另一端电性连接有输出控制和LED显示控制；本发明解决高温下ESD器件漏电对振荡频率的影响，从逻辑结构上进行改进，可以解决类似与此应用方案的误判问题。即通过ESD保护管NMOS1平衡漏电流，从而解决高温下ESD器件漏电对振荡频率的影响。解决了频率误检测而导致的系统误判问题。系统误判问题。系统误判问题。