マイクロ電気機械システムスイッチを用いた静電放電保護
インターフェース回路の実施形態が記載される。このインターフェース回路は、入力パッド、制御ノードおよびトランジスタを含み、これは、３つの端子を有する。第１の端子は、入力パッドに電気的に結合されており、第２の端子は、制御ノードに電気的に結合される。さらに、インターフェース回路は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含み、これは、入力パッドおよび制御ノードに電気的に結合されており、ＭＥＭＳスイッチは、トランジスタと並列である。ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、入力パッドおよび制御ノードを電気的に結合する。さらに、電圧がＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用された場合に、ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、入力パッドおよび制御ノードの電気的結合を切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、回路に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、静電放電から回路を保護する方法および回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術）
多くの集積回路（ＩＣ）に対する主要な信頼性問題は、静電放電（ＥＳＤ）である。ＥＳＤイベントの間、大量の電荷が、比較的短時間において、１つのオブジェクト（例えば、人間、伝送ラインまたは金属片）から別のオブジェクト（例えば、ＩＣ）に転送され、この結果、ＩＣに対する著しい損傷を引き起こし得るピーク電流をもたらす。例えば、ＥＳＤ損傷は、ゲート酸化物のブレークダウン、ゲート酸化物におけるボイド形成、および／または、相互接続の融解および蒸発を含む。ＥＳＤイベントに対するＩＣの復元性を試験するために用いられる一般的なモデルは、人体モデルであり、人体モデルにおいては、試験下のＩＣは、立ち上がり時間１０〜３０ｎｓで１．３Ａのピーク電流に耐えなければならない。別の広く用いられているＥＳＤ要件は、ＩＣが任意のピン上で２０００Ｖに耐えるという能力である。
【０００３】
図１は、例えば入力／出力回路等の既存のインターフェース回路１００を示すブロック図である。この回路において、ＥＳＤは、入力パッド１１０を介して放出され得る。このようなイベントは、トランジスタ１１２の一方または両方に損傷を与え得るが、ｎ型プルダウントランジスタ１１２−２は、典型的には、ＥＳＤに対してより敏感である。このトランジスタは、既存のインターフェース回路２００における寄生効果（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）を示すブロック図を提示する、図２においてさらに記載される。ｎ型トランジスタ１１２−２に関連付けられた回路において、２つの「寄生」デバイスが存在するということに留意されたい。２つの「寄生」デバイスは、ｎチャネルにわたる横方向ｎｐｎバイポーラトランジスタ、ドレイン（入力パッド１１０）と基板２１０（接地）との間、すなわち、ｎ型トランジスタ１１２−２のｎ＋領域とｐ基板との間のリバースダイオードを含む。
【０００４】
一部の既存のＣＭＯＳインターフェース回路において、ｎ型トランジスタ１１２−２に関連付けられた寄生バイポーラトランジスタは、いわゆる「スナップバック（ｓｎａｐｂａｃｋ）」機構を介して、ＥＳＤ保護を提供する。これは、電流３１０のグラフ３００を既存のトランジスタに対する電圧３１２の関数として提示する、図３において示されている。ＥＳＤイベントの間の２次効果（例えば、ｎゲートストラッピング）を無視することにより、スナップバック機構は、本質的に、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）におけるｎチャネルを十分にオンにし、そして、これが、電荷を接地に伝導することを可能にする。スナップバック機構は、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）のスナップバック電圧が、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）に関連付けられた寄生ダイオードのブレークダウン電圧ＶＣＥよりも小さい限りにおいて、ＥＳＤ保護を提供するということに留意されたい。
【０００５】
不都合なことに、デバイスのスケールが変更されることに伴い、ゲート酸化物の厚さおよびｐｎ接合部の幅は減少し、これは、ＥＳＤイベントが、ＩＣに損傷を与えたり、破壊したりするエネルギーを低減したり、電圧を低下させたりすることを可能にする。さらに、２５０ｎｍ以下の臨界的な寸法を有する技術に対して、寄生ダイオードのブレークダウン電圧は、スナップバック電圧よりも小さくなり、その結果、寄生リバースｐｎ接合部のブレークダウンを、ｎ型トランジスタに対するプライマリＥＳＤ保護デバイスに切り替えることは、しばしば十分ではない。
【０００６】
その結果、効果的なＥＳＤ保護を提供するために、ＩＣの入力パッド、出力パッド、電力パッドのまわりに、追加的な保護回路がしばしば追加される。例えば、典型的なインターフェース回路において、非寄生ダイオードが、ＥＳＤ保護のために追加される。これは、既存のインターフェース回路４００を示すブロック図を提示する、図４において示されている。典型的に、ダイオード４１０は、ＥＳＤイベントの間に発生し得る大電流に耐えることが可能でなければならない（ｎ型トランジスタにわたるダイオードは、シャントとして機能し、全電流を流出させるということに留意されたい）。しかしながら、既存のプロセスを用いることにより、結果として得られるダイオードは、ｎ型トランジスタ１１２−２と同程度のエリアを占有し得、これは、ＩＣのコストを著しく増大させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上述した問題を伴わない、例えばインターフェース回路等の回路をＥＳＤから保護するための回路および技術に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、入力パッド、制御ノードおよびトランジスタを含むインターフェース回路を提供し、これは３つの端子を有する。第１の端子は、入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、制御ノードに電気的に結合される。さらに、インターフェース回路は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含み、これは、入力パッドおよび制御ノードに電気的に結合されており、ＭＥＭＳスイッチは、トランジスタと並列である。ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、入力パッドおよび制御ノードを電気的に結合する。さらに、電圧がＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される場合、ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、入力パッドおよび制御ノードの電気結合を切断する。
【０００９】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、静電放電（ＥＳＤ）からトランジスタを保護するように構成されている。
【００１０】
一部の実施形態において、インターフェース回路は、電圧を提供するための制御ノードを含む。この制御回路は、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、電圧を提供する。さらに、制御回路は、チャージポンプを含み得る。この実施形態において、電圧は、インターフェース回路の供給電圧よりも大きいものであり得る。
【００１１】
一部の実施形態において、制御ノードは、接地または供給電圧を電気的に結合するように構成されている。
【００１２】
さらに、トランジスタは、ｎ型であり得る。
【００１３】
一部の実施形態において、インターフェース回路は、集積回路上に配置され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、少なくとも部分的に、集積回路の金属層に配置され得る。
【００１４】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む。この介在層は、５Ω／□（単位面積あたりのオーム）未満のシート抵抗を有し得る。さらに、介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有し得る。一部の実施形態意おいて、介在層は、グラファイト、サリサイドされた金属（ｓａｌｉｃｉｄｅｄ ｍｅｔａｌ）、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、および／または、ドープされたポリシリコンを含む。介在層は、ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触を防ぎ得るということに留意されたい。
【００１５】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、メンブレンスイッチアーキテクチャおよび／または片持ちスイッチアーキテクチャを含む。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、垂直構成、水平構成、または、それらの組み合わせを有し得る。垂直構成は、インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、水平構成は、インターフェース回路の平面内に実質的に整列させられるということに留意されたい。
【００１６】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられる。
【００１７】
別の実施形態は、インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
【００１８】
別の実施形態は、集積回路を提供する。
【００１９】
別の実施形態は、ＥＳＤから集積回路におけるトランジスタを保護する方法を提供する。この方法の間、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、トランジスタの２つの端子が、トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチを介して互いに電気的に結合され、閉じられたＭＥＭＳスイッチは、インターフェースにおける入力パッドを制御ノードに電気的に結合する。そして、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、ＭＥＭＳスイッチを開くためにＭＥＭＳスイッチに電圧が適用され、その結果、トランジスタの２つの端子の電気結合を切断し、入力パッドおよび制御ノードの電気結合を切断する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、既存のインターフェース回路を示すブロック図である。
【図２】図２は、既存のインターフェース回路における寄生効果を示すブロック図である。
【図３】図３は、既存のトランジスタに対する電圧の関数としての電流のグラフである。
【図４】図４は、既存のインターフェース回路を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従うインターフェース回路を示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施形態に従うマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施形態に従うＭＥＭＳスイッチを示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従う静電放電（ＥＳＤ）からインターフェース回路におけるトランジスタを保護するための方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従うシステムを示すブロック図である。
【００２１】
複数の図面を通して、同じ参照番号は、対応する部分を参照する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（詳細な説明）
以下の説明は、当業者が本発明を生産および使用することを可能にするために提示されており、そして、特定の用途およびその要件の文脈で提供されている。開示された実施形態に対する様々な改変は、当業者には明白であり得、本明細書中に定義されている一般的原理は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、その他の実施形態および用途に適用され得る。従って、本発明は、示されている実施形態に限定されるべきではなく、本明細書中に開示されている原理および特徴と整合する最も広い範囲に従うものであるべきである。
【００２３】
インターフェース回路、方法、インターフェース回路を含む集積回路（ＩＣ）、インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体の実施形態が、記載される。このインターフェース回路において、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチは、静電放電（ＥＳＤ）から、入力パッドおよび制御ノード（これは、供給電圧（Ｖｄｄ）または接地に対して結合され得る）に電気的に結合されたトランジスタを保護するために用いられ得る。特に、ＭＥＭＳスイッチは、トランジスタと並列の入力パッドおよび制御ノードに電気的に結合され得る。ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合（例えば、供給電圧が不在の場合に制御端子に適用される電圧が存在しない可能性がある場合、すなわち、供給電圧がインターフェース回路に適用されない場合）、ＭＥＭＳスイッチは、入力パッドおよび制御ノードを電気的に結合するために閉じられ得る。（従って、ＭＥＭＳスイッチのデフォルト状態は、入力パッドを接地に電気的に結合し、これは以後、「通常接地（ｎｏａｍａｌｌｙ ｇｒｏｕｎｄｅｄ）状態」と称される）。さらに、電圧が（例えば、制御回路によって）ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される場合、ＭＥＭＳスイッチは、入力パッドおよび制御ノードが電気的結合を切断されるように、開かれる。
【００２４】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む。この介在層は、ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触（ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）を防ぎ得る。
【００２５】
「通常接地」された構成を有するＭＥＭＳスイッチを用いることにより、すなわち、入力パッドおよび制御ノード（例えば、接地、供給電圧、または、それらの両方）を電気的に結合することにより、インターフェース回路は、ＥＳＤから保護され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、ダイオードと比較して、改善されたＥＳＤ保護能力を与え得、そして、ＩＣにおいて著しく小さい面積を占有し得、その結果、信頼性を改善し、そして、コストを低減し得る。
【００２６】
以下の議論において、可逆、仮想シャントを接地に提供するＭＥＭＳスイッチは、ＩＣにおけるＥＳＤ保護の具体例として用いられる。しかしながら、様々な機械的スイッチが、インターフェース回路において用いられたり、または、ナノ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むインターフェース回路を含むＩＣ上に配置されたりし得る。
【００２７】
以下、回路が機能していない場合（例えば、供給電圧および／または接地が回路に電気的に結合されており、回路が電力投入された後にこの接続を切る場合）に、通常接地構成を有するＭＥＭＳスイッチを含む回路の実施形態を記載する。これは、インターフェース回路５００を示すブロック図を提示する、図５において示されている。
【００２８】
この回路において、ＭＥＭＳスイッチ５１０−２は、ｎ型トランジスタ１１２−２のドレイン端子およびソース端子をシャントし得、オプションのＭＥＭＳスイッチ５１０−１は、ｐ型トランジスタ１１２−１のソース端子およびドレイン端子をシャントし得る。ＥＳＤイベントが発生する場合、電流サージは、ＭＥＭＳスイッチ５１０−２を介する接地への直結した低抵抗の経路を有し、ｎ型トランジスタ１１２−２は、保護される。（同様に、ＭＥＭＳスイッチ５１０−１は、ｐ型トランジスタ１１２−１を保護し得る）。さらに、（制御回路５１４によって提供される）電圧５１２がＭＥＭＳスイッチ５１０のいずれかに適用される場合、これらのスイッチのうちのいずれかの状態が開かれるように変化する場合に、対応するシャントが切断される。例えば、初期電力投入の間（インターフェース回路５００を含むＩＣが、最初に、供給電圧および／または接地に電気的に接続される場合）、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、電圧５１２を適用することにより、開位置に移動させられ、その結果、インターフェース回路５００の通常動作を可能にする。
【００２９】
ＭＥＭＳスイッチ５１０の状態は、１回、数回、または、インターフェース回路５００に対する電力がオフにされる場合に常に、閉から開に変化させられ得ることに留意されたい。従って、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、インターフェース回路５００に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられ得る。例えば、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、電圧５１２が不在の場合に閉じられ得る。しかしながら、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、２つの安定位置（開および閉）を有し得、電圧５１２は、状態を（例えば開に）変化させる間にのみ必要とされ得る。
【００３０】
一部の実施形態において、電圧５１２は、インターフェース回路５００に対する供給電圧以下である。しかしながら、一部の実施形態において、電圧５１２は、供給電圧以上であり得る。例えば、電圧５１２は、７Ｖまたは１０Ｖであり得、供給電圧は、５Ｖ以下であり得る。その結果、一部の実施形態において、制御回路５１４は、オプションのチャージポンプ５１６を含む。
【００３１】
ＭＥＭＳスイッチのデフォルト状態または閉状態は、ＭＥＭＳスイッチ６００を示すブロック図を提示する、図６Ａにおいて示されている。特に、このＭＥＭＳスイッチは、介在層６１４によって分離された２つの金属アーム６１２を含む。（介在層は、アーム６１２のうちの一方または両方に含まれ得るということに留意されたい）。
【００３２】
介在層６１４は、ＭＥＭＳスイッチ６００が閉じられている場合に、金属間接触を防ぎ得、これは、アーム６１２−１が入力パッドに電気的に結合され、アーム６１２−２が供給電圧または接地に電気的に結合される場合に、ＭＥＭＳスイッチ６００が、例えば電圧５１２（図５）等の電圧を適用することにより開かれ、端子６１０を制御することを可能にする。これは、ＭＥＭＳスイッチ６５０を示すブロック図を提示する、図６Ｂにおいて示されている。
【００３３】
介在層６１４は、低い（しかし有限の）抵抗を有する、すなわち、金属よりも高いシート抵抗を有する（ＥＳＤ電流を搬送するための十分な）優れた導体であり得る。例えば、介在層は、５Ω／□（単位面積あたりのオーム）未満のシート抵抗を有し得る。さらに、介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有し得る。一部の実施形態において、介在層は、グラファイト、サリサイドされた金属（ｓａｌｉｃｉｄｅｄ ｍｅｔａｌ）、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、および／または、ドープされたポリシリコンを含む。介在層６１４は、原子層堆積および／または化学気相堆積を用いて製造され得るということに留意されたい。
【００３４】
一部の実施形態において、スイッチ６５０は、アーム６１２上の金属接触（例えば銅）を含む。これらの金属接触は、金属接触のうちの１つに配置された導電性の介在層（例えば介在層６１４）によって分離され得る。さらに、この介在層は、その他の金属接触に対して「付着しない（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ）」ものであり得る。例えば、介在層は、導電性の窒化チタンフィルムの上部に堆積されたグラファイトであり得る。グラファイト層は、導電性の窒化チタンフィルムに付着または接着し得るが、その他の（銅であり得るか、または、銅を含み得る）金属接触に付着または接着してはならないということに留意されたい。
【００３５】
図６Ａおよび６Ｂは、片持ちスイッチ（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ−ｓｗｉｔｃｈ）アーキテクチャを示しているが、その他の実施形態において、メンブレンスイッチアークテクチャが用いられる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、垂直構成、水平構成、または、これらの組み合わせを有し得る。垂直構成は、インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、水平構成は、インターフェース回路の平面内に実質的に整列させられるということに留意されたい。
【００３６】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、少なくとも部分的に、ＩＣの１つ以上の金属層に配置され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、様々な技術を用いて製造され得、そのような技術は、例えば、当業者によって公知な、ネガティブプロセス（このプロセスにおいて、例えば犠牲層等の金属は、除去される）またはポジティブプロセス（このプロセスにおいて、金属は追加される）等である。しかしながら、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、インターフェース回路を含むＩＣとは異なるプロセスを用いて製造され得るか、または、インターフェース回路を含むＩＣとは異なる製造設備において製造され得る。従って、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、例えば、フリップチップパッケージおよび／または可撓性ケーブルを用いて、ＩＣに電気的に結合され得る。
【００３７】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、状態を変化させるために必要な電圧５１２（図５）のまわりの狭い範囲の電圧（例えば、数ボルト）を提供するように設計される。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、減衰挙動（状態が変化する場合）、アーチング（ａｒｃｉｎｇ）、および／または、吸着を制御するように設計され得る。例えば、アーム６１２のうちの一方または両方の表面は、ネガティブプロセスまたはポジティブプロセスを用いて、粗くされ得る。
【００３８】
通常接地構成を有するＭＥＭＳスイッチに基づくＥＳＤ保護は、いくつかの利点を与える。特に、ダイオードベースの解決策と比較して、面積のコストが低減される。例えば、典型的な片持ちＭＥＭＳスイッチは、１×０．２μｍ２の面積を占有する。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、活性面積の代わりに、相互接続層上に構成され得る。従って、ＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路のｎ型トランジスタと重複し得、その結果、著しい面積の節約をもたらし得る。
【００３９】
さらに、ＭＥＭＳスイッチは、回路がＥＳＤに対して脆弱な場合に（例えばデバイスにおける据付けの前に、または、供給電圧および／または接地が切断される場合に）通常接地されるので、これは、ＥＳＤの瞬間的な放電を提供する。
【００４０】
さらに、ＥＳＤ誘起電流を放電する場合に、入力パッドと接地（または供給電圧）との間の金属「ショート」が理由で、ＭＥＭＳスイッチは、ダイオードよりも遥かに高いＥＳＤ電圧に耐えることが可能であり得る。
【００４１】
一部の実施形態において、インターフェース回路５００（図５）、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）およびＭＥＭＳスイッチ６５０は、より少ないコンポーネントまたは追加的なコンポーネントを含む。さらに、２つ以上のコンポーネントが、単一のコンポーネントに組み合わされ得、および／または、１つ以上のコンポーネントの位置が変更させられ得る。
【００４２】
以下、ＥＳＤからインターフェース回路におけるトランジスタを保護する方法の実施形態を記載する。図７は、ＥＳＤからインターフェース回路におけるトランジスタを保護する方法７００を示すフローチャートを提示する。この方法の間、トランジスタの２つの端子は、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチを介して互いに電気的に結合され（７１０）、閉じられたＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路における入力パッドを制御ノードに電気的に接続する。そして、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、ＭＥＭＳスイッチを開くために電圧がＭＥＭＳスイッチに適用され、その結果、トランジスタの２つの端子の電気的結合を切断し、入力パッドおよび制御ノードの電気的結合を切断する（７１２）。
【００４３】
方法７００の一部の実施形態において、追加的なオペレーションまたはより少ないオペレーションが存在し得る。さらに、オペレーションの順序は変更させられ得、および／または、２つ以上のオペレーションが、単一のオペレーションに組み合わされ得る。
【００４４】
本明細書中に記載されているデバイスまたは回路は、当該技術分野において利用可能なコンピュータ支援設計ツールを用いて実装され得、このような回路のソフトウェア記述を含むコンピュータ読み取り可能な媒体によって具現化され得る。これらのソフトウェア記述は、挙動記述、抵抗転送記述、論理コンポーネント記述、トランジスタ記述およびレイアウトの幾何学レベル記述であり得る。さらに、ソフトウェア記述は、格納媒体に格納され得るか、または、搬送波によって通信され得る。
【００４５】
このような記述が実装されるデータフォーマットは、例えばＣ等の挙動言語をサポートするフォーマット、例えばＶｅｒｉｌｏｇおよびＶＨＤＬ等の抵抗転送レベル（ＲＴＬ）言語をサポートするフォーマット、幾何学技術言語（ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、ＭＥＢＥＳ等）をサポートするフィーマット、および、その他の適切なフォーマットおよび言語を含むが、これらには限定されない。さらに、機械読み取り可能な媒体上でのこのようなファイルのデータ転送は、インターネット上の種々の媒体の上で、または、例えばｅメールを介して、電気的に行われ得る。例えば４ｍｍ磁気テープ、８ｍｍ磁気テープ、３−１／２インチフロッピー（登録商標）媒体、ＣＤ、ＤＶＤ等のように、物理的ファイルが、機械読み取り可能な媒体上に実装され得るということに留意されたい。
【００４６】
図８は、例えばコンピュータ読み取り可能なファイル等を格納するシステム８００の実施形態を示すブロック図を提示する。このシステムは、高速ランダムアクセスメモリおよび／または不揮発性メモリ、例えば、少なくとも１つのデータプロセッサまたは中央処理ユニット（ＣＰＵ）８１０、メモリ８２４、これらのコンポーネントを別のコンポーネントに結合するための１つ以上のワイヤまたは通信バス８２２を含み得る。メモリ８２４は、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、１つ以上のスマートカード、１つ以上の磁気ディスク格納デバイス、および／または、１つ以上の光学的格納デバイス等を含み得る。
【００４７】
メモリ８２４は、回路コンパイラ８２６および回路記述８２８を格納し得る。回路記述８２８は、図５、６Ａ、６Ｂに関して上述した回路の記述または回路のサブセットを含み得る。特に、回路記述８２８は、１つ以上のインターフェース回路８３０、１つ以上のトランジスタ８３２、１つ以上のＭＥＭＳスイッチ８３４、１つ以上の制御ロジック８３６、および／または、１つ以上の光学的チャージポンプ８３８の回路記述を含み得る。
【００４８】
一部の実施形態において、システム８００は、より少ないコンポーネントまたは追加的なコンポーネントを含む。さらに、２つ以上のコンポーネントが、単一のコンポーネントに組み合わされ得、および／または、１つ以上のコンポーネントの位置が変更させられ得る。
【００４９】
上述の実施形態は、具体例としてのインターフェース回路を用いたが、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、無数の用途において用いられ得る様々な回路、電子デバイス、ＩＣに対するＥＳＤ保護を提供するために用いられ得る。
【００５０】
本発明の実施形態の上述した記載は、例示および記載のみを目的として提示された。これらは、排他的であること、または、本発明を開示された形式に限定することを意図されていない。従って、多くの改変および変形が、当業者には明白であり得る。従って、上述した開示は、本発明を限定することを意図されていない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、回路に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、静電放電から回路を保護する方法および回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術）
多くの集積回路（ＩＣ）に対する主要な信頼性問題は、静電放電（ＥＳＤ）である。ＥＳＤイベントの間、大量の電荷が、比較的短時間において、１つのオブジェクト（例えば、人間、伝送ラインまたは金属片）から別のオブジェクト（例えば、ＩＣ）に転送され、この結果、ＩＣに対する著しい損傷を引き起こし得るピーク電流をもたらす。例えば、ＥＳＤ損傷は、ゲート酸化物のブレークダウン、ゲート酸化物におけるボイド形成、および／または、相互接続の融解および蒸発を含む。ＥＳＤイベントに対するＩＣの復元性を試験するために用いられる一般的なモデルは、人体モデルであり、人体モデルにおいては、試験下のＩＣは、立ち上がり時間１０〜３０ｎｓで１．３Ａのピーク電流に耐えなければならない。別の広く用いられているＥＳＤ要件は、ＩＣが任意のピン上で２０００Ｖに耐えるという能力である。
【０００３】
図１は、例えば入力／出力回路等の既存のインターフェース回路１００を示すブロック図である。この回路において、ＥＳＤは、入力パッド１１０を介して放出され得る。このようなイベントは、トランジスタ１１２の一方または両方に損傷を与え得るが、ｎ型プルダウントランジスタ１１２−２は、典型的には、ＥＳＤに対してより敏感である。このトランジスタは、既存のインターフェース回路２００における寄生効果（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）を示すブロック図を提示する、図２においてさらに記載される。ｎ型トランジスタ１１２−２に関連付けられた回路において、２つの「寄生」デバイスが存在するということに留意されたい。２つの「寄生」デバイスは、ｎチャネルにわたる横方向ｎｐｎバイポーラトランジスタ、ドレイン（入力パッド１１０）と基板２１０（接地）との間、すなわち、ｎ型トランジスタ１１２−２のｎ＋領域とｐ基板との間のリバースダイオードを含む。
【０００４】
一部の既存のＣＭＯＳインターフェース回路において、ｎ型トランジスタ１１２−２に関連付けられた寄生バイポーラトランジスタは、いわゆる「スナップバック（ｓｎａｐｂａｃｋ）」機構を介して、ＥＳＤ保護を提供する。これは、電流３１０のグラフ３００を既存のトランジスタに対する電圧３１２の関数として提示する、図３において示されている。ＥＳＤイベントの間の２次効果（例えば、ｎゲートストラッピング）を無視することにより、スナップバック機構は、本質的に、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）におけるｎチャネルを十分にオンにし、そして、これが、電荷を接地に伝導することを可能にする。スナップバック機構は、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）のスナップバック電圧が、ｎ型トランジスタ１１２−２（図２）に関連付けられた寄生ダイオードのブレークダウン電圧ＶＣＥよりも小さい限りにおいて、ＥＳＤ保護を提供するということに留意されたい。
【０００５】
不都合なことに、デバイスのスケールが変更されることに伴い、ゲート酸化物の厚さおよびｐｎ接合部の幅は減少し、これは、ＥＳＤイベントが、ＩＣに損傷を与えたり、破壊したりするエネルギーを低減したり、電圧を低下させたりすることを可能にする。さらに、２５０ｎｍ以下の臨界的な寸法を有する技術に対して、寄生ダイオードのブレークダウン電圧は、スナップバック電圧よりも小さくなり、その結果、寄生リバースｐｎ接合部のブレークダウンを、ｎ型トランジスタに対するプライマリＥＳＤ保護デバイスに切り替えることは、しばしば十分ではない。
【０００６】
その結果、効果的なＥＳＤ保護を提供するために、ＩＣの入力パッド、出力パッド、電力パッドのまわりに、追加的な保護回路がしばしば追加される。例えば、典型的なインターフェース回路において、非寄生ダイオードが、ＥＳＤ保護のために追加される。これは、既存のインターフェース回路４００を示すブロック図を提示する、図４において示されている。典型的に、ダイオード４１０は、ＥＳＤイベントの間に発生し得る大電流に耐えることが可能でなければならない（ｎ型トランジスタにわたるダイオードは、シャントとして機能し、全電流を流出させるということに留意されたい）。しかしながら、既存のプロセスを用いることにより、結果として得られるダイオードは、ｎ型トランジスタ１１２−２と同程度のエリアを占有し得、これは、ＩＣのコストを著しく増大させ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上述した問題を伴わない、例えばインターフェース回路等の回路をＥＳＤから保護するための回路および技術に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、入力パッド、制御ノードおよびトランジスタを含むインターフェース回路を提供し、これは３つの端子を有する。第１の端子は、入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、制御ノードに電気的に結合される。さらに、インターフェース回路は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含み、これは、入力パッドおよび制御ノードに電気的に結合されており、ＭＥＭＳスイッチは、トランジスタと並列である。ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、入力パッドおよび制御ノードを電気的に結合する。さらに、電圧がＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される場合、ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、入力パッドおよび制御ノードの電気結合を切断する。
【０００９】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、静電放電（ＥＳＤ）からトランジスタを保護するように構成されている。
【００１０】
一部の実施形態において、インターフェース回路は、電圧を提供するための制御ノードを含む。この制御回路は、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、電圧を提供する。さらに、制御回路は、チャージポンプを含み得る。この実施形態において、電圧は、インターフェース回路の供給電圧よりも大きいものであり得る。
【００１１】
一部の実施形態において、制御ノードは、接地または供給電圧を電気的に結合するように構成されている。
【００１２】
さらに、トランジスタは、ｎ型であり得る。
【００１３】
一部の実施形態において、インターフェース回路は、集積回路上に配置され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、少なくとも部分的に、集積回路の金属層に配置され得る。
【００１４】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む。この介在層は、５Ω／□（単位面積あたりのオーム）未満のシート抵抗を有し得る。さらに、介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有し得る。一部の実施形態意おいて、介在層は、グラファイト、サリサイドされた金属（ｓａｌｉｃｉｄｅｄ ｍｅｔａｌ）、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、および／または、ドープされたポリシリコンを含む。介在層は、ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触を防ぎ得るということに留意されたい。
【００１５】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、メンブレンスイッチアーキテクチャおよび／または片持ちスイッチアーキテクチャを含む。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、垂直構成、水平構成、または、それらの組み合わせを有し得る。垂直構成は、インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、水平構成は、インターフェース回路の平面内に実質的に整列させられるということに留意されたい。
【００１６】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられる。
【００１７】
別の実施形態は、インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
【００１８】
別の実施形態は、集積回路を提供する。
【００１９】
別の実施形態は、ＥＳＤから集積回路におけるトランジスタを保護する方法を提供する。この方法の間、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、トランジスタの２つの端子が、トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチを介して互いに電気的に結合され、閉じられたＭＥＭＳスイッチは、インターフェースにおける入力パッドを制御ノードに電気的に結合する。そして、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、ＭＥＭＳスイッチを開くためにＭＥＭＳスイッチに電圧が適用され、その結果、トランジスタの２つの端子の電気結合を切断し、入力パッドおよび制御ノードの電気結合を切断する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、既存のインターフェース回路を示すブロック図である。
【図２】図２は、既存のインターフェース回路における寄生効果を示すブロック図である。
【図３】図３は、既存のトランジスタに対する電圧の関数としての電流のグラフである。
【図４】図４は、既存のインターフェース回路を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従うインターフェース回路を示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施形態に従うマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施形態に従うＭＥＭＳスイッチを示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従う静電放電（ＥＳＤ）からインターフェース回路におけるトランジスタを保護するための方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従うシステムを示すブロック図である。
【００２１】
複数の図面を通して、同じ参照番号は、対応する部分を参照する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（詳細な説明）
以下の説明は、当業者が本発明を生産および使用することを可能にするために提示されており、そして、特定の用途およびその要件の文脈で提供されている。開示された実施形態に対する様々な改変は、当業者には明白であり得、本明細書中に定義されている一般的原理は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、その他の実施形態および用途に適用され得る。従って、本発明は、示されている実施形態に限定されるべきではなく、本明細書中に開示されている原理および特徴と整合する最も広い範囲に従うものであるべきである。
【００２３】
インターフェース回路、方法、インターフェース回路を含む集積回路（ＩＣ）、インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体の実施形態が、記載される。このインターフェース回路において、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチは、静電放電（ＥＳＤ）から、入力パッドおよび制御ノード（これは、供給電圧（Ｖｄｄ）または接地に対して結合され得る）に電気的に結合されたトランジスタを保護するために用いられ得る。特に、ＭＥＭＳスイッチは、トランジスタと並列の入力パッドおよび制御ノードに電気的に結合され得る。ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合（例えば、供給電圧が不在の場合に制御端子に適用される電圧が存在しない可能性がある場合、すなわち、供給電圧がインターフェース回路に適用されない場合）、ＭＥＭＳスイッチは、入力パッドおよび制御ノードを電気的に結合するために閉じられ得る。（従って、ＭＥＭＳスイッチのデフォルト状態は、入力パッドを接地に電気的に結合し、これは以後、「通常接地（ｎｏａｍａｌｌｙ ｇｒｏｕｎｄｅｄ）状態」と称される）。さらに、電圧が（例えば、制御回路によって）ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される場合、ＭＥＭＳスイッチは、入力パッドおよび制御ノードが電気的結合を切断されるように、開かれる。
【００２４】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む。この介在層は、ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触（ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）を防ぎ得る。
【００２５】
「通常接地」された構成を有するＭＥＭＳスイッチを用いることにより、すなわち、入力パッドおよび制御ノード（例えば、接地、供給電圧、または、それらの両方）を電気的に結合することにより、インターフェース回路は、ＥＳＤから保護され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、ダイオードと比較して、改善されたＥＳＤ保護能力を与え得、そして、ＩＣにおいて著しく小さい面積を占有し得、その結果、信頼性を改善し、そして、コストを低減し得る。
【００２６】
以下の議論において、可逆、仮想シャントを接地に提供するＭＥＭＳスイッチは、ＩＣにおけるＥＳＤ保護の具体例として用いられる。しかしながら、様々な機械的スイッチが、インターフェース回路において用いられたり、または、ナノ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むインターフェース回路を含むＩＣ上に配置されたりし得る。
【００２７】
以下、回路が機能していない場合（例えば、供給電圧および／または接地が回路に電気的に結合されており、回路が電力投入された後にこの接続を切る場合）に、通常接地構成を有するＭＥＭＳスイッチを含む回路の実施形態を記載する。これは、インターフェース回路５００を示すブロック図を提示する、図５において示されている。
【００２８】
この回路において、ＭＥＭＳスイッチ５１０−２は、ｎ型トランジスタ１１２−２のドレイン端子およびソース端子をシャントし得、オプションのＭＥＭＳスイッチ５１０−１は、ｐ型トランジスタ１１２−１のソース端子およびドレイン端子をシャントし得る。ＥＳＤイベントが発生する場合、電流サージは、ＭＥＭＳスイッチ５１０−２を介する接地への直結した低抵抗の経路を有し、ｎ型トランジスタ１１２−２は、保護される。（同様に、ＭＥＭＳスイッチ５１０−１は、ｐ型トランジスタ１１２−１を保護し得る）。さらに、（制御回路５１４によって提供される）電圧５１２がＭＥＭＳスイッチ５１０のいずれかに適用される場合、これらのスイッチのうちのいずれかの状態が開かれるように変化する場合に、対応するシャントが切断される。例えば、初期電力投入の間（インターフェース回路５００を含むＩＣが、最初に、供給電圧および／または接地に電気的に接続される場合）、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、電圧５１２を適用することにより、開位置に移動させられ、その結果、インターフェース回路５００の通常動作を可能にする。
【００２９】
ＭＥＭＳスイッチ５１０の状態は、１回、数回、または、インターフェース回路５００に対する電力がオフにされる場合に常に、閉から開に変化させられ得ることに留意されたい。従って、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、インターフェース回路５００に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられ得る。例えば、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、電圧５１２が不在の場合に閉じられ得る。しかしながら、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ５１０は、２つの安定位置（開および閉）を有し得、電圧５１２は、状態を（例えば開に）変化させる間にのみ必要とされ得る。
【００３０】
一部の実施形態において、電圧５１２は、インターフェース回路５００に対する供給電圧以下である。しかしながら、一部の実施形態において、電圧５１２は、供給電圧以上であり得る。例えば、電圧５１２は、７Ｖまたは１０Ｖであり得、供給電圧は、５Ｖ以下であり得る。その結果、一部の実施形態において、制御回路５１４は、オプションのチャージポンプ５１６を含む。
【００３１】
ＭＥＭＳスイッチのデフォルト状態または閉状態は、ＭＥＭＳスイッチ６００を示すブロック図を提示する、図６Ａにおいて示されている。特に、このＭＥＭＳスイッチは、介在層６１４によって分離された２つの金属アーム６１２を含む。（介在層は、アーム６１２のうちの一方または両方に含まれ得るということに留意されたい）。
【００３２】
介在層６１４は、ＭＥＭＳスイッチ６００が閉じられている場合に、金属間接触を防ぎ得、これは、アーム６１２−１が入力パッドに電気的に結合され、アーム６１２−２が供給電圧または接地に電気的に結合される場合に、ＭＥＭＳスイッチ６００が、例えば電圧５１２（図５）等の電圧を適用することにより開かれ、端子６１０を制御することを可能にする。これは、ＭＥＭＳスイッチ６５０を示すブロック図を提示する、図６Ｂにおいて示されている。
【００３３】
介在層６１４は、低い（しかし有限の）抵抗を有する、すなわち、金属よりも高いシート抵抗を有する（ＥＳＤ電流を搬送するための十分な）優れた導体であり得る。例えば、介在層は、５Ω／□（単位面積あたりのオーム）未満のシート抵抗を有し得る。さらに、介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有し得る。一部の実施形態において、介在層は、グラファイト、サリサイドされた金属（ｓａｌｉｃｉｄｅｄ ｍｅｔａｌ）、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、および／または、ドープされたポリシリコンを含む。介在層６１４は、原子層堆積および／または化学気相堆積を用いて製造され得るということに留意されたい。
【００３４】
一部の実施形態において、スイッチ６５０は、アーム６１２上の金属接触（例えば銅）を含む。これらの金属接触は、金属接触のうちの１つに配置された導電性の介在層（例えば介在層６１４）によって分離され得る。さらに、この介在層は、その他の金属接触に対して「付着しない（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ）」ものであり得る。例えば、介在層は、導電性の窒化チタンフィルムの上部に堆積されたグラファイトであり得る。グラファイト層は、導電性の窒化チタンフィルムに付着または接着し得るが、その他の（銅であり得るか、または、銅を含み得る）金属接触に付着または接着してはならないということに留意されたい。
【００３５】
図６Ａおよび６Ｂは、片持ちスイッチ（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ−ｓｗｉｔｃｈ）アーキテクチャを示しているが、その他の実施形態において、メンブレンスイッチアークテクチャが用いられる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、垂直構成、水平構成、または、これらの組み合わせを有し得る。垂直構成は、インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、水平構成は、インターフェース回路の平面内に実質的に整列させられるということに留意されたい。
【００３６】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、少なくとも部分的に、ＩＣの１つ以上の金属層に配置され得る。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、様々な技術を用いて製造され得、そのような技術は、例えば、当業者によって公知な、ネガティブプロセス（このプロセスにおいて、例えば犠牲層等の金属は、除去される）またはポジティブプロセス（このプロセスにおいて、金属は追加される）等である。しかしながら、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、インターフェース回路を含むＩＣとは異なるプロセスを用いて製造され得るか、または、インターフェース回路を含むＩＣとは異なる製造設備において製造され得る。従って、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、例えば、フリップチップパッケージおよび／または可撓性ケーブルを用いて、ＩＣに電気的に結合され得る。
【００３７】
一部の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、状態を変化させるために必要な電圧５１２（図５）のまわりの狭い範囲の電圧（例えば、数ボルト）を提供するように設計される。さらに、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）および６５０は、減衰挙動（状態が変化する場合）、アーチング（ａｒｃｉｎｇ）、および／または、吸着を制御するように設計され得る。例えば、アーム６１２のうちの一方または両方の表面は、ネガティブプロセスまたはポジティブプロセスを用いて、粗くされ得る。
【００３８】
通常接地構成を有するＭＥＭＳスイッチに基づくＥＳＤ保護は、いくつかの利点を与える。特に、ダイオードベースの解決策と比較して、面積のコストが低減される。例えば、典型的な片持ちＭＥＭＳスイッチは、１×０．２μｍ２の面積を占有する。さらに、ＭＥＭＳスイッチは、活性面積の代わりに、相互接続層上に構成され得る。従って、ＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路のｎ型トランジスタと重複し得、その結果、著しい面積の節約をもたらし得る。
【００３９】
さらに、ＭＥＭＳスイッチは、回路がＥＳＤに対して脆弱な場合に（例えばデバイスにおける据付けの前に、または、供給電圧および／または接地が切断される場合に）通常接地されるので、これは、ＥＳＤの瞬間的な放電を提供する。
【００４０】
さらに、ＥＳＤ誘起電流を放電する場合に、入力パッドと接地（または供給電圧）との間の金属「ショート」が理由で、ＭＥＭＳスイッチは、ダイオードよりも遥かに高いＥＳＤ電圧に耐えることが可能であり得る。
【００４１】
一部の実施形態において、インターフェース回路５００（図５）、ＭＥＭＳスイッチ６００（図６Ａ）およびＭＥＭＳスイッチ６５０は、より少ないコンポーネントまたは追加的なコンポーネントを含む。さらに、２つ以上のコンポーネントが、単一のコンポーネントに組み合わされ得、および／または、１つ以上のコンポーネントの位置が変更させられ得る。
【００４２】
以下、ＥＳＤからインターフェース回路におけるトランジスタを保護する方法の実施形態を記載する。図７は、ＥＳＤからインターフェース回路におけるトランジスタを保護する方法７００を示すフローチャートを提示する。この方法の間、トランジスタの２つの端子は、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、トランジスタと並列のＭＥＭＳスイッチを介して互いに電気的に結合され（７１０）、閉じられたＭＥＭＳスイッチは、インターフェース回路における入力パッドを制御ノードに電気的に接続する。そして、供給電圧がインターフェース回路に提供された場合に、ＭＥＭＳスイッチを開くために電圧がＭＥＭＳスイッチに適用され、その結果、トランジスタの２つの端子の電気的結合を切断し、入力パッドおよび制御ノードの電気的結合を切断する（７１２）。
【００４３】
方法７００の一部の実施形態において、追加的なオペレーションまたはより少ないオペレーションが存在し得る。さらに、オペレーションの順序は変更させられ得、および／または、２つ以上のオペレーションが、単一のオペレーションに組み合わされ得る。
【００４４】
本明細書中に記載されているデバイスまたは回路は、当該技術分野において利用可能なコンピュータ支援設計ツールを用いて実装され得、このような回路のソフトウェア記述を含むコンピュータ読み取り可能な媒体によって具現化され得る。これらのソフトウェア記述は、挙動記述、抵抗転送記述、論理コンポーネント記述、トランジスタ記述およびレイアウトの幾何学レベル記述であり得る。さらに、ソフトウェア記述は、格納媒体に格納され得るか、または、搬送波によって通信され得る。
【００４５】
このような記述が実装されるデータフォーマットは、例えばＣ等の挙動言語をサポートするフォーマット、例えばＶｅｒｉｌｏｇおよびＶＨＤＬ等の抵抗転送レベル（ＲＴＬ）言語をサポートするフォーマット、幾何学技術言語（ＧＤＳＩＩ、ＧＤＳＩＩＩ、ＧＤＳＩＶ、ＣＩＦ、ＭＥＢＥＳ等）をサポートするフィーマット、および、その他の適切なフォーマットおよび言語を含むが、これらには限定されない。さらに、機械読み取り可能な媒体上でのこのようなファイルのデータ転送は、インターネット上の種々の媒体の上で、または、例えばｅメールを介して、電気的に行われ得る。例えば４ｍｍ磁気テープ、８ｍｍ磁気テープ、３−１／２インチフロッピー（登録商標）媒体、ＣＤ、ＤＶＤ等のように、物理的ファイルが、機械読み取り可能な媒体上に実装され得るということに留意されたい。
【００４６】
図８は、例えばコンピュータ読み取り可能なファイル等を格納するシステム８００の実施形態を示すブロック図を提示する。このシステムは、高速ランダムアクセスメモリおよび／または不揮発性メモリ、例えば、少なくとも１つのデータプロセッサまたは中央処理ユニット（ＣＰＵ）８１０、メモリ８２４、これらのコンポーネントを別のコンポーネントに結合するための１つ以上のワイヤまたは通信バス８２２を含み得る。メモリ８２４は、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、１つ以上のスマートカード、１つ以上の磁気ディスク格納デバイス、および／または、１つ以上の光学的格納デバイス等を含み得る。
【００４７】
メモリ８２４は、回路コンパイラ８２６および回路記述８２８を格納し得る。回路記述８２８は、図５、６Ａ、６Ｂに関して上述した回路の記述または回路のサブセットを含み得る。特に、回路記述８２８は、１つ以上のインターフェース回路８３０、１つ以上のトランジスタ８３２、１つ以上のＭＥＭＳスイッチ８３４、１つ以上の制御ロジック８３６、および／または、１つ以上の光学的チャージポンプ８３８の回路記述を含み得る。
【００４８】
一部の実施形態において、システム８００は、より少ないコンポーネントまたは追加的なコンポーネントを含む。さらに、２つ以上のコンポーネントが、単一のコンポーネントに組み合わされ得、および／または、１つ以上のコンポーネントの位置が変更させられ得る。
【００４９】
上述の実施形態は、具体例としてのインターフェース回路を用いたが、その他の実施形態において、ＭＥＭＳスイッチは、無数の用途において用いられ得る様々な回路、電子デバイス、ＩＣに対するＥＳＤ保護を提供するために用いられ得る。
【００５０】
本発明の実施形態の上述した記載は、例示および記載のみを目的として提示された。これらは、排他的であること、または、本発明を開示された形式に限定することを意図されていない。従って、多くの改変および変形が、当業者には明白であり得る。従って、上述した開示は、本発明を限定することを意図されていない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェース回路であって、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、インターフェース回路。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳスイッチは、静電放電（ＥＳＤ）から前記トランジスタを保護するように構成される、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項３】
前記電圧を提供する制御回路をさらに含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項４】
前記制御回路は、供給電圧が前記インテーフェース回路に提供された場合に、前記電圧を提供する、請求項３に記載のインターフェース回路。
【請求項５】
前記制御回路は、チャージポンプを含む、請求項３に記載のインターフェース回路。
【請求項６】
前記電圧は、前記インターフェース回路の供給電圧よりも大きい、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項７】
前記制御ノードは、接地または供給電圧に電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項８】
前記トランジスタは、ｎ型である、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項９】
前記インターフェース回路は、集積回路上に配置される、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳスイッチは、少なくとも部分的に、前記集積回路の金属層に配置される、請求項９に記載のインターフェース回路。
【請求項１１】
前記ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１２】
前記介在層は、５Ω／□未満のシート抵抗を有する、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１３】
前記介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有する、請求項１２に記載のインターフェース回路。
【請求項１４】
前記介在層は、前記ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触を防ぐ、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１５】
前記介在層は、サリサイドされた金属を含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１６】
前記介在層は、グラファイトを含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１７】
前記介在層は、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、または、ドープされたポリシリコンを含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳスイッチは、メンブレンスイッチアーキテクチャまたは片持ちスイッチアーキテクチャを含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１９】
前記ＭＥＭＳスイッチは、垂直構成または水平構成を有し、該垂直構成は、前記インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、該水平構成は、該インターフェース回路の該平面内に実質的に整列させられる、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳスイッチは、前記インターフェース回路に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられる、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項２１】
インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体であって、該インターフェース回路は、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、媒体。
【請求項２２】
集積回路であって、
インターフェース回路
を含み、該インターフェース回路は、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、集積回路。
【請求項２３】
静電放電（ＥＳＤ）から集積回路におけるトランジスタを保護する方法であって、
該トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、該トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチを介して、該トランジスタの２つの端子を互いに電気的に結合することであって、該閉じられたＭＥＭＳスイッチは、該インターフェース回路における入力パッドを制御ノードに電気的に結合する、ことと、
供給電圧が該インターフェース回路に提供される場合に、該ＭＥＭＳスイッチを開くために該ＭＥＭＳスイッチに電圧を適用し、その結果、該トランジスタの該２つの端子の電気的結合を切断し、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断することと
を含む、方法。
【請求項１】
インターフェース回路であって、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、インターフェース回路。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳスイッチは、静電放電（ＥＳＤ）から前記トランジスタを保護するように構成される、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項３】
前記電圧を提供する制御回路をさらに含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項４】
前記制御回路は、供給電圧が前記インテーフェース回路に提供された場合に、前記電圧を提供する、請求項３に記載のインターフェース回路。
【請求項５】
前記制御回路は、チャージポンプを含む、請求項３に記載のインターフェース回路。
【請求項６】
前記電圧は、前記インターフェース回路の供給電圧よりも大きい、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項７】
前記制御ノードは、接地または供給電圧に電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項８】
前記トランジスタは、ｎ型である、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項９】
前記インターフェース回路は、集積回路上に配置される、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳスイッチは、少なくとも部分的に、前記集積回路の金属層に配置される、請求項９に記載のインターフェース回路。
【請求項１１】
前記ＭＥＭＳスイッチは、介在層によって分離された２つの金属接触を含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１２】
前記介在層は、５Ω／□未満のシート抵抗を有する、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１３】
前記介在層は、２Ω／□よりも大きいシート抵抗を有する、請求項１２に記載のインターフェース回路。
【請求項１４】
前記介在層は、前記ＭＥＭＳスイッチにおける金属間接触を防ぐ、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１５】
前記介在層は、サリサイドされた金属を含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１６】
前記介在層は、グラファイトを含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１７】
前記介在層は、ｎ型シリコン、ｐ型シリコン、または、ドープされたポリシリコンを含む、請求項１１に記載のインターフェース回路。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳスイッチは、メンブレンスイッチアーキテクチャまたは片持ちスイッチアーキテクチャを含む、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項１９】
前記ＭＥＭＳスイッチは、垂直構成または水平構成を有し、該垂直構成は、前記インターフェース回路の平面外に実質的に整列させられ、該水平構成は、該インターフェース回路の該平面内に実質的に整列させられる、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳスイッチは、前記インターフェース回路に適用される供給電圧が不在の場合に、閉じられる、請求項１に記載のインターフェース回路。
【請求項２１】
インターフェース回路を表現するデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体であって、該インターフェース回路は、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、媒体。
【請求項２２】
集積回路であって、
インターフェース回路
を含み、該インターフェース回路は、
入力パッドおよび制御ノードと、
３つの端子を有するトランジスタであって、第１の端子は、該入力パッドに電気的に結合され、第２の端子は、該制御ノードに電気的に結合される、トランジスタと、
該入力パッドおよび該制御ノードに電気的に結合されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、該トランジスタと並列である、ＭＥＭＳスイッチと
を含み、
該ＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合、該ＭＥＭＳスイッチは閉じられ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードを電気的に結合し、そして、該電圧が該ＭＥＭＳスイッチの該制御端子に適用される場合、該ＭＥＭＳスイッチは開かれ、その結果、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断する、集積回路。
【請求項２３】
静電放電（ＥＳＤ）から集積回路におけるトランジスタを保護する方法であって、
該トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチの制御端子に適用される電圧が不在の場合に、該トランジスタと並列の閉じられたＭＥＭＳスイッチを介して、該トランジスタの２つの端子を互いに電気的に結合することであって、該閉じられたＭＥＭＳスイッチは、該インターフェース回路における入力パッドを制御ノードに電気的に結合する、ことと、
供給電圧が該インターフェース回路に提供される場合に、該ＭＥＭＳスイッチを開くために該ＭＥＭＳスイッチに電圧を適用し、その結果、該トランジスタの該２つの端子の電気的結合を切断し、該入力パッドおよび該制御ノードの電気的結合を切断することと
を含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１１−５２８８４８（Ｐ２０１１−５２８８４８Ａ）
【公表日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２００８４（Ｐ２０１１−５２００８４）
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５０３５７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１１５１４
【国際公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５９７０３５２７４）シノプシス， インコーポレイテッド (33)
【氏名又は名称原語表記】ＳＹＮ０ＰＳＹＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５０３５７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１１５１４
【国際公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５９７０３５２７４）シノプシス， インコーポレイテッド (33)
【氏名又は名称原語表記】ＳＹＮ０ＰＳＹＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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