[发明专利]集成电路以及采用该集成电路的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路，该集成电路适于在高频率下使用，包括具有输入和输出的第一电容器以及接地连接。

本发明还涉及采用该集成电路的装置，以及一种利用其它部件装配所述集成电路而没有由于静电放电导致的故障的方法。

背景技术

根据WO-A 2004/114397已知这种集成电路。已知的集成电路是一种集成无源网络，该集成无源网络包括半导体衬底(下文中还称作无源IC)中的沟电容器。垂直互连通过衬底延伸。具体地，将垂直互连用作接地连接。如在RF设计领域中已知的，提供正常的接地连接对于适当的操作而言是非常重要的。合适地，利用一个或更多个电子器件(如有源部件(通常称作IC的))装配集成电路，以使能封装内系统(system-in-a-package)。这种具有无源IC的封装内系统具体地涉及RF应用，因为这里不能忽略互连和无源部件的寄生阻抗，因此需要整体设计以合适的性能进行布置。

因此，本无源IC和/或整个封装内系统相对地易受在装配期间出现的静电放电脉冲的影响。如果使用诸如Zener二极管之类的有源ESD保护元件，则由于衬底的高电阻率使得这种有源ESD保护元件的操作受到妨碍。将该电阻率选择为使无源IC中任何电感器的性能最佳，然而该电阻率的缺点在于在诸如二极管之类的有源元件之间出现的串扰，除非有源元件被彼此屏蔽。此外，正常的ESD保护需要从ESD保护元件至器件外部的传导路径。通常，这样的传导路径是由衬底内良好的传导区域构成的。然而，利用高电阻率衬底不容易使能这种良好的传导区域。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种ESD保护，该ESD保护用于公开文本中所定义的那种集成电路，具体地，用于无源IC。

其中实现了该目的，通过在电容器输出与接地连接之间的电阻部件(resistive component)将电容器ESD保护，电阻部件具有足够高的电阻值，以防止在接地连接的RF性能方面的任何巨大扰动。

根据本发明的这一方面，在无源IC内通过在电容器输出与接地连接之间的电阻部件将电容器ESD保护，所述电阻器具有足够高的电阻值，以防止在RF接地方面的任何巨大扰动。由于电阻部件的选择，在无源IC的操作期间在电阻部件上不出现DC电压。如果需要的话，可以将附加电容器与电阻部件串联。这里术语“电容器输出”用于限定在最终装配之后连接至接地的输出。

因此，对这种电阻ESD保护的使用使得对于ESD保护起到合适的作用而不降低RF的性能。ESD峰值的减小是巨大的。如根据机器模型给出的，对于50V的ESD脉冲，峰值电压的减小是4倍(从80V至20V)。如根据人体模型给出的，对于300V的ESD脉冲，峰值电压的减小甚至更多。在没有电阻器的情况下，发现峰值电压在200V以上。在远远大于200ns的时间帧内保持峰值电压。在采用电阻器的情况下，峰值电压小于20V，在10ns之后已经开始耗散。

已经发现，这种在内部接地与外部接地之间的耦合对无源IC的RF特性有边缘扰动。在900MHz下接地阻抗略微更高(1.5比1.1欧姆阻抗值)。内部与外部接地之间的耦合随频率增大，在1GHz下约50dB，在3.0GHz下小于30dB。这些是耦合的可接受级别。

优选地，电阻部件是电阻器，所述电阻器具有附加的优点是小尺寸。然而，可选地可以使用电感器或电容器。要求电阻部件的阻抗比将要保护的电路(即，电容器)的阻抗低。

合适地，ESD保护的电阻值至少是连接的阻抗的10倍，所述连接是从接合焊盘至集成电路外部的接地之间的连接。例如，这样的连接是由接合线制成的。那么在约2GHz的频率下其阻抗是6Ω。然后合适地，电阻值大于60Ω，例如高达200Ω。

应该将电阻部件(下文中还称作ESD电阻器)设计为允许跟随有ESD脉冲的峰值电流流过。如果ESD电阻器旨在防止在装配期间或装配之前对ESD事件的破坏，则ESD脉冲的电压以及跟随的电流相对低，并且在所掺杂的多晶硅中的电阻器足够了，而TiWN的电阻器是可用候选之一。如果希望将SD保护级别从2kV改进至4kV，则应该针对3A的峰值电流来设计电阻器。