[发明专利]用于静电放电切换忆阻元件的读取电路

说明书

背景技术

集成电路（IC）是在诸如硅之类的半导体材料的衬底上制作的微型化电子组件的群组。IC可以在大小方面是微小的。事实上，十美分硬币大小的IC可以具有数以亿计的晶体管和其它类型的电子组件。

静电放电（ESD）可以损坏或破坏IC的组件。ESD发生在累积的电荷被短接到较低电位时。存在其中针对IC可以发生ESD事件的许多情形，例如，当带电体触碰IC时和当带电IC触碰接地元件时就是这样。当电荷在表面之间移动时，它变成可以损坏IC的电流。

附图说明

随附各图图示了以下描述的原理的各种示例。示例和附图是说明性的而非限制性的。

图1A-1B描绘了包括用于检测静电放电（ESD）事件的忆阻元件和用于确定是否发生了ESD事件的读取电路的示例静电放电记录电路的框图。

图2A-2B描绘了用于重置和设置记录ESD事件的忆阻元件的电阻的示例电路。

图3描绘了用于读取记录是否发生了ESD事件的忆阻元件的示例电路。

图4描绘了包括ESD保护电路和读取/写入电路的示例电路。

图5描绘了具有耦合到芯片上的对应引脚的多个忆阻元件的示例芯片，可以针对所记录的ESD事件串行地扫描所述忆阻元件。

图6描绘了具有多个芯片的示例板，并且每一个芯片具有多个忆阻元件，其中可以针对所记录的ESD事件在板上串行地扫描忆阻元件。

图7描绘了图示读取记录芯片上的ESD事件的多个忆阻元件的示例过程的流程图。

图8描绘了图示读取和设置记录多个芯片上的ESD事件的多个忆阻元件的示例过程的流程图。

图9描绘了图示重置记录芯片上的ESD事件的多个忆阻元件的示例过程的流程图。

图10描绘了图示重置记录多个芯片上的ESD事件的多个忆阻元件的示例过程的流程图。

具体实施方式

以下描述的是可以用于读取和/或写入忆阻元件的电阻的电路的示例,所述忆阻元件记录集成电路（IC）的引脚处的ESD事件的发生。来自由忆阻元件记录的ESD事件的电流不应当具有去到读取电路和/或写入电路中的晶体管的栅极端的栅极氧化物的直接路径，而是来自ESD事件的电流应当被引导至读取和/或写入电路中的晶体管的源极端或漏极端的掺杂剂扩散区以防止对电路的损坏。

静电放电（ESD）可能在没有警告的情况下发生并且可能在制造和操作环境中出现。已经开发了ESD保护电路以将ESD电流从否则将被放电损坏的IC中的电路分流开。然而，ESD保护电路可能不是完全可靠的，因为它们可能接通得过晚，可能以过高以至于无法保护IC的电压触发，或者可能在ESD的发生期间发生故障。另外，按照通过IC的功能测试所确定的，单个ESD脉冲可能不够强来损坏IC。但是如果IC经受多个弱ESD脉冲，IC可能随每一个脉冲而被恶化得更多，最终造成灾难性的故障。将有益的是知晓何时IC已经经历ESD事件，而与ESD事件是否足够强以导致立即可测量的损坏无关。这样做的一种方式是在IC的每一个引脚处使用至少一个忆阻元件以记录ESD事件的发生。该技术可以应用于任何类型的IC。

忆阻元件可以在两个或更多状态-例如低电阻状态（LRS）和高电阻状态（HRS）-之间切换。在使用双极型忆阻元件的情况下，当在一个方向上向元件施加电压时，可以将该元件设置到LRS，并且当在相反方向上向该元件施加电压时，可以将该元件设置到HRS。在使用单极型忆阻元件的情况下，连同顺从电流（compliance current）的施加，当向元件施加第一幅度的电压时，可以将该元件设置到LRS，并且当在相同方向上向该元件施加第二、不同幅度的电压时，可以将该元件设置到HRS。在两种情况下，忆阻元件可以保持在一个状态-例如HRS-中，直到通过向忆阻元件施加切换电压或电流而触发向另一状态（例如LRS）的随后切换为止。因此，通过将忆阻元件耦合到IC的每一个引脚，忆阻元件可以能够分别记录在每一个引脚处的ESD事件的发生。