DE112013006080T5 - Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz Download PDF

Info

Publication number
DE112013006080T5
DE112013006080T5 DE112013006080.9T DE112013006080T DE112013006080T5 DE 112013006080 T5 DE112013006080 T5 DE 112013006080T5 DE 112013006080 T DE112013006080 T DE 112013006080T DE 112013006080 T5 DE112013006080 T5 DE 112013006080T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
esd
high voltage
charge pump
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112013006080.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Claus Erdmann Furst
Tore Sejr Joergensen
Svetoslav Radoslavov Gueorguiev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knowles Electronics LLC
Original Assignee
Knowles Electronics LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knowles Electronics LLC filed Critical Knowles Electronics LLC
Publication of DE112013006080T5 publication Critical patent/DE112013006080T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
    • H02H9/046—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere responsive to excess voltage appearing at terminals of integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7816—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/04—Structural association of microphone with electric circuitry therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0027—Structures for transforming mechanical energy, e.g. potential energy of a spring into translation, sound into translation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/04—Microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use

Abstract

Ein Elektronikchip weist eine Ladungspumpe und wenigstens ein einziges Hochspannungs-(HS)-ESD-(Electro-Static Discharge; Elektrostatikentladungs)-Modul auf. Die Ladungspumpe ist dafür konfiguriert, eine vorbestimmte Spannung an einem Mikrofon bereitzustellen. Die Einrichtungen, die hier beschrieben sind, werden in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess implementiert und haben eine Schaltungstopologie, die ein inhärentes ESD-Schutzniveau bereitstellt (wenn sie abgeschaltet sind), welches höher als das (vorbestimmte) Betriebs-Gleichstrom-Niveau ist. Wenigstens ein einziges Hochspannungs-(HS)-ESD-(Electro-Static Discharge; Elektrostatikentladungs)-Modul ist mit dem Ausgang der Ladungspumpe gekoppelt. Das HS-ESD-Modul ist dafür konfiguriert, einen ESD-Schutz für die Ladungspumpe und ein MEMS-(Mikroelektromechanisches System bzw. Mikrosystem)-Mikrofon, das mit dem Chip gekoppelt ist, bereitzustellen. Das wenigstens eine HS-ESD-Modul weist eine Vielzahl von PMOS- oder NMOS-Transistoren auf, die wenigstens einen einzigen Hochspannungs-N-WAN-NEN/TN-WANNEN-Bereich haben, der innerhalb von ausgewählten Transistoren der PMOS- oder NMOS-Transistoren gebildet ist. Der wenigstens eine Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereich hat eine Durchbruchspannung, die ausreichend ist, um zu erlauben, dass ein Niederspannungsprozess verwendet werden kann, um den Chip aufzubauen, und um es immer noch zu erlauben, dass das HS-ESD-Modul einen ESD-Schutz für den Chip bereitstellen kann.

Description

  • QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
  • Das vorliegende Patent beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119 (e) den Nutzen aus der vorläufigen US-Patenanmeldung Nr. 61/739284, die am 19. Dezember 2012 eingereicht wurde und den Titel „Apparatus and Method for High Voltage I/O Electrostatic Discharge Protection in Standard Low Voltage CMOS Process” [Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess] trägt und deren Inhalte hier durch Bezugnahme darauf vollumfänglich enthalten sind.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf einen ESD-(Elektrostatic Discharge; Elektrostatikentladungs)-Schutz, auch ESE-Schutz genannt, eines Hochspannungs-E/A in Mikrofonschaltungen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Das Kondensatormikrofon ist ein weit verbreitet verwendeter Typ von Mikrofon. In mancher Hinsicht kann dieses Mikrofon als ein variabler Kondensator betrachtet werden, dessen kapazitiver Wert durch den Druck einer ankommenden Schallwelle moduliert wird. In dieser Hinsicht ist eine der Kondensatorplatten statisch, während die andere beweglich (d. h. die bewegliche Membrankomponente) ist. Die Schallwelle ändert den Abstand zwischen den Platten, und dies ändert jeweils die Kapazität des repräsentativen Kondensators.
  • Das MEMS-Mikrofon ist in einigen Aspekten eine Variante eines Kondensatormikrofons und wird unter Verwendung von Silizium-Mikroherstellungstechniken produziert. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Mikrofon hat das MEMS-Mikrofon mehrere Vorteile, wie etwa eine reduzierte Größe, einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten und eine höhere Immunität gegenüber mechanischen Stößen. Außerdem nutzt das MEMS-Mikrofon die Vorteile von Lithographieprozessen, die besonders geeignet und vorteilhaft für die Massenproduktion von Geräten bzw. Einrichtungen oder Bauteilen sind.
  • Ein Lösungsansatz zum Erhalten eines brauchbaren elektrischen Signals aus einem solchen Mikrofon liegt darin, eine konstante Ladung Q in dem Kondensator aufrecht zu erhalten. Die Spannung an dem Kondensator wird sich umgekehrt proportional zu dem Druck der ankommenden Schallwelle gemäß der Gleichung V = Q/C ändern, so dass konsequenterweise dV = –VdC/C. In der Praxis ist dC/C aufgrund von mechanischen und Linearitätserwägungen relativ klein. Um eine ausreichende Sensitivität zu erhalten, wird eine hohe Gleichspannung V an dem Kondensator benötigt.
  • MOS-(Metal Oxide Semiconductor; Metalloxid-Halbleiter)-Einrichtungen reagieren sehr empfindlich auf eine ESD-(Electro-Static Dicharge; Elektrostatikentladungs)-Beschädigung bzw. eine Beschädigung durch elektrostatische Entladungen. Das Problem ist besonders ausgeprägt in Tief-Submikron-CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor; komplementäre Metalloxid-Halbleiter)-Prozessen, da das Gate-Oxid der Transistoren nur wenige Nanometer dick ist. Um Chips zu schützen, sind Eingänge und Ausgänge oftmals mit einer dedizierten ESD-Schutzschaltungsanordnung ausgerüstet. Leider haben frühere Versuche zur Lösung des ESD-Entladungsproblems unter Verwendung dieser Schaltungsanordnung Nachteile und haben es nicht geschafft, das Problem adäquat anzugehen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Für ein umfassenderes Verständnis der Offenbarung soll auf die folgende ausführliche Beschreibung und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm einer MEMS-Mikrofon-Schnittstellenelektronik mit ESD-Schutz in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein schematisches Diagramm einer Hochspannungs-(HS)-ESD-Stromschienenklemmenvorrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 ein Diagramm eines Transistors in einem CMOS-Prozess ist, der in der Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemmenvorrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 4 ein Blockdiagramm eines Systems aufweist, das eine Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 5A, 5B und 5C elektrische Schaltpläne von Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweisen;
  • 6 ein Querschnitt eines CMOS-Wafers mit einer Substratdotierungsblockierung um die N-WANNE eines Transistors herum ist, der in einer Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmeneinrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 7 ein Querschnitt eines CMOS-Wafers ist, wobei diese Struktur in einer Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmeneinrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 8 einen Transistor zeigt, wie er in einem Avalanche-Durchbruch-Snapback-Vorgang bzw. Lawinendurchbruch-Rückschnapp-Vorgang in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Fachleute werden erkennen, dass Elemente in den Figuren aus Gründen der Einfachheit und der Klarheit veranschaulicht sind. Es ist weiter zu erkennen, dass bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder dargestellt sein können, wohingegen die Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden, dass solch eine spezielle Reihenfolge nicht wirklich erforderlich ist. Es wird auch verstanden werden, dass die hier benutzten Begriffe und Ausdrücke die gewöhnliche Bedeutung haben, wie sie solchen Begriffen und Ausdrücken in Bezug auf ihre entsprechenden jeweiligen Forschungsgebiete und Fachgebiete zukommt, außer dort, wo hier spezielle Bedeutungen gesondert definiert sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es werden hier Lösungsansätze für eine Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme, wie sie mit oder an einem Ladungspumpenausgang verwendet werden soll, bereitgestellt. ESD-Schutz-Lösungsansätze für den Hochspannungsanschluss eines MEMS-Mikrofons können in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess implementiert werden. Mit dem Begriff „Prozess”, wie er hier verwendet wird, ist der Konstruktions- bzw. Aufbauprozess gemeint.
  • In einigen Aspekten der vorliegenden Lösungsansätze kann der Ausgang einer Ladungspumpe hohe ESD-Spannungen aushalten. Folglich können Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen mit übereinander angeordneten bzw. gestapelten standardmäßigen Niederspannungstransistoren implementiert werden. In einem Beispiel wird der Hochspannungsbetrieb der Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemmen durch das Bilden von Hochspannungs-N-WAN-NEN/TN-WANNEN(Tiefen N-WANNEN)-Bereichen der PMOS- und NMOS-Transistoren erzielt, die verwendet werden, um die Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemmen aufzubauen. Auf diese Weise wird die Durchbruchspannung von der N-WANNE/TN-WANNE zum Substrat von etwa 10 V auf 45 V in einem Standard-0,18-CMOS-Prozess erhöht. Als Folge davon wird die Notwendigkeit für einen teuren Hochspannungsprozess für die Konstruktion dieser Einrichtungen eliminiert. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme kann auch von dem Ausgang des Ladungspumpenfilters zu dem Ausgang der Ladungspumpe versetzt werden, um mit der Leckstromanforderung fertig zu werden.
  • In anderen Aspekten verwenden die hier beschriebenen ESD-Schutz-Lösungsansätze einen Hochspannungs-LDMOS-(Laterally Diffused MOS; lateral diffundierten MOS)-Transistor. In solchen Einrichtungen wird der Hochspannungsbetrieb durch das Bilden einer Hochspannungs-N-WANNE an dem Drain-Anschluss des Transistors erzielt. Auf diese Weise wird die Drain-zu-Source-(Substrat)-Durchbruchspannung von etwa 10 V auf 45 V in einem Standard-0,18-CMOS-Prozess erhöht. Infolgedessen wird die Notwendigkeit für einen teuren Hochspannungsprozess auch in diesem Lösungsansatz eliminiert.
  • Um die Größe, den Preis und den Energieverbrauch der Mikrofon-Schnittstellenelektronik zu reduzieren, ist es vorteilhaft, die Einrichtung auf einem einzigen Chip zu integrieren oder anzuordnen. Ein CMOS-Prozess wird typischerweise deshalb ausgewählt, weil er kostengünstig ist und weil Transistoren mit einer sehr hohen Eingangsimpedanz zur Verfügung stehen. Des Weiteren ist dies derjenige Prozess, der auch typischerweise für ein System auf einem Chip mit einem relativ großen digitalen Kern ausgewählt wird.
  • In vielen dieser Ausführungsformen weist ein Elektronikchip eine Ladungspumpe und wenigstens ein einziges Hochspannungs-(HS)-ESD-(Electro-Static Discharge; Elektrostatikentladungs)-Modul auf. Die Ladungspumpe ist dafür konfiguriert, eine vorbestimmte Spannung an einem Mikrofon bereitzustellen. Die Einrichtungen, die hier beschrieben werden, werden in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess implementiert und haben eine Schaltungstopologie, die ein inhärentes ESD-Schutzniveau bereitstellt (wenn sie abgeschaltet sind), welches höher als das (vorbestimmte) Betriebs-Gleichstrom-Niveau ist. Wenigstens ein einziges Hochspannungs-(HS)-ESD-(Electro-Static Discharge; Elektrostatikentladungs)-Modul ist mit dem Ausgang der Ladungspumpe gekoppelt. Das HS-ESD-Modul ist dafür konfiguriert, einen ESD-Schutz für die Ladungspumpe und ein MEMS-(Mikroelektromechanisches System bzw. Mikrosystem)-Mikrofon, das mit dem Chip gekoppelt ist, bereitzustellen. Das wenigstens eine HS-ESD-Modul weist eine Vielzahl von PMOS- oder NMOS-Transistoren auf, die wenigstens einen einzigen Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereich haben, der innerhalb von ausgewählten Transistoren der PMOS- oder NMOS-Transistoren gebildet ist. Der wenigstens eine Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereich hat eine Durchbruchspannung, die ausreichend ist, um zu erlauben, dass ein Niederspannungsprozess verwendet werden kann, um den Chip aufzubauen, und um es immer noch zu erlauben, dass das HS-ESD-Modul einen ESD-Schutz für den Chip bereitstellen kann.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 1 ein Beispiel eines Systems für das Verhindern einer elektrostatischen Entladung (ESD; Electro-Static Discharge) gezeigt. Ein Chip 102 weist eine Ladungspumpe 104, ein Hochspannungs-(HS)-ESD-Stromschienenklemmen-Modul 106, ein ESD-Stromschienenklemmen-Modul 112, ein erstes ESD-Schutzmodul 108, ein zweites ESD-Schutzmodul 110, einen Vorspannungswiderstand 114 und einen Verstärker 116 auf. Ein Mikrofon 118 ist mit dem Chip 102 gekoppelt. Das ESD-Stromschienenklemmen-Modul 112 ist ein herkömmliches Niederspannungsmodul (z. B. ein 3-Volt-Modul).
  • Das Mikrofon 118 erzeugt eine Änderung in der Spannung dV = –VdC/C, wobei V die Spannung an dem Ausgang der Pumpe 104 ist und C die Kapazität des Mikrofons 108 ist. Die Ladungspumpe 104 stellt eine ausreichend hohe Spannung V an dem Mikrofon bereit. In einem Aspekt ist die Ladungspumpe die gleiche und nach denselben Prinzipien aufgebaut wie diejenige, die in der US-Patentanmeldung 13/596,229 beschrieben ist, die am 28. August 2012 eingereicht worden ist, den Titel „High Voltage Multiplier for a Microphone and Method of Manufacture” [Hochspannungsvervielfacher für ein Mikrofon und Verfahren zur Herstellung] trägt, Svetoslav Gueorguiev als Erfinder benennt und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf vollumfänglich enthalten ist. So kann zum Beispiel die Einrichtung, die in Bezug auf 4 in der Anmeldung 13/596,229 beschrieben worden ist, verwendet werden. Andere Beispiele sind möglich. Das Mikrofon 118 kann jedes MEMS-Mikrofon sein, das eine Membran, eine Rückplatte und alle anderen Elemente aufweist, die typischerweise mit MEMS-Mikrofonen verknüpft sind.
  • Das HS-ESD-Stromschienenklemmen-Modul 106 und das ESD-Stromschienenklemmen-Modul 112 stellen einen ESD-Schutz für die anderen Elemente auf dem Chip und das Mikrofon 118 bereit. Genauer gesagt stellt die Verwendung einer LDMOS-(Laterally Diffused MOS; lateral diffundierter MOS)-Transistor-Topologie (die hier an anderer Stelle beschrieben wird) mit einem Hochspannungs-N-WANNEN-Bereich einen Hochspannungstransistor in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess für das Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen-Modul 106 bereit. Vorteilhafterweise stellen die hier beschriebenen Lösungsansätze die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen bereit, die benötigt werden, um die ESD auf den Chips zu kontrollieren, zu beherrschen, zu regeln, zu steuern oder zu überwachen, wie hier beschrieben.
  • Das erste ESD-Schutzmodul 108 und das zweite ESD-Schutzmodul 110 stellen einen ESD-Schutz für das System bereit. Der Vorspannungswiderstand 114 hat einen hohen Wert, so dass er ein Tiefpass-RC-Filter für die Vorspannung bildet, während er eine Hochpasscharakteristik für die variable Spannung an dem Mikrofon 118 hat. Die hohe Gleichspannung (z. B. 11,5 V), die an dem Mikrofon 118 benötigt wird, wird von der Ladungspumpe 104 bereitgestellt. Der Verstärker 116 stellt einen Puffer für die Schaltung bereit.
  • In diesem Beispiel wird ein brauchbares elektrisches Signal von dem Mikrofon 118 erhalten, indem eine konstante Ladung Q in dem äquivalenten Kondensator C (der das Mikrofon 118 repräsentiert) aufrecht erhalten wird. Die Spannung über dem Kondensator wird sich umgekehrt proportional zu dem Druck der ankommenden Schallwelle gemäß der Gleichung V = Q/C ändern, wodurch konsequenterweise dV = –VdC/C. In der Praxis ist dC/C aufgrund von mechanischen und Linearitätserwägungen relativ klein. Um eine ausreichende Sensitivität zu erhalten, wird eine hohe Gleichspannung V an dem Kondensator (Mikrofon 118) benötigt.
  • Ein mögliches Vorspannungsschema, das eine (beinahe) konstante Ladung in dem Mikrofon bereitstellt, ist in 1 gezeigt. Der Widerstand 114 hat vorzugsweise einen sehr hohen Wert (z. B. 1 Tera-Ohm), so dass er ein Tiefpass-RC-Filter für die Vorspannung bildet, während er eine Hochpasscharakteristik für die variable Spannung an dem Mikrofon 118 hat. Die hohe Gleichspannung, die an dem Kondensator benötigt wird, wird typischerweise von der Ladungspumpe 104 bereitgestellt, die als ein kapazitiver Spannungsvervielfacher agiert. Für das spezielle MEMS-Element, das in 1 gezeigt ist, stellt die Ladungspumpe 104 eine Ausgangsspannung von etwa 11,5 V bereit. Die Spannung Vbias wird an Erde gelegt, um eine maximale Gleichspannung an dem Kondensator (Mikrofon 118) zu haben. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb hat der Verstärkungsfaktor-Eins-Puffer 116 vorzugsweise einen sehr hohen Eingangswiderstand und eine sehr niedrige Eingangskapazität.
  • Wie klar sein wird, sind MOS-Einrichtungen typischerweise ziemlich empfindlich in Bezug auf ESD-Schäden bzw. Beschädigungen durch elektrostatische Entladungen. Das Problem ist oftmals vor allem in einem Tief-Submikron-CMOS-Prozess ausgeprägt, weil das Gate-Oxid der Transistoren nur wenige Nanometer dick ist. Um den Chip zu schützen, sind die Eingänge/Ausgänge des Chips vorteilhafterweise mit einer dedizierten ESD-Schutzschaltungsanordnung ausgestattet.
  • Die Hochspannungs-(HS)-ESD-Stromschienenldemme 106 und die Ladungspumpe 104 sind die einzigen Hochspannungselemente auf dem Chip. Um die Kosten sogar noch weiter zu senken, ist es vorteilhaft, diese Komponenten in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess zu implementieren.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 2 ein Beispiel der Hochspannungs-Stromschienenklemmen-Schaltung (z. B. die Schaltung 106 von 1) beschrieben werden. Die Schaltung 200 weist eine erste Diode (D1) 204, eine zweite Diode (D2) 202, einen Widerstand (R1) 206, einen Kondensator (C1) 208 und einen Transistor (M1) 210 auf.
  • Die erste Diode (D1) 204 und die zweite Diode (D2) 202 agieren als Spannungsbegrenzungsdioden. Der Widerstand (R1) 206 und der Kondensator (C1) wirken, um ein RC-Netzwerk zu bilden. Der Transistor (M1) 210 ist in einem Aspekt ein LDMOS-(Laterally Diffused MOS; lateral diffundierter MOS)-Transistor, wie er hier an anderer Stelle beschrieben wird. Genauer gesagt wird es klar sein, dass die LDMOS-Transistor-Topologie, die einen Hochspannungs-N-WANNEN-Bereich einschließt, einen Hochspannungstransistor in einem Niederspannungs-CMOS-Prozess bereitstellt. Die Klemmen, die dadurch bereitgestellt werden, sind die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen, die auf dem Chip benötigt werden, um die ESD auf dem Chip effektiv zu überwachen, zu kontrollieren, zu regeln, zu steuern bzw. zu beherrschen.
  • In einem Beispiel des Betriebs der Schaltung, die in 2 gezeigt ist, wird eine elektrostatische Entladung von dem R1-C1-Netzwerk erfasst, welches den Shunting-Transistor (M1) 210 ansteuert. Die Dioden 204 und 202 (D1 und D2) begrenzen die maximale Spannung zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen des Transistors (M1) 210. Ein zusätzlicher Strombegrenzungswiderstand, der in 2 nicht gezeigt ist, kann in Reihe mit den Dioden (D1 und D2) geschaltet sein. Während des normalen Betriebs (d. h. keine elektrostatische Entladung) ist der Transistor (M1) 210 ausgeschaltet und die Schaltung (die M1 einschließt) nimmt keinen Strom von Vdd auf. Die Durchbruchspannungen zwischen dem Drain und der Source und zwischen dem Drain und dem Gate müssen höher als HS Vdd sein (z. B. 11,5 V). Wenn diese Spannungen höher als die nominale Spannung für einen vorgegebenen Prozess sind (z. B. 1,8 V für 0,18 μm-CMOS), wird ein wirklicher Hochspannungstransistor benötigt, der in älteren bzw. früheren CMOS-Design-Kits nicht zur Verfügung steht. Folglich wird ein LDMOS-(Laterally Diffused MOS; lateral diffundierter MOS)-Transistor in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess, der eine Hochspannungs-N-WANNE (NW) hat, bereitgestellt.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 3 ein LDMOS-(Laterally Diffused MOS; lateral diffundierter MOS)-Transistor in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess, der einen Hochspannungs-N-WANNEN-(NW)-Bereich hat (der als ein Drain dient), beschrieben werden. Der Transistor ist zum Beispiel der Transistor 210 (M1) von 2. Der Transistor 300 weist ein Gate 302, einen N-WANNEN-Bereich 304, einen P-WANNEN-Bereich 306 und einen ,P–'-Bereich 308 auf. Der N-WANNEN-Bereich 304 weist einen ,N+'-Bereich 310 auf. Der P-WANNEN-Bereich 306 weist einen ,N+'-Bereich 312 (der als eine Source dient) und einen ,P+'-Bereich 314 auf. Ein Trennungsabstand L trennt den N-WANNEN-Bereich 304 von allen benachbarten P-WANNEN-Bereichen (wie etwa 306).
  • Das Gate 302 ist für gewöhnlich aus Siliziumdioxid plus einer leitenden Schicht auf der Oberseite davon aufgebaut und agiert als ein elektrischer Anschluss für den Transistor. Der ,N+'-Bereich 312 und der N-WANNEN-Bereich 304 bilden die Source und den Drain des NMOS-Transistors.
  • Der HS-N-WANNEN-Bereich 304 ist leicht mit Donatoratomen dotiert. Der P-WANNEN-Bereich 306 ist leicht mit Akzeptoratomen dotiert. Der ,P–'-Bereich 308 ist sehr leicht mit Akzeptoratomen dotiert. Der HS-N-WANNEN-Bereich 304 erhöht die Durchbruchspannung zwischen dem Drain und dem Substrat und erlaubt es dem System, mit hohen Spannungen fertig zu werden.
  • Der ,N+'-Bereich 310 und der ,N+'-Bereich 312 sind stark mit Donatoratomen dotiert und agieren als elektrische Kontakte. Der ,P+'-Bereich 314 ist stark mit Akzeptoratomen dotiert und agiert als eine Verbindung mit dem Substrat 308.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 4 ein Beispiel eines Systems 400 mit einem Ladungspumpenfilter mit einer Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme beschrieben. Das System 400 weist eine Ladungspumpe 402, eine Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 und ein Filter 406 auf. Das Filter 406 weist eine erste Diode (D1) 410, eine zweite Diode (D2) 412, eine dritte Diode (D3) 414, eine vierte Diode (D4) 416, einen ersten Kondensator (C1) 418, einen zweiten Kondensator (Cout) 420, einen ersten Transistor (M1) 422 und einen zweiten Transistor (M2) 424 auf. Der Zweck des Filters 406 besteht darin, eine Rauschfilterung des Ladungspumpenrauschens bereitzustellen. Es wird klar sein, dass die MEMS-Elemente des Mikrofons (z. B. eine Struktur, die die Membran und die Rückplatte umfasst) ebenfalls an dem Ausgang des Filters 406 angeschlossen sind, aber dass dies aus Gründen der Einfachheit in 4 nicht gezeigt ist.
  • In einem Aspekt ist die Ladungspumpe 402 die gleiche und nach denselben Prinzipien aufgebaut wie diejenige, die in der US-Patentanmeldung 13/596,229 beschrieben ist, die am 28. August 2012 eingereicht worden ist, den Titel „High Voltage Multiplier for a Microphone and Method of Manufacture” [Hochspannungsvervielfacher für ein Mikrofon und Verfahren zur Herstellung] trägt, Svetoslav Gueorguiev als Erfinder benennt und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf vollumfänglich enthalten ist. So kann zum Beispiel die Einrichtung von 4 in diesem Dokument verwendet werden. Andere Beispiele sind möglich.
  • Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 führt Funktionen für die elektrostatische Entladung durch. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 kann gemäß den Designs bzw. Gestaltungen ausgelegt sein, die in 2 oder in 5A oder 5B gezeigt sind. Des Weiteren wird klar sein, dass die Transistoren von 5A oder 5B gemäß den Lösungsansätzen aufgebaut sein können, die in entweder 6 oder 7 gezeigt sind.
  • In einem Beispiel des Betriebs von 4 kann der Ausgang der Ladungspumpe 402 eine elektrostatische Entladung von etwa 40 Volt unter Verwendung des Human Body Model (HBM; Modell des menschlichen Körpers) handhaben, wenn die Pumpe nicht eingeschaltet ist. Folglich kann der Ausgang des Filters etwa 40 V + zwei Diodespannungsabfalle handhaben, was etwa 41 Volt ist. In einem Aspekt kann das ESD-(transiente)Aktivierungslevel der gewünschten Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme bis zu etwa 40 V sein (mit einem enthaltenen geeigneten Spielraum). Aber im Hinblick auf die Gleichspannung an der Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 muss diese etwa 13 Volt (in einem Beispiel) aushalten, ohne dass sie aktiviert wird, weil dieses Level das normale Betriebsniveau ist.
  • Andererseits darf das Ausgangsfilter nicht mit mehr als 1 pA über den vollen Temperaturbereich belastet werden, damit es eine ausreichende Rauschfilterung hat. In der Praxis ist dies eine sehr hohe Anforderung an die bekannten HS-ESD-Topologien. Um diese abzumildern, ist die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 an dem Ausgang der Ladungspumpe 402 positioniert.
  • Die Ladungspumpe 402 hat eine relativ niedrige Ausgangsimpedanz und kann die Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme 404 versorgen. Aber in diesem Fall muss der große ESD-Strom von dem Ausgang des Filters zu der Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 durch die Transistoren 422 (M1) und 424 (M2) wandern. Diese sind Einrichtungen mit einer minimalen Größe für eine gute Rauschfilterung, und sie können typischerweise keine großen Ströme handhaben. Um einen Hochstrompfad bereitzustellen, werden die Transistoren 422 (M1) und 424 (M2) mit den Dioden 410 (D1), 412 (D2), und 414 (D3), 416 (D4) entsprechend geshunted bzw. in Nebenschluss gelegt. Diese Dioden müssen ausreichend groß sein, etwa so, dass sie einen Umfang (Perimeter) von 30 μm haben. Mit anderen Worten, die Dioden 410 (D1), 412 (D2) und 414 (D3), 416 (D4) stellen einen Schutz für die Transistoren 422 (M1) und 424 (M2) bereit. Die Funktion der Kondensatoren 418 (C1) und 420 (Cout) besteht darin, ein RC-Filter zweiter Ordnung mit den ausgeschalteten Einrichtungen M1, M2, D1, D2, D3 und D4 zu bilden.
  • Folglich kann die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 mit übereinander angeordneten standardmäßigen Niederspannungstransistoren implementiert werden. In dieser Hinsicht wird der Hochspannungsbetrieb der Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 404 durch das Bilden von Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereichen für die PMOS- und NMOS-Transistoren erzielt, die verwendet werden, um die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen aufzubauen. Auf diese Weise wird die Durchbruchspannung von der N-WAN-NE/TN-WANNE zum Substrat von etwa 10 V auf 45 V in einem Standard-0,18-CMOS-Prozess erhöht. Als Folge davon wird der Bedarf an einem teuren Hochspannungsprozess eliminiert. Es wird auch ein ausreichender ESD-Schutz bereitgestellt.
  • Es wird verstanden werden, dass unterschiedliche Ladungspumpen unterschiedlichen Spannungspegeln standhalten können. Einige können zum Beispiel nur etwa 3 Volt standhalten (wenn sie nicht betrieben werden), während andere etwa 40 Volt aushalten können. Die Ladungspumpe 104 in 1 zum Beispiel kann etwa 3 Volt standhalten (wenn sie nicht betrieben wird), während die Ladungspumpe 402 in 4 etwa 40 Volt standhalten kann. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemmen, die hier schrieben werden, können auch im Hinblick auf ihren Auslöseansatz variieren. So kann zum Beispiel die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme 106, die in 1 gezeigt ist, auf Spannungssprünge von etwa 3 Volt reagieren. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme, die in 5A gezeigt ist, kann auch auf Spannungssprünge von etwa 6 Volt reagieren. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme von 5B kann auf absolute statische Spannungspegel von etwa 16 Volt reagieren. Da die Ladungspumpe in 4 etwa 40 Volt aushalten kann, können die Lösungsansätze von 5A und 5B für die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme verwendet werden, und vorteilhafterweise und gleichzeitig wird die Pumpe durch ESD-Ereignisse nicht beschädigt.
  • Nun wird Bezug auf 5A genommen. Eine Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme weist einen ersten Transistor (M1) 502, einen zweiten Transistor (M2) 504, einen dritten Transistor (M3) 506, einen ersten Kondensator (C1) 508, einen zweiten Kondensator (C2) 510, einen dritten Kondensator (C3) 512, einen ersten Widerstand (R1) 514, einen zweiten Widerstand (R2) 516 und einen dritten Widerstand (R3) 518 auf. In einem Aspekt und in der Schaltung von 5A sind die PMOS- und NMOS-Transistoren in einer HS-N-WANNE/TN-WANNE, die entsprechend in 6 oder 7 gezeigt sind, platziert, um den Hochspannungsbetrieb der Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme zu gewährleisten.
  • In einem Aspekt ist die maximale Gleichspannung, die die Struktur handhaben kann, die maximale Spannung eines einzelnen Transistors multipliziert mit der Anzahl der übereinander angeordneten Transistoren. In dem vorliegenden Fall, und um ein Beispiel zu nennen, ist dies etwa 4,3 V multipliziert mit 3, was gleich etwa 12,9 V ist. Dicke Gate-Oxid-Transistoren wurden verwendet, um die Transistoren aufzubauen. Aber es können auch dünne Gate-Oxid-Transistoren verwendet werden. Im letzteren Fall muss die Anzahl an übereinander angeordneten Stufen erhöht werden.
  • Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme darf nicht den normalen Betrieb der geschützten Schaltung beeinträchtigen. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme darf nur während eines ESD-Ereignisses aktiviert werden, in dem ein niederohmiger Pfad zur Erde für den großen ESD-Strom bereitgestellt wird. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme muss auch funktionieren, wenn die geschützte Schaltung nicht eingeschaltet ist.
  • Wie gezeigt ist, besteht die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme von 5A aus drei übereinander angeordneten bzw. gestapelten identischen Stufen – einer ersten Stufe (der erste Widerstand 514 (R1), der erste Kondensator (C1) 508, der erste Transistor (M1) 502); einer zweiten Stufe (der zweite Widerstand (R2) 516, der zweite Kondensator (C2) 510, der zweite Transistor (M2) 504); und einer dritten Stufe (der dritte Widerstand (R3) 518, der dritte Kondensator (C3) 512, der dritte Transistor (M3) 506). Jede dieser Stufen ist eine „Gate-Coupled (Gate- bzw. gattergekoppelte) NMOS”-Schutzstufe. Während eines normalen Betriebs wird eine Gleichspannung von 12 V an den Eingang des Stapels angelegt. Diese Spannung wird gleichmäßig zwischen den drei Stufen aufgeteilt, so dass an dem Drain des ersten Transistors (M1) 502 4 V anliegen und an dem Drain des zweiten Transistors (M2) 504 8 Volt anliegen. Die Kondensatoren 508 (C1), 510 (C2) und 512 (C3) werden auf 12/3 = 4 V geladen. Die Vgs aller Transistoren ist null und sie sind ausgeschaltet.
  • Während einer positiven elektrostatischen Entladung steigt die Spannung sprunghaft an dem Eingangsknoten an. Die Spannungen an den Kondensatoren 508 (C1), 510 (C2) und 512 (C3) können sich aufgrund des ersten Widerstands 514 (R1), des zweiten Widerstands (R2) 516 und des dritten Widerstands (R3) 518 nicht sofort ändern. Das Resultat ist, dass die Spannungsänderung an dem Eingangsknoten gleichmäßig zwischen den Gate-Source-Anschlüssen des ersten Transistors (M1) 502, des zweiten Transistors (M2) 504 und des dritten Transistors (M3) 506 aufgeteilt wird. Wenn diese Spannungsänderung dreimal höher als die Schwellenspannung des ersten Transistors (M1) 502, des zweiten Transistors (M2) 504 und des dritten Transistors (M3) 506 ist, dann schalten sich die Transistoren ein und stellen einen niederohmigen Strompfad von dem Eingang zur Erde bereit. An einem späteren Zeitpunkt können der erste Transistor (M1) 502, der zweite Transistor (M2) 504 und der dritte Transistor (M3) 506 auch anfangen, in einem Avalanche-Snapback-Modus bzw. Lawinen-Rückschnapp-Modus zu arbeiten (Siehe 8). Wenn die geschützte Schaltung nicht angeschaltet ist, sind die Spannungen an den Kondensatoren 508 (C1), 510 (C2) und 512 (C3) gleich null und die Eingangsknotenspannungsänderung wird wieder gleichmäßig zwischen den Gate-Source-Anschlüssen des ersten Transistors (M1) 502, des zweiten Transistors (M2) 504 und des dritten Transistors (M3) 506 aufgeteilt, wodurch diese analog eingeschaltet werden.
  • Während einer negativen elektrostatischen Entladung (der Eingang bekommt eine negative Spannung in Bezug auf die Erde) gibt es einen niederohmigen Strompfad, der von der TN-WANNEN-Diode des dritten Transistors (M3) 506 zur Erde gebildet wird.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 5B ein weiteres Beispiel einer Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme gezeigt. Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenldemme weist einen ersten Transistor (M4) 552, einen zweiten Transistor (M5) 554, einen dritten Transistor (M6) 556, einen ersten Widerstand 558, einen zweiten Widerstand 560 und einen dritten Widerstand 562 auf.
  • In der Schaltung von 5, und um einen Hochspannungsbetrieb der Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme zu gewährleisten, müssen die PMOS-Transistoren und die NMOS-Transistoren in einer HS-N-WANNE/TN-WANNE platziert werden, die entsprechend in 6 oder 7 gezeigt sind.
  • In einem Aspekt ist die maximale Gleichspannung, die die Struktur handhaben kann, die maximale Spannung eines einzelnen Transistors multipliziert mit der Anzahl der übereinander angeordneten Transistoren. In dem vorliegenden Fall ist dies 4,3 V multipliziert mit 3, was gleich 12,9 V ist. Dicke Gate-Oxid-Transistoren können verwendet werden, um die Transistoren aufzubauen. Alternativ können auch dünne Gate-Oxid-Transistoren verwendet werden. Im letzteren Fall muss die Anzahl an übereinander angeordneten Stufen erhöht werden.
  • Die Hochspannungs-ESD-Stromschienenklemme von 5B besteht aus drei übereinander angeordneten bzw. gestapelten identischen Stufen – einer ersten Stufe (R4, der erste Transistor (M4) 552), einer zweiten Stufe (R5, der zweite Transistor (M5) 554) und einer dritten Stufe (R6, der dritte Transistor (M6) 556). Jede dieser Stufen wird als eine „Grounded-Gate PMOS”/(PMOS mit geerdetem Gate bzw. Gatter)-Schutzstufe bezeichnet. Während eines normalen Betriebs wird eine Gleichspannung von 12 V an den Eingang des Stapels angelegt. Diese Spannung wird gleichmäßig zwischen den drei Stufen aufgeteilt, so dass an dem Drain des ersten Transistors (M4) 552 etwa 4 V anliegen und an dem Drain des zweiten Transistors (M5) 554 etwa 8 V anliegen. Die Vgs (Gate zu Source) aller Transistoren ist null und sie sind ausgeschaltet.
  • Während einer positiven elektrostatischen Entladung steigt die Spannung sprunghaft an dem Eingangsknoten an. Die Spannungsänderung wird gleichmäßig zwischen den drei Stufen aufgeteilt. Oberhalb einer Eingangsspannung von etwa 17 V beginnen die Transistoren 552 (M4), 554 (M5) und 556 (M6), in einem Avalanche-Durchbruch-Snapback bzw. Lawinendurchbruch-Rückschnappen zu arbeiten. Die parasitären PNP-Transistoren werden eingeschaltet und ein niederohmiger Pfad zur Erde wird bereitgestellt.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 8 der Avalanche-Durchbruch-Snapback-Vorgang bzw. Lawinendurchbruch-Rückschnapp-Vorgang für einen einzelnen Transistor 800 gezeigt und beschrieben. Der Transistor 800 weist eine Source 802, einen Drain 804 und ein Gate 806 auf. Die Schaltung arbeitet wie folgt. Zuerst tritt der Avalanche-Durchbruch bzw. Lawinendurchbruch durch eine Sperrvorspannung an dem Drain-Übergang auf. Als zweites findet ein Spannungsabfall durch den Bulk-Strom statt. Als drittes wird der Übergang von dem Substrat (Basis) zu der Source (Emitter) in Durchlassrichtung vorgespannt. Als viertes schaltet sich der parasitäre PNP-Transistor ein.
  • Nun wird zu 5B zurückgekehrt. Während eines negativen ESD-Ereignisses gibt es einen niederohmigen Strompfad, der von der N-WANNEN-Diode des dritten Transistors (M6) 556 zur Erde gebildet wird.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 5C ein weiteres Beispiel einer HS-ESD-Klemme beschrieben. Dieses Beispiel arbeitet auf die gleiche Weise wie das Beispiel von 5B. Das Beispiel von 5C wird mit NMOS-Transistoren 570, 572 und 574 anstatt mit PMOS-Transistoren implementiert. Widerstände sind weggelassen. Stattdessen werden die NMOS-Transistoren 570, 572 und 574 groß ausgelegt.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 6 ein Beispiel der Trennung von N-WANNEN- und P-WANNEN-Bereichen auf einem Substrat beschrieben. Diese Struktur kann in den Transistoren von 1, 2, 3, 4, 5A und 5B verwendet werden. Das Substrat 602 weist einen ersten P-Wannen-Bereich 604, einen N-WANNEN-Bereich 606 und einen zweiten P-WANNEN-Bereich 608 auf. Der Bereich 606 ist von der P-WANNE um einen Abstand L getrennt.
  • Der HS-N-WANNEN-Bereich 606 hat eine hohe Durchbruchspannung zwischen der N-WANNE und dem Substrat, und seine Bildung ist in 6 gezeigt. Diese steht im Kontrast zu früheren CMOS-Prozessen, in denen das Areal, das keine N-WANNE ist, automatisch als P-WANNE gebildet (dotiert) wird. In diesen früheren Lösungsansätzen ist die Durchbruchspannung zwischen dem N-WANNEN-Bereich und dem Substrat durch die Durchbruchspannung der Seitenwandkomponente des N-WANNEN-zu-P-WANNEN/Substrat-Übergangs begrenzt. In einem typischen 0,18-μm-CMOS-Prozess ist diese Spannung für frühere Lösungsansätze etwa 10 Volt.
  • Es wird klar sein, dass die Bodenkomponente des N-WANNEN-zu-P-WANNEN/Substrat-Übergangs eine höhere Durchbruchspannung hat, weil das Substrat ein geringeres Dotierungsniveau als die P-WANNEN-Bereiche hat. Wie in den vorliegenden Lösungsansätzen und insbesondere in 6 gezeigt ist, wird durch das Blockieren der Bildung der P-WANNEN-Bereiche 604 und 608 um den N-WANNEN-Bereich 606 herum gewährleistet, dass der N-WANNEN-Bereich 606 vollständig von einem gering dotierten Substrat umgeben ist, wodurch die Durchbruchspannung des N-WANNEN-zu-Substrat-Übergangs in 6 erhöht wird. Mit anderen Worten, diese Blockierung wird unter Verwendung eines blockierten Areals, das eine Länge L hat, erreicht.
  • In Abhängigkeit von der Länge L des blockierten Areals kann die in Frage stehende Durchbruchspannung von 10 auf etwa 45 Volt in einem Standard-0,18-μm-CMOS-Process erhöht werden. Die Kombination aus einer geeigneten Schaltungstopologie (begrenzt durch die maximale Spannung zwischen der N-WANNE und dem Substrat (Vnwell-sub)) und der beschriebenen Substratdotierungsblockierung um den bzw. die kritischen N-WANNEN-Bereich(e) 606 herum erlauben die Implementierung einer Ladungspumpe mit einer hohen Ausgangsspannung in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess. In einem Beispiel ist L etwa 1,8 Mikrometer bzw. Mikron und liegt in einem Bereich zwischen etwa 0,7 Mikrometer und 2 Mikrometer. Andere Beispiele für Werte für L sind möglich.
  • Es wird verstanden werden, dass die Bodenkomponente des gleichen Übergangs eine höhere Durchbruchspannung hat, weil das Substrat ein niedrigeres Dotierungsniveau als die P-WANNE hat. Durch das Blockieren der Bildung der P-WANNE um die N-WANNE herum wird gewährleistet, dass die N-WANNE vollständig von einem gering dotierten Substrat umgeben ist, wodurch die Durchbruchspannung des Übergangs von der N-WANNE zu dem Substrat erhöht wird. In Abhängigkeit von der Länge L des „blockierten Areals” kann die in Frage stehende Durchbruchspannung von etwa 10 auf etwa 45 Volt in einem Standard-0,18-μm-CMOS-Prozess erhöht werden, um ein Beispiel zu nennen.
  • Es wird auch klar sein, dass die Kombination aus einer LDMOS-Transistor-Topologie und dem beschriebenen Hochspannungs-N-WANNEN-Bereich einen Hochspannungstransistor in einem Standard-Niederspannungs-CMOS-Prozess bereitstellt. Die hier beschriebenen Lösungsansätze stellen die Hochspannungs-ESD-Stromklemmen bereit, die benötigt werden, um die ESD zu kontrollieren bzw. zu beherrschen. In einem Aspekt hat die Bodenkomponente des Übergangs von der N-WANNE zu dem Substrat eine höhere Durchbruchspannung als die seitliche Komponente, weil das Substrat ein niedrigeres Dotierungsniveau als die P-WANNE hat.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 7 ein Beispiel der CMOS-Struktur für die Transistoren der Schaltungen von 1, 2, 4, 5A und 5B beschrieben. Ein Substrat 702 weist P-WANNEN-Bereiche 704, 708, 712 und 716 und N-WANNEN-Bereiche 706, 710 und 714 sowie einen tiefen N-WANNEN-Bereich 718 auf. Die Transistoren sind unter Verwendung eines Dreifachwannenprozesses mit einer Substratdotierungsblockierung um die N-WANNEN-Bereiche herum und um den Tiefen N-WANNEN-Bereich 718 herum aufgebaut. Die Dotierungsblockierung funktioniert auf die gleiche Art und Weise, wie sie hier an anderer Stelle schon beschrieben worden ist.
  • Das Substrat 702 ist sehr leicht mit Akzeptoratomen (P–) dotiert. Die P-WANNEN-Bereiche 704, 708, 712 und 716 sind leicht mit Akzeptoratomen dotiert, und die N-WANNEN-Bereiche 706, 710, 714 sind leicht mit Donatoratomen dotiert, und der Tiefe N-WANNEN-Bereich ist leicht mit Donatoratomen dotiert. Diese Bereiche bilden die Bulks der Transistoren. Die P-WANNEN-Bereiche (704, 712 und 716) bilden das Bulk der NMOS-Transistoren. Der P-WANNEN-Bereich (708) oberhalb des Tiefen N-WANNEN-Bereichs (718) bildet das Bulk des bzw. der isolierten NMOS-Transistors bzw. -Transistoren. Die N-WANNEN-Bereiche bilden die Bulks der PMOS-Transistoren. Wiederum ist kein vollständiger MOS-Transistor in 7 gezeigt.
  • In dem Dreifachwannenprozess von 7, der verwendet wird, um die MOS-Transistoren aufzubauen, ist die Durchbruchspannung zwischen der N-WANNE und dem Substrat und auch zwischen dem Substrat und dem Tiefen N-WANNEN-Bereich durch die Durchbruchspannung der Seitenwandkomponente des N-WANNE-zu-P-WANNE/Substrat-Übergangs (ohne einen Trennungsabstand L) begrenzt. Durch das Hinzufügen des Trennungsabstands L wird die Durchbruchspannung erhöht, wodurch die maximale Ausgangsspannung erhöht wird. In einem Beispiel ist L etwa 1,8 Mikrometer und kann in einem Bereich zwischen 0,7 Mikrometer und 5 Mikrometer liegen. Andere Beispiele von Abmessungen sind möglich.
  • In einem Aspekt hat die Bodenkomponente des Übergangs von der N-WANNE zu dem Substrat eine höhere Durchbruchspannung als die seitliche Komponente, weil das Substrat ein niedrigeres Dotierungsniveau als die P-WANNE hat. Durch das Blockieren der Bildung der P-WANNE um die N-WANNE herum, wie dies in 7 gezeigt ist, ist es möglich, zu gewährleisten, dass die N-WANNE vollständig von einem niedrig dotierten Substrat umgeben ist, wodurch die Durchbruchspannung des N-WANNEN-zu-Substrat-Übergangs erhöht wird. In Abhängigkeit von der Länge L des „blockierten Areals” kann die in Frage stehende Durchbruchspannung von 10 auf etwa 45 Volt in einem Standard-0,18-μm-CMOS-Prozess erhöht werden. Die Bildung der HS-TN-WANNE ist ähnlich wie diejenige, die hier bereits beschrieben worden ist.
  • Es sind hier bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, einschließlich der besten Weise, die den Erfindern für die Ausführung der Erfindung bekannt ist. Es sollte aber klar sein, dass die veranschaulichten Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend betrachtet werden sollen.

Claims (4)

  1. Elektronikchip, wobei der Chip Folgendes aufweist: eine Ladungspumpe, wobei die Ladungspumpe dafür konfiguriert ist, eine vorbestimmte Spannung an einem Mikrofon bereitzustellen, wobei die Ladungspumpe in einem Niederspannungs-CMOS-Prozess implementiert wird; wenigstens ein Hochspannungs-(HS)-ESD-(Electro-Static Discharge; Elektrostatikentladungs)-Modul, das mit dem Ausgang der Ladungspumpe gekoppelt ist, wobei das HS-ESD-Modul dafür konfiguriert ist, einen ESD-Schutz für die Ladungspumpe und ein MEMS-(mikroelektromechanisches System bzw. Mikrosystem)-Mikrofon, das mit dem Chip gekoppelt ist, bereitzustellen; wobei das wenigstens eine HS-ESD-Modul eine Vielzahl von PMOS- oder NMOS-Transistoren aufweist, die wenigstens einen Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereich haben, der innerhalb von ausgewählten Transistoren der PMOS- oder NMOS-Transistoren gebildet ist, wobei der wenigstens eine Hochspannungs-N-WANNEN/TN-WANNEN-Bereich eine Durchbruchspannung hat, die ausreichend ist, um zu erlauben, dass ein Niederspannungsprozess verwendet werden kann, um den Chip aufzubauen, und um es immer noch zu erlauben, dass das HS-ESD-Modul einen ESD-Schutz für den Chip bereitstellen kann.
  2. Chip nach Anspruch 1, wobei ein Hochspannungsanschluss an einem Drain-Anschluss eines ausgewählten Transistors von der Vielzahl von NMOS-Transistoren gebildet ist, um einen LDMOS-Transistor zu bilden, wobei der Hochspannungsanschluss dahingehend wirksam ist, eine Drain-Source-Durchbruchspannung des ausgewählten Transistors zu erhöhen.
  3. Chip nach Anspruch 1, wobei das Mikrofon eine Membran und eine Rückplatte aufweist.
  4. Chip nach Anspruch 1, der des Weiteren ein Ladungspumpenfilter aufweist.
DE112013006080.9T 2012-12-19 2013-12-18 Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz Withdrawn DE112013006080T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261739284P 2012-12-19 2012-12-19
US61/739,284 2012-12-19
PCT/US2013/076135 WO2014100184A1 (en) 2012-12-19 2013-12-18 Apparatus and method for high voltage i/o electro-static discharge protection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112013006080T5 true DE112013006080T5 (de) 2015-08-27

Family

ID=50974362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112013006080.9T Withdrawn DE112013006080T5 (de) 2012-12-19 2013-12-18 Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9343455B2 (de)
KR (1) KR20150087410A (de)
CN (1) CN104956472A (de)
DE (1) DE112013006080T5 (de)
WO (1) WO2014100184A1 (de)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7434305B2 (en) 2000-11-28 2008-10-14 Knowles Electronics, Llc. Method of manufacturing a microphone
CN110944269A (zh) 2011-08-18 2020-03-31 美商楼氏电子有限公司 用于mems装置的灵敏度调整装置和方法
US9402118B2 (en) 2012-07-27 2016-07-26 Knowles Electronics, Llc Housing and method to control solder creep on housing
US9491539B2 (en) 2012-08-01 2016-11-08 Knowles Electronics, Llc MEMS apparatus disposed on assembly lid
US9042064B2 (en) * 2012-10-04 2015-05-26 Qualcomm Incorporated Electrostatic discharge protection for class D power amplifiers
US9711166B2 (en) 2013-05-23 2017-07-18 Knowles Electronics, Llc Decimation synchronization in a microphone
CN105379308B (zh) 2013-05-23 2019-06-25 美商楼氏电子有限公司 麦克风、麦克风系统及操作麦克风的方法
US10020008B2 (en) 2013-05-23 2018-07-10 Knowles Electronics, Llc Microphone and corresponding digital interface
US9386370B2 (en) 2013-09-04 2016-07-05 Knowles Electronics, Llc Slew rate control apparatus for digital microphones
US9502028B2 (en) 2013-10-18 2016-11-22 Knowles Electronics, Llc Acoustic activity detection apparatus and method
US9147397B2 (en) 2013-10-29 2015-09-29 Knowles Electronics, Llc VAD detection apparatus and method of operating the same
US9307328B2 (en) 2014-01-09 2016-04-05 Knowles Electronics, Llc Interposer for MEMS-on-lid microphone
WO2015161874A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Epcos Ag Microphone assembly and method of reducing a temperature dependency of a microphone assembly
US9462395B2 (en) * 2014-07-22 2016-10-04 Stmicroelectronics S.R.L. Biasing circuit for a MEMS acoustic transducer with reduced start-up time
US9831844B2 (en) 2014-09-19 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Digital microphone with adjustable gain control
US9554214B2 (en) 2014-10-02 2017-01-24 Knowles Electronics, Llc Signal processing platform in an acoustic capture device
KR20160046552A (ko) * 2014-10-21 2016-04-29 주식회사 솔루엠 정전기 방전 보호회로
US9870939B2 (en) 2014-11-30 2018-01-16 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. RC-stacked MOSFET circuit for high voltage (HV) electrostatic discharge (ESD) protection
TW201640322A (zh) 2015-01-21 2016-11-16 諾爾斯電子公司 用於聲音設備之低功率語音觸發及方法
US10121472B2 (en) 2015-02-13 2018-11-06 Knowles Electronics, Llc Audio buffer catch-up apparatus and method with two microphones
US9478234B1 (en) 2015-07-13 2016-10-25 Knowles Electronics, Llc Microphone apparatus and method with catch-up buffer
US20180287377A1 (en) * 2015-09-29 2018-10-04 Tdk Corporation Electrostatic Discharge Protection Device and Circuit Apparatus
JP6604439B2 (ja) * 2015-12-21 2019-11-13 Ｔｄｋ株式会社 Ｍｅｍｓ容量センサ
US10535649B2 (en) * 2016-04-26 2020-01-14 Intersil Americas LLC Enhanced layout of multiple-finger electrostatic discharge (ESD) protection device
US10349161B2 (en) * 2016-10-19 2019-07-09 Fortemedia, Inc. Microphone circuits for canceling out the leakage characteristics of a transducer
US10587114B2 (en) * 2017-05-16 2020-03-10 Newport Fab, Llc Bi-directional electrostatic discharge protection device for radio frequency circuits
KR20190037844A (ko) * 2017-09-29 2019-04-08 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10658354B2 (en) * 2018-09-17 2020-05-19 Semiconductor Components Industries, Llc Electrostatic discharge handling for lateral transistor devices
US11564041B2 (en) 2018-10-09 2023-01-24 Knowles Electronics, Llc Digital transducer interface scrambling
US11579645B2 (en) * 2019-06-21 2023-02-14 Wolfspeed, Inc. Device design for short-circuitry protection circuitry within transistors
US11618671B2 (en) 2020-08-10 2023-04-04 Infineon Technologies Ag Charge controlled clamp for mems readout circuits
CN114374196B (zh) * 2021-12-24 2023-06-06 芯耀辉科技有限公司 静电防护钳位电路、接口模块及电子设备

Family Cites Families (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659588A (en) * 1996-08-15 1997-08-19 Lsi Logic Corporation Phase-locked loop having filter leakage cancellation circuit
US5740261A (en) 1996-11-21 1998-04-14 Knowles Electronics, Inc. Miniature silicon condenser microphone
AU4317099A (en) 1998-06-05 1999-12-20 Knowles Electronics, Inc. Solid-state receiver
US6091657A (en) * 1999-01-20 2000-07-18 Lucent Technologies Inc. Integrated circuit having protection of low voltage devices
US6535460B2 (en) 2000-08-11 2003-03-18 Knowles Electronics, Llc Miniature broadband acoustic transducer
US7434305B2 (en) 2000-11-28 2008-10-14 Knowles Electronics, Llc. Method of manufacturing a microphone
US7166910B2 (en) 2000-11-28 2007-01-23 Knowles Electronics Llc Miniature silicon condenser microphone
US8623709B1 (en) 2000-11-28 2014-01-07 Knowles Electronics, Llc Methods of manufacture of top port surface mount silicon condenser microphone packages
US7439616B2 (en) 2000-11-28 2008-10-21 Knowles Electronics, Llc Miniature silicon condenser microphone
US6847090B2 (en) 2001-01-24 2005-01-25 Knowles Electronics, Llc Silicon capacitive microphone
US6924963B2 (en) * 2002-02-14 2005-08-02 Intersil Americas Inc. ESD protection network utilizing precharge bus lines
US6781231B2 (en) 2002-09-10 2004-08-24 Knowles Electronics Llc Microelectromechanical system package with environmental and interference shield
US7501703B2 (en) 2003-02-28 2009-03-10 Knowles Electronics, Llc Acoustic transducer module
US7382048B2 (en) 2003-02-28 2008-06-03 Knowles Electronics, Llc Acoustic transducer module
US20040253760A1 (en) 2003-06-13 2004-12-16 Agency For Science, Technology And Research Method to fabricate a highly perforated silicon diaphragm with controlable thickness and low stress
JP4557577B2 (ja) 2004-03-26 2010-10-06 三洋電機株式会社 チャージポンプ回路
US7030683B2 (en) * 2004-05-10 2006-04-18 Sandisk Corporation Four phase charge pump operable without phase overlap with improved efficiency
KR100587683B1 (ko) * 2004-06-07 2006-06-08 삼성전자주식회사 불휘발성 반도체 메모리 장치에서의 고전압 발생회로
US7248078B2 (en) * 2004-08-20 2007-07-24 Nec Electronics Corporation Semiconductor device
US7297567B2 (en) 2006-01-10 2007-11-20 Knowles Electronics, Llc. Method for singulating a released microelectromechanical system wafer
US20070215962A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Knowles Elecronics, Llc Microelectromechanical system assembly and method for manufacturing thereof
JP2009537817A (ja) * 2006-05-17 2009-10-29 エヌエックスピー ビー ヴィ 静電容量ｍｅｍｓセンサデバイス
JP2008136047A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Sony Corp 固体撮像装置及び撮像装置
US20080142475A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Knowles Electronics, Llc Method of creating solid object from a material and apparatus thereof
US20080217709A1 (en) 2007-03-07 2008-09-11 Knowles Electronics, Llc Mems package having at least one port and manufacturing method thereof
KR101152071B1 (ko) 2007-08-02 2012-06-11 놀레스 일렉트로닉스 아시아 피티이 리미티드 Ｍｅｍｓ 센서를 포함하는 전자 음향 변환기
US20090086992A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 Fortemedia, Inc. Microphone circuit and charge amplifier thereof
US8450817B2 (en) 2008-08-14 2013-05-28 Knowles Electronics Llc Microelectromechanical system package with strain relief bridge
CN102187685B (zh) 2008-10-14 2015-03-11 美商楼氏电子有限公司 具有多个换能器元件的传声器
GB2466774B (en) * 2008-12-30 2011-08-31 Wolfson Microelectronics Plc Circuits for biasing/charging high impedance loads
GB2466775B (en) * 2008-12-30 2011-06-22 Wolfson Microelectronics Plc Charge pump circuits
DE102008063311A1 (de) * 2008-12-30 2010-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Rauschreduktion von CT-Bilddaten und Bildbearbeitungssystem
WO2010080820A2 (en) 2009-01-07 2010-07-15 Knowles Electronics, Llc Microphone and orientation sensor assembly
JP5525736B2 (ja) * 2009-02-18 2014-06-18 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 半導体装置及びその製造方法
KR20120014591A (ko) 2009-05-18 2012-02-17 노우레스 일렉트로닉스, 엘엘시 감소된 진동 감도를 갖는 마이크로폰
US8270131B2 (en) * 2009-07-31 2012-09-18 Infineon Technologies Ag Electrostatic discharge protection element and electrostatic discharge protection chip and method of producing the same
US9399574B2 (en) 2009-08-13 2016-07-26 Knowles Electronics Llc MEMS package and a method for manufacturing the same
US8987030B2 (en) 2009-08-13 2015-03-24 Knowles Electronics, Llc MEMS package and a method for manufacturing the same
US8687823B2 (en) 2009-09-16 2014-04-01 Knowles Electronics, Llc. Microphone interface and method of operation
EP2432249A1 (de) 2010-07-02 2012-03-21 Knowles Electronics Asia PTE. Ltd. Mikrofon
KR20120061422A (ko) 2010-12-03 2012-06-13 한국전자통신연구원 멤스 음향 센서
US20120161258A1 (en) 2010-12-28 2012-06-28 Loeppert Peter V Package with a cmos die positioned underneath a mems die
US8405449B2 (en) * 2011-03-04 2013-03-26 Akustica, Inc. Resettable high-voltage capable high impedance biasing network for capacitive sensors
US9006832B2 (en) * 2011-03-24 2015-04-14 Invensense, Inc. High-voltage MEMS apparatus and method
US8781140B2 (en) 2011-04-15 2014-07-15 Knowles Electronics, Llc Compact, highly integrated microphone assembly
US20130058506A1 (en) 2011-07-12 2013-03-07 Steven E. Boor Microphone Buffer Circuit With Input Filter
CN110944269A (zh) 2011-08-18 2020-03-31 美商楼氏电子有限公司 用于mems装置的灵敏度调整装置和方法
US8879767B2 (en) 2011-08-19 2014-11-04 Knowles Electronics, Llc Acoustic apparatus and method of manufacturing
US9059630B2 (en) 2011-08-31 2015-06-16 Knowles Electronics, Llc High voltage multiplier for a microphone and method of manufacture
US8969980B2 (en) 2011-09-23 2015-03-03 Knowles Electronics, Llc Vented MEMS apparatus and method of manufacture
US20130177192A1 (en) 2011-10-25 2013-07-11 Knowles Electronics, Llc Vented Microphone Module
CN103999484B (zh) 2011-11-04 2017-06-30 美商楼氏电子有限公司 作为声学设备中的屏障的嵌入式电介质和制造方法
US9485560B2 (en) 2012-02-01 2016-11-01 Knowles Electronics, Llc Embedded circuit in a MEMS device
US8995694B2 (en) 2012-02-01 2015-03-31 Knowles Electronics, Llc Embedded circuit in a MEMS device
US8830641B2 (en) * 2012-03-02 2014-09-09 Sofics Bvba Electrostatic discharge protection for high voltage domains
US9402118B2 (en) 2012-07-27 2016-07-26 Knowles Electronics, Llc Housing and method to control solder creep on housing
US20140037120A1 (en) 2012-08-01 2014-02-06 Knowles Electronics, Llc Microphone Assembly
US20140064546A1 (en) 2012-08-01 2014-03-06 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly
US9491539B2 (en) 2012-08-01 2016-11-08 Knowles Electronics, Llc MEMS apparatus disposed on assembly lid
US9078063B2 (en) 2012-08-10 2015-07-07 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly with barrier to prevent contaminant infiltration
US9137595B2 (en) 2012-11-14 2015-09-15 Knowles Electronics, Llc Apparatus for prevention of pressure transients in microphones
US20140133686A1 (en) 2012-11-14 2014-05-15 Knowles Electronics, Llc Apparatus to prevent excess movement of mems components
DE112014000440T5 (de) 2013-01-15 2015-10-15 Knowles Electronics, Llc Teleskopischer Operationsverstärker mit Anstiegsratensteuerung
US20140291783A1 (en) 2013-03-21 2014-10-02 Knowles Electronics, Llc Cover for a mems microphone
US9467785B2 (en) 2013-03-28 2016-10-11 Knowles Electronics, Llc MEMS apparatus with increased back volume
US9301075B2 (en) 2013-04-24 2016-03-29 Knowles Electronics, Llc MEMS microphone with out-gassing openings and method of manufacturing the same
US10020008B2 (en) 2013-05-23 2018-07-10 Knowles Electronics, Llc Microphone and corresponding digital interface
US9386370B2 (en) 2013-09-04 2016-07-05 Knowles Electronics, Llc Slew rate control apparatus for digital microphones
US20150117681A1 (en) 2013-10-30 2015-04-30 Knowles Electronics, Llc Acoustic Assembly and Method of Manufacturing The Same
US20150139428A1 (en) 2013-11-20 2015-05-21 Knowles IPC (M) Snd. Bhd. Apparatus with a speaker used as second microphone
US20150172825A1 (en) 2013-12-13 2015-06-18 Knowles Electronics, Llc Method and Apparatus for an Acoustic Device Having a Coating
US9307328B2 (en) 2014-01-09 2016-04-05 Knowles Electronics, Llc Interposer for MEMS-on-lid microphone
CN106105259A (zh) 2014-01-21 2016-11-09 美商楼氏电子有限公司 提供极高声学过载点的麦克风设备和方法
US20150256916A1 (en) 2014-03-04 2015-09-10 Knowles Electronics, Llc Programmable Acoustic Device And Method For Programming The Same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150087410A (ko) 2015-07-29
US20140177113A1 (en) 2014-06-26
CN104956472A (zh) 2015-09-30
WO2014100184A1 (en) 2014-06-26
US9343455B2 (en) 2016-05-17
US20160241022A1 (en) 2016-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013006080T5 (de) Vorrichtung und Verfahren für einen Hochspannungs-E/A-Elektrostatikentladungsschutz
DE19959180C2 (de) Differentialverstärker
DE3927278C2 (de) Spannungsreglerschaltkreis
DE112012003559T5 (de) Hochspannungsvervielfacher für ein Mikrofon und Herstellungsverfahren
DE112018003130T5 (de) Zeitsteuerung für Totzeitsteuerung
DE4211644C2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer konstanten Spannung
DE2322317C2 (de) Audioverstärker
DE4034371C1 (de)
DE19751079C2 (de) MOS-Schalter zur Verminderung des Übersprechens eines Taktgebers in einem Schalter-Kondensator-Schaltkreis
DE102015117579A1 (de) Spannungsgenerator und seine Vorspannung
DE1537263A1 (de) Transistortreiberschaltung mit kapazitiver Rueckkopplung
EP0648019B1 (de) CMOS-Schaltung mit erhöhter Spannungsfestigkeit
EP0261370B1 (de) Integrierte Schaltung mit "Latch-up" Schutzschaltung in komplementärer MOS Schaltungstechnik
EP0491980B1 (de) Spannungsregler mit einem CMOS-Transkonduktanzverstärker mit gleitendem Arbeitspunkt
DE3125470C2 (de)
DE102013112007A1 (de) System und Verfahren für einen kapazitiven Signalquellenverstärker
DE112019004623T5 (de) Elektronische schaltung und sensorsystem
EP2057482A1 (de) Anordnung und verfahren zur ladungsintegration
DE19740125C2 (de) Schaltung zum Entladungsschutz integrierter Schaltkreise mit einem steuerbaren Siliziumgleichrichter und einem MOS-Transistor als Schutzelemente
DE102004027298B4 (de) Auf dem Chip ausgeführter Hochpassfilter mit großer Zeitkonstanten
EP0261371B1 (de) Integrierte Schaltung mit "Latch-up" Schutzschaltung in komplementärer MOS Schaltungstechnik
DE10392359T5 (de) Drain aktivierter/deaktivierter AC-gekoppelter Bandpass HF-Schalter
DE102016102976A1 (de) Spannungsquelle
DE2640621C3 (de) Halbleiter-Schalteinrichtung
DE10052196B4 (de) Mikrofoneinheit

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee