專利名稱：用作單次可編程高編程電壓應(yīng)用的壓降轉(zhuǎn)換器的二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及集成電路(IC)設(shè)計(jì)，尤其涉及用于外部程序存儲(chǔ)器
的降壓轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在用于普通集成電路(IC )芯片的深亞微米(deep submicron )技術(shù)中， 器件結(jié)構(gòu)尺寸，例如柵極氧化層厚度和溝道長(zhǎng)度已經(jīng)很大程度地減少。為 了與這樣小布局器件協(xié)同工作，電源電壓必須要降低，否則柵極氧化層可 能擊穿，并且晶體管溝道可能穿透。例如，對(duì)于卯nm技術(shù)，電源電壓為 大約l.OV。但是，在例如IC芯片外部的系統(tǒng)電平中，電源電壓可以仍為 2.5V或者3.3V。為了允許這樣的深亞微米IC芯片在高電壓系統(tǒng)中正常地 工作，必須使用壓降轉(zhuǎn)換器將外部高壓電源轉(zhuǎn)換為預(yù)定的內(nèi)部低電壓電源。
對(duì)于單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器，來自外部電源的編程電壓也需要被 轉(zhuǎn)換為較低的內(nèi)部編程電壓。通常，在這種壓降轉(zhuǎn)換中使用電壓參考。但 是，由于高峰值驅(qū)動(dòng)電流的需要，傳統(tǒng)壓降轉(zhuǎn)換器可能占據(jù)較大的布置面 積。此外，傳統(tǒng)壓降轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)更復(fù)雜。由于不同的客戶可能具有不同 的電壓要求，因此使用傳統(tǒng)壓降轉(zhuǎn)換器的OTP存儲(chǔ)器將需要更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周 期。即使使用參考電壓方式的傳統(tǒng)壓降轉(zhuǎn)換器能夠提供良好的準(zhǔn)確性，但 是其常常對(duì)OTP存儲(chǔ)器編程應(yīng)用具有過度的殺傷威力。
如此，需要一種簡(jiǎn)單且有效的壓降轉(zhuǎn)換器來適合OTP存儲(chǔ)器編程應(yīng)用 的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種用于編程單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器的壓降轉(zhuǎn)換器， 包括連接到編程電源的焊墊，以及連接在所述焊墊和所述OTP存儲(chǔ)器之間的至少一個(gè)正偏二極管，其中由所述OTP存儲(chǔ)器接收的編程電壓從所述編 程電源降低了穿過所述正偏二極管的電壓降，該電壓降為大約0.75V。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)方面，該二極管由橫向P-N結(jié)形成。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方 面，該二極管由柵-漏極短路NMOS晶體管或PMOS晶體管形成。
但是，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從下面的特定實(shí)施例描述將更好地理解本 發(fā)明的結(jié)構(gòu)及操作方法連同其他目的和優(yōu)點(diǎn)。


形成本說明書部分的附圖被包括用來描述本發(fā)明的某些方面。通過參 考具體實(shí)施例，本發(fā)明以及本發(fā)明具有的系統(tǒng)部件的更清楚概念將變得更 明顯和容易理解，并且因此不局限于圖示的具體實(shí)施例，其中
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的OTP存儲(chǔ)器編程的壓降轉(zhuǎn)換器的示意圖2為形成二極管的NMOS晶體管示意圖3為形成二極管的PMOS晶體管示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開了一種利用正向偏壓二極管來提供一定數(shù)量電壓降的壓降 轉(zhuǎn)換器。由于更少的關(guān)注應(yīng)用的精確度，而是更希望得到用來降低成本的 較小布局面積，并且簡(jiǎn)化縮短了設(shè)計(jì)周期，因此該壓降轉(zhuǎn)換器尤其適用于 編程單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器。
圖1顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OTP存儲(chǔ)器編程的壓降轉(zhuǎn)換器110示 意圖。壓降轉(zhuǎn)換器110連接在編程電源焊墊102和OTP存儲(chǔ)器120之間。 這里詞語"連接(coupled)"表示直接連接或者通過其他元件的連接，而 不是增加的其他元件支持該電路功能。
在編程OTP存儲(chǔ)器120的過程中，在編程電源焊墊102處施加有外部 高電壓電源。壓降轉(zhuǎn)換器110將該高電壓轉(zhuǎn)換為理想的低電壓，該低電壓 接著被提供給OTP存儲(chǔ)器120。
再次參考圖1，壓降轉(zhuǎn)換器110包括兩個(gè)串聯(lián)連接的正偏二極管112。 眾所周知，穿過正負(fù)極，正偏二極管具有幾乎固定的電壓降，例如0.75V。該壓降由二極管的P-N結(jié)特性決定，并可以在不同溫度下變化，但是這樣
的變化對(duì)OTP編程沒有任何影響。當(dāng)兩個(gè)二極管串聯(lián)時(shí)，穿過兩個(gè)二極管 的總電壓降將為每個(gè)單獨(dú)二極管壓降的總和。如果一個(gè)二極管降低0.75V, 則兩個(gè)二極管將降低1.5V。顯然，如果需要更多的電壓降，則可以串聯(lián)更 多的二極管。通常，總電壓降等于0.75xN，其中N為串聯(lián)連接的二極管 數(shù)量。二極管112可以由P+-N阱或者N+-P分結(jié)形成。使用二極管來形成 壓降轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是，相比傳統(tǒng)使用參考電壓生成器的壓降轉(zhuǎn)換器，二極 管占據(jù)更少的布局面積，并且二極管的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。通常，形成壓降轉(zhuǎn)換 器的二極管比傳統(tǒng)壓降轉(zhuǎn)換器更穩(wěn)定可靠。圖2和圖3顯示了能夠用來形 成上述二極管的N型金屬氧化半導(dǎo)體(NMOS)晶體管和P型金屬氧化半 導(dǎo)體(PMOS)晶體管。
圖2顯示了形成二極管112的NMOS晶體管200的示意圖。NMOS晶 體管200的漏極與其柵極連接。當(dāng)高電壓提供到漏極時(shí)，NMOS晶體管200 將始終打開，并且源極的電壓是漏極電壓的一個(gè)P-N結(jié)電壓降。使用NMOS 晶體管200形成二極管112是由于在CMOS工藝中，NMOS晶體管更容易 得到。
圖3顯示了形成二極管112的PMOS晶體管300的示意圖。PMOS晶 體管300的漏極與其柵極連接。當(dāng)高電壓提供到源極時(shí)，PMOS晶體管300 將始終打開，并且漏極的電壓是源極電壓的一個(gè)P-N結(jié)電壓降。與圖2的 NMOS晶體管200類似，PMOS晶體管300在CMOS工藝中也容易獲得。
上述圖示提供了用來執(zhí)行本發(fā)明各種特征的多個(gè)不同的實(shí)施例。描述 特定實(shí)施例的元件和工藝是為了幫助闡述本發(fā)明。當(dāng)然，它們僅僅為實(shí)施 例，目的不在于限制本發(fā)明脫離權(quán)利要求書中的描述。
雖然關(guān)于本發(fā)明的闡明和描述已體現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)特定示例中，但是 其目的不在于將本發(fā)明限制到圖示的細(xì)節(jié)，由于在不脫離本發(fā)明的精神和 所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種修改 和結(jié)構(gòu)變化。因此，如權(quán)利要求書中闡述，顯然應(yīng)當(dāng)更廣泛地并以和本發(fā) 明的保護(hù)范圍一致的方式對(duì)所附權(quán)利要求進(jìn)行構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種用于編程單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器的壓降轉(zhuǎn)換器，包括連接到編程電源的焊墊；以及連接在所述焊墊和所述OTP存儲(chǔ)器之間的至少一個(gè)正偏二極管，其中由所述OTP存儲(chǔ)器接收的編程電壓從所述編程電源降低了穿過所述正偏二極管的電壓降。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述二極管由P-N結(jié)形成； 優(yōu)選地，所述P-N結(jié)具有橫向結(jié)結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述二極管由NMOS晶體 管形成，所述NMOS晶體管的柵極連接到所述NMOS晶體管的漏極。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述二極管由PMOS晶體管 形成，所述PMOS晶體管的柵極連接到所述PMOS晶體管的漏極。
5. 如權(quán)利要求1所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)兩個(gè)或更多二極管連接在 所述焊墊與所述OTP存儲(chǔ)器之間時(shí)，所述二極管互相串聯(lián)連接，并且所有 的所述二極管均正偏。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述兩個(gè)或更多二極管的至 少一個(gè)由P-N結(jié)形成。
7. 如權(quán)利要求1所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述OTP存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ) 器核心以及周邊電^^。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述至少一個(gè)正偏二極管連 接在所述焊墊和所述存儲(chǔ)器核心之間。
9. 一種用于編程單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器的壓降轉(zhuǎn)換器，包括 連接到編程電源的焊墊；以及連接在所述焊墊和所述OTP存儲(chǔ)器之間的至少一個(gè)正偏P-N結(jié)二極管，其中由所述OTP存儲(chǔ)器接收的編程電壓從所述編程電源降低了穿過所 述正偏P-N結(jié)二^ L管的電壓降。
10. 如權(quán)利要求9所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述P-N結(jié)二極管具有橫向結(jié)結(jié)構(gòu)，或者其中所述P-N結(jié)二極管具有縱向結(jié)結(jié)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求9所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)兩個(gè)或更多P-N結(jié)二極 管連接在所述焊墊與所述OTP存儲(chǔ)器之間時(shí)，所述二極管互相串聯(lián)連接， 并且所有的所述P-N結(jié)二極管均正偏，其中所述兩個(gè)或更多P-N結(jié)二極管 的至少一個(gè)具有橫向結(jié)結(jié)構(gòu)。
12. 如權(quán)利要求9所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述OTP存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ) 器核心以及周邊電路，其中所述至少一個(gè)正偏P-N結(jié)二極管連接在所述焊 墊和所述存儲(chǔ)器核心之間。
13. —種用于編程單次可編程OTP存儲(chǔ)器的壓降轉(zhuǎn)換器，包括 連接到編程電源的焊墊；以及至少一個(gè)NMOS晶體管，所述至少一個(gè)NMOS晶體管具有漏極、連接 到所述焊墊的柵極以及連接到所述OTP存儲(chǔ)器的源極，述NMOS晶體管的電壓降。
14. 如權(quán)利要求13所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)兩個(gè)或更多NMOS晶 體管連接在所述焊墊與所述OTP存儲(chǔ)器之間時(shí)，所述NMOS晶體管互相串 聯(lián)連接，并且每個(gè)NMOS晶體管的柵極連接到其漏極。
15. 如權(quán)利要求13所述的壓降轉(zhuǎn)換器，其中所述OTP存儲(chǔ)器包括存 儲(chǔ)器核心以及周邊電路，其中所述至少一個(gè)正偏二極管連接在所述焊墊和 所述存儲(chǔ)器核心之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于編程單次可編程(OTP)存儲(chǔ)器的壓降轉(zhuǎn)換器，所述壓降轉(zhuǎn)換器包括連接到編程電源的焊墊，以及連接在所述焊墊和所述OTP存儲(chǔ)器之間的至少一個(gè)正偏二極管，其中由所述OTP存儲(chǔ)器接收的編程電壓從所述編程電源降低了穿過所述正偏二極管的電壓降。
文檔編號(hào)G11C17/00GK101650973SQ20091014385
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者莊建祥, 方文寬, 薛福隆 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司