特許 6227644 植込み型医療装置の静電気放電保護回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227644

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】植込み型医療装置の静電気放電保護回路

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/37 20060101AFI20171030BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20171030BHJP

   H01L 27/04 20060101ALI20171030BHJP

   H01L 27/06 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   A61N1/37

   H01L27/04 H

   H01L27/06 311A

   H01L27/06 311C

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-523134(P2015-523134)

(86)(22)【出願日】2013年7月11日

(65)【公表番号】特表2015-524298(P2015-524298A)

(43)【公表日】2015年8月24日

(86)【国際出願番号】US2013050032

(87)【国際公開番号】WO2014014733

(87)【国際公開日】20140123

【審査請求日】2016年7月7日

(31)【優先権主張番号】61/673,330

(32)【優先日】2012年7月19日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505003528

【氏名又は名称】カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】マイレ、キース アール．

(72)【発明者】

【氏名】ジュファー、ランス イー．

(72)【発明者】

【氏名】リンダー、ウィリアム ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】バルツェウスキ、ロン エイ．

(72)【発明者】

【氏名】ステスマン、ニコラス ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ジャンセン、マーク デュアン

【審査官】 宮崎 敏長

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／００３１２４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００９−０２１３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５０６２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｎ １／１８ − Ａ６１Ｎ １／３９

Ｈ０１Ｌ ２７／０４ − Ｈ０１Ｌ ２７／０９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

植込み型医療装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに含まれている集積回路とを備え、
前記集積回路は、静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を含み、
前記静電気放電（ＥＳＤ）保護回路は、
制御入力を介して受信した制御信号に応答して、第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている能動回路と、
前記第１電源ノードと前記能動回路の前記制御入力との間に電気結合されている第１受動回路と、
前記第２電源ノードと前記能動回路の前記制御入力との間に電気結合されている第２受動回路とを含み、
前記第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つは、直列構成、並列構成、または直列および並列構成の組合せのコンデンサのアレイを含み、前記コンデンサのアレイの少なくとも１つのコンデンサは、集積回路の単結晶領域にあるか、またはポリシリコン領域間に配置される誘電体を含み、
前記第１および第２の受動回路は、特定の時定数を規定するように構成され、
前記第１および第２の受動回路は、印加されるＥＳＤに応答して前記特定の時定数を使用して前記制御信号を前記制御入力に供給するように構成され、
前記能動回路は、前記制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードへと切り替えて、前記第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するように構成されている、植込み型医療装置。

【請求項2】

前記第１受動回路は、直列および並列構成のコンデンサのアレイを含み、
前記第２受動回路は、レジスタを含む、請求項１に記載の植込み型医療装置。

【請求項3】

前記第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つは、直列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを含む、請求項１または２に記載の植込み型医療装置。

【請求項4】

前記第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つは、並列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の植込み型医療装置。

【請求項5】

前記能動回路は、前記第１電源ノードを前記第２電源ノードに結合するように構成されているシャント電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の植込み型医療装置。

【請求項6】

前記能動回路は、前記シャントＦＥＴのゲートに結合されている駆動回路を含み、
前記制御入力は、前記駆動回路の入力を有する、請求項５の植込み型医療装置。

【請求項7】

前記駆動回路は、相補型トランジスタペアを含む、請求項６に記載の植込み型医療装置。

【請求項8】

前記第１電源ノードは、第１ＤＣ供給電圧を含み、
前記第２電源ノードは、第２ＤＣ供給電圧を含み、
前記第１ＤＣ供給電圧は、前記第２ＤＣ供給電圧に対して極性が正である、請求項１から７のいずれか１項に記載の植込み型医療装置。

【請求項9】

前記第２電源ノードは、基準ノードを有する、請求項８に記載の植込み型医療装置。

【請求項10】

前記植込み型医療装置は、導電性ハウジングを備え、
前記基準ノードは、前記ハウジングに電気結合されている、請求項９に記載の植込み型医療装置。

【請求項11】

前記植込み型医療装置は、前記ハウジングに結合されている誘電体部を備え、
前記誘電体部は、前記誘電体部上またはその内部に電極を含み、
前記集積回路は、ボンドパッドを含み、
前記電極は、前記ボンドパッドに電気結合され、
前記集積回路は、前記ボンドパッドと少なくとも１つの電源ノードとの間に少なくとも１つのＥＳＤクランプ回路を含む、請求項１０に記載の植込み型医療装置。

【請求項12】

前記第１受動回路は、直列および並列構成のコンデンサのアレイを含み、
前記第２受動回路は、レジスタを含み、
前記第１または第２の受動回路の１以上は、少なくとも第１および第２のコンデンサを含み、
前記第１コンデンサは、集積回路基板の単結晶領域に誘電体を有するコンデンサ誘電体を含み、
前記第２コンデンサは、集積回路のポリシリコン領域間に配置されるコンデンサ誘電体を含む、請求項１に記載の植込み型医療装置。

【請求項13】

植込み型医療装置で静電気放電（ＥＳＤ）保護を提供する方法であって、
ハウジングを形成すること、
前記ハウジング内に集積回路を形成することを備え、
前記集積回路は、静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を含み、
前記集積回路を形成することは、
制御入力を介して受信した制御信号に応答して、第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている能動回路を形成すること、
前記第１電源ノードと前記能動回路の前記制御入力との間で電気結合する第１受動回路を形成すること、
前記第２電源ノードと前記能動回路の前記制御入力との間で電気結合する第２受動回路を形成することを含み、
前記第１受動回路を形成すること、および前記第２受動回路を形成することのうちの少なくとも１つは、直列構成、並列構成、または直列および並列構成の組合せでコンデンサのアレイを形成することを含み、前記コンデンサのアレイの少なくとも１つのコンデンサは、集積回路の単結晶領域にあるか、またはポリシリコン領域間に配置される誘電体を含み、
前記第１および第２の受動回路は、特定の時定数を規定するように構成され、
前記第１および第２の受動回路は、印加されるＥＳＤに応答して前記規定の時定数を使用して前記制御信号を前記制御入力に供給するように構成され、
前記能動回路は、前記制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードに切り替えて、前記第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するように構成されている、方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

電子集積回路は、数千または数百ものトランジスタ、レジスタ、コンデンサ、配線または他の機器など、多数の機器を含むことができる。静電蓄積したエネルギーは、放電されると、当該回路に含まれている電気的オーバーストレスになった機器によるなどして、集積回路を損傷することがある。例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）またはコンデンサは、ＥＳＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃａｒｇｅ）事象に対する酸化物または他の誘電体層の脆弱性によるなど、当該ＥＳＤ事象に特に敏感になるおそれがある。ＥＳＤは集積回路の製造中、取扱い中、流通中、最終使用中、または他の場合に発生するおそれがある。装置、包装または人は損傷を引き起こす量の当該電荷を静電集積して蓄積するおそれがあり、その電荷がさらに集積回路を通るかもしくは集積回路付近の経路を介して不用意に放電するおそれがある。あるアプローチでは、「接地した」もしくは導電性の電気ワークステーションまたは包装を用いるなどして、静電蓄積したエネルギーを消散させる予防的な取扱い措置を取ることができるが、当該措置は一般に集積回路に対するＥＳＤに起因する損傷の恐れをなくすのではなく、低減するだけである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0002】

一般に、集積回路は集積回路機器パッケージの一部として含まれている１以上の導体に電気的および機械的接続を提供するためなど、１以上のボンドパッドを含むことができる。当該ボンドパッドは入力または出力（Ｉ／Ｏ）ということができ、ボンドパッドノードと１以上の電源ノードとの間を結合するなど、集積回路の一部として、または集積回路の外部に含まれている静電気放電（ＥＳＤ）クランプ回路に結合することができる。このようなクランプ回路は、例えば、ボンドパッドと電源ノードとの間に印加される電圧を特定の電圧範囲内に制限することができる。

【0003】

あるアプローチでは、Ｉ／Ｏ保護に追加するなど、１以上のＥＳＤ保護回路を、２以上の電源ノード間など、集積回路の一部として含むことができる。ＥＳＤ保護回路はトランジスタなどの能動素子と、レジスタおよびコンデンサを含むような検出回路とを含むことができる。このような検出回路は、能動素子がＥＳＤ事象の継続期間中に導通になるように能動素子をトリガするためなど、能動素子の制御入力に結合することができる。例えば、このような能動素子は、２以上の電源ノード間など、エネルギー消散またはＥＳＤエネルギーの分路を提供することができる。ＥＳＤによりトリガされた分路は電源ノードに結合されている他の回路系の電気的オーバーストレスを防止することができる。複数の電源ノードを有する集積回路の実施例では（例、「複数のパワードメイン」の実施例）、ＥＳＤ保護回路のアレイを使って、ＥＳＤ保護回路のアレイのそれぞれの電源ノード間に印加されるＥＳＤに起因する電圧または他の電気的過渡現象によるなどの電気的オーバーストレスを低減または阻止することができる。

【0004】

本発明者らは、特に、ＥＳＤ保護回路の一部として含まれている検出回路の構成がＥＳＤ保護回路の信頼性に影響することを認識した。例えば、単一のコンデンサを含む検出回路は、少なくとも部分的にはコンデンサの経時絶縁破壊（ＴＤＤＢ：Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）によるなど、故障するおそれがある。ＴＤＤＢは故障しているコンデンサを電気的短絡として挙動させるおそれがある。本発明者らは、当該経時絶縁破壊率は、コンデンサに印加される動作電圧（例、「使用電圧」）によって影響を受ける可能性があることも認識した。例えば、使用電圧が高くなると、ＴＤＤＢはコンデンサの寿命全体にわたってより急速に発生するおそれがある。１以上の集積回路を有する植込み型医療装置を含め植込み型のアプリケーションでは、ＴＤＤＢによるＥＳＤ保護回路の故障は、植込み型機器の早期のバッテリ枯渇などの望ましくない影響を生じるおそれがある。

【0005】

したがって、本発明者らは、特に、２以上のコンデンサを直列構成、並列構成、または直列および並列構成の組合せで含む検出回路を具備するなど、２以上のコンデンサを含むアレイをＥＳＤ保護回路の一部として含むことができると認識した。当該直列、並列、または直列・並列コンデンサ構成は、１以上の、短絡コンデンサ故障（例、ＴＤＤＢによる）、開回路コンデンサ故障（例、配線故障による）、「漏えい」もしくは「損失」コンデンサ故障（例、コンデンサ等価直列抵抗もしくは漏れ抵抗が指定範囲外の場合）、または１以上の他の故障モードの存在下で確実なＥＳＤ保護回路の動作を提供するなど、冗長性を提供することができる。

【0006】

本概要は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図している。本発明の排他的または網羅的な説明を提供することを意図するものではない。本特許出願に関する詳しい情報を提供するために詳細な説明を記載する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】全体として、植込み型医療装置に含まれている集積回路の一部として含むことができるなど、静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を含むことができる実施例を示す。

【図2】全体として、複数の「パワードメイン」を有する集積回路の一部として含むことができるなど、ＥＳＤ保護回路のアレイの実施例を示す。

【図3】全体として、ハウジングおよび誘電体ヘッダアセンブリを含むことができるなど、植込み型医療装置を含むことができる実施例を示す。

【図4A】全体として、並列構成で２以上のコンデンサを有する検出回路を含むＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図4B】全体として、直列構成で２以上のコンデンサを有する検出回路を含むＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図4C】全体として、直列・並列構成で２以上のコンデンサを有する検出回路を含むＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図5】全体として、メタルオンリーマスク調整を用いるなどして、所望の静電容量または抵抗を選択するために使用することのできる１以上の金属特徴部を含むことができるなど、ＥＳＤ保護回路の一部として含むことのできる検出回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図6】全体として、植込み型医療装置の一部として含むことができるなど、２以上のコンデンサ機器と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）機器とを含むことができる集積回路の少なくとも一部の断面図を示す。

【図7A】全体として、シャント装置と駆動回路とを具備する能動回路を含むことのできるＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図7B】全体として、ＦＥＴシャント装置および相補型ＦＥＴ駆動回路を含むことができるＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。

【図8】全体として、植込み型医療装置用など、集積回路を形成するステップを含むことができる、方法などのテクニックを示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

必ずしも縮尺通りに描かれていない図面において、同じ番号は異なる図において同様な構成要素を示していることがある。異なる文字の接尾辞を有する同じ番号は、同様な構成要素の異なる事例を表すことがある。図面は、一般に、制限ではなく例として、本書に述べる様々な実施形態を図示する。

【0009】

図１は、全体として、植込み型医療装置（例、図３に図示するような植込み型医療装置３００）に含まれている集積回路の一部として含むことができるなど、静電気放電（ＥＳＤ）保護回路１０２を含むことができる実施例１００を示す。図１の実施例では、ＥＳＤ保護回路１０２は、能動回路１０６の制御入力「Ｃ」と（例、基準「ＲＥＦ」に対する電圧Ｖ_Ｐの）第１電源ノードとの間に結合されている第１受動回路などの第１回路「Ｚ_１」を含むことができる。ＥＳＤ保護回路１０２は、能動回路１０６の制御入力Ｃと（例、基準「ＲＥＦ」に対する電圧Ｖ_Ｎの）第２電源ノードとの間に結合されている第２受動回路などの第２回路「Ｚ_２」を含むことができる。ある実施例において、Ｖ_Ｎは、ＲＥＦと同じ電位など、Ｖ_Ｐよりも小さいＤＣ電位であることができる。

【0010】

ある実施例では、第１および第２の回路Ｚ_１およびＺ_２の組合せが検出回路を提供することができる。検出回路は、制御入力Ｃを介して、能動回路１０６を実質的に非導通モード（例、「カットオフ」）から実質的に導通モード（例、「オン状態」）に移行または切替えるように能動回路１０６をトリガするように構成することができる。このように、Ｖ_ＰとＶ_Ｎ間のＥＳＤ電圧過渡現象などのエネルギーは、能動回路１０６を介してクランプ、分路、またはその他の方法で消散することができる。トリガされると、能動回路１０６は制御入力Ｃに結合されている電圧を介して、第１または第２の電源ノードＶ_ＰまたはＶ_Ｎのうちの１以上に結合することのできる他の「下流の」回路系１０４を保護することができる。ある実施例では、能動回路１０６は、図７Ａから図７Ｂの例示的な実施例で図示するものなど、１以上のトランジスタまたは駆動回路を含むことができる。

【0011】

ある実施例では、第１または第２の回路Ｚ_１またはＺ_２のうちの１以上は、レジスタ、コンデンサまたはインダクタなどの１以上の受動素子を含むことができる。当該受動素子は、能動植込み型医療装置に含まれるなど、集積回路１００の一部として含むことができる。例えば、図４Ａから図４Ｃ、または図５に図示するように、Ｚ_１またはＺ_２のうちの１以上は、アレイに含まれている単一のコンデンサが故障した場合に、ＥＳＤ保護回路１０２の信頼性を高めるためのコンデンサアレイを含むことができる。

【0012】

パッド１０８など、１以上の入力または出力パッドも、第１クランプＤ_１（例、第１ダイオード）、または第２クランプＤ_２（例、第２ダイオード）を含め、パッド１０８と各電源ノードとの間に結合されているクランプ回路１１０を用いて、ＥＳＤ事象から保護することができる。当該クランプ回路は、ＥＳＤ保護回路１０２によって提供される電源「レール（rail）」保護に加えて含むことができる。

【0013】

図２は、全体として、複数の「パワードメイン（power domain）」を有する集積回路の一部として含むことができるなどの、ＥＳＤ保護回路のアレイ２００Ａの実施例を示す。一般に、２つの電源ノード（例、正電圧および基準）を使用する場合、図１に図示するものなどの単一のＥＳＤ保護回路１０２を使用することができる。（例、アナログまたは混合モード集積回路で各「パワードメイン」を供給するためなど）３以上の電源ノードを使用する場合、保護回路のアレイ２００Ａを使用することができる。例えば、第１ＥＳＤ保護回路１０２Ａは第１電源ノードＶ_１と第２電源ノードＶ_２との間に結合することができる。第２ＥＳＤ保護回路１０２Ｂは第２電源ノードＶ_２と第３電源ノードＶ_３との間に結合することができ、第３ＥＳＤ保護回路１０２Ｃは第３電源ノードＶ_３と第１電源ノードＶ_１との間に結合することができる。このように、各電源ノード間に結合されている（または２つの電源ノードと共同の）ＥＳＤ過渡現象は、各ＥＳＤ保護回路１０２Ａ、１０２Ｂまたは１０２Ｃによってさらに消散または分路することができる。図３の例示的な実施例では３つのノードだけを図示しているが、このようなアレイ２００Ａは４以上の電源ノードを収容するように適切に拡大することができる。

【0014】

図３は、全体として、ハウジング２１０および誘電体部２２０を含むことができるなど、能動植込み型医療装置（ＩＭＤ：Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）３００を含むことができる実施例を示す。ＩＭＤ３００は、植込み型モニタ、植込み型ペースメーカ、植込み型除細動器（ＩＣＤ：Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ−Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）、心臓再同期（ＣＲＴ：Ｃａｒｄｉａｃ Ｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ）装置、神経刺激機器（または１以上の他の生理的刺激、治療もしくは監視機能を含めて）、これらのうち１以上を含むことができる。

【0015】

ある実施例では、ＩＭＤ３００は、ＩＭＤ３００に対して遠位に配置されている１以上の電極を含め、１以上の植込み型リードアセンブリに結合することができる。例えば、１以上の血管内または皮下に植え込まれたリードは、ＩＭＤ３００に含まれている回路２００Ｂに、誘電体部２２０上もしくは誘電体部２２０内に配置されているコネクタブロック２５０を介して結合できるであろう（例、誘電体部２２０およびコネクタブロック２５０は「ヘッダ」を具備することができる）。ハウジング２１０または固定電極２４０のうちの１以上を、回路２００Ｂに結合するなどして、ＩＭＤ３００の一部として含むことができる。ハウジング２１０は、チタン製などの、ハーメチックシールを施した導電性ハウジング（hermetically-sealed conductive housing）を含むことができる。ハウジング２１０は電気的結合２３０を介して回路２００Ｂに電気接続することができる。回路２００Ｂは、図１から図２の実施例もしくは他のところで図示するようなＥＳＤ保護回路１０２を含んで、ハウジング２１０、コネクタブロック２５０または電極２４０のうちの１以上を介して回路２００Ｂに不用意に結合されるおそれのある電気蓄積エネルギーを消散することができる。ある実施例では、ハウジング２１０、電極２４０またはコネクタブロック２５０のうちの１以上の電位に相当する基準電位（例、「接地」または「ＲＥＦ」電位）を規定することができる。

【0016】

図４Ａは、全体として、並列構成の第１コンデンサＣ_Ｐ１および第２コンデンサＣ_Ｐ２などの２以上のコンデンサと、レジスタＲ_１とを有する検出回路を含むことができるＥＳＤ保護回路４００の少なくとも一部の実施例を示す。図４Ａでは、レジスタＲ１の抵抗を乗じた並列静電容量Ｃ_Ｐ１およびＣ_Ｐ２の合計によって決定する時定数を、能動回路１０６の制御入力で規定することができる。このような検出回路構成は第１電源ノードＶ_ＰＸと第２電源ノードＶ_ＮＸとの間に発生する電気的過渡現象（例、ＥＳＤ事象）をトリガ制御入力Ｃに結合するハイパス構成にすることができる。Ｃ_Ｐ１またはＣ_Ｐ２のうちの一方が開回路を生じさせるように故障しても、残りのコンデンサはまだハイパス構成を提供できるが、（増加したハイパスカットオフ周波数（high-pass cut-off frequency）に対応して時定数の継続時間が減少するなど）時定数はそれに応じて減少することがある。しかし、Ｃ_Ｐ１またはＣ_Ｐ２のうちの一方が短絡を生じさせるように故障する場合、能動回路１０６は望ましくない連続トリガ状態になることがある。

【0017】

図４Ｂは、全体として、直列構成の第１コンデンサＣ_Ｓ１および第２コンデンサＣ_Ｓ２などの２以上のコンデンサを有する検出回路を含むことができるＥＳＤ保護回路４００の少なくとも一部の実施例を示す。図４Ｂでは、１を直列静電容量Ｃ_Ｓ１およびＣ_Ｓ２の逆数の合計で割り、レジスタＲ_１の抵抗を乗じて決定する時定数を、能動回路１０６の制御入力で規定できる。このような検出回路構成は、図４Ａの例示的な実施例のように、ハイパス構成も提供することができる。Ｃ_Ｓ１またはＣ_Ｓ２のうちの一方がＴＤＤＢによるなど短絡または低抵抗を生じさせるように故障しても、残りのコンデンサはまだハイパス構成を提供することができ、それに応じて時定数が増加する（例、ハイパスカットオフ周波数を減少させながら、時定数を長くすることができる）。このように、短絡または低抵抗（例、高い漏えい）コンデンサ故障モードの場合、単一のコンデンサが故障した場合に周波数が低くても制御入力をトリガすることがある代わりに、当初指定されたハイパス周波数範囲を保つことができる。Ｃ_Ｓ１またはＣ_Ｓ２のうちの一方が開回路を生じさせるように故障する場合、検出回路は能動回路１０６の制御入力のトリガをさせないようにすることができる。

【0018】

図４Ｃは、全体として、直列と並列（例、直列・並列）構成の２以上のコンデンサを有する検出回路を含むことができるＥＳＤ保護回路４００Ｃの少なくとも一部の実施例を示す。本発明者らは、特に、直列および並列両方のコンデンサを含むコンデンサアレイは、短絡および開回路の両故障モードに対し冗長性を提供できることを認識した。ある実施例では、第１から第４のコンデンサＣ_１からＣ_４を含むなどの（または１以上の他の構成）、アレイ内のコンデンサが、それぞれ特定の静電容量値または使用電圧定格を含むことができる。使用電圧定格はアレイ内の複数の直列の「段階」に対応して下げることができる。例えば、特定の単一（または複数）の短絡故障状態により、各コンデンサに流れる電圧が対応する使用電圧定格を必ず超えるわけではない。

【0019】

ある例示的な実施例では、第１電源ノードＶ_ＰＸと第２電源ノードＶ_ＮＸとの電圧差は約１２ボルトにすることができる。各コンデンサの使用電圧範囲は、１２ボルトを超えて指定することができる。図４Ｃの実施例では、コンデンサＣ_１からＣ_４の直列抵抗がほぼ等しいと仮定すると、携帯動作中（ambulatory operation）（例、非故障操作シナリオ）で各コンデンサで約６ボルトの電圧が低下するであろう。単一の短絡故障の場合、故障により短絡しない残りのコンデンサに１２ボルトを印加できる。例えば、コンデンサＣ_２が故障して短絡すると、コンデンサＣ_１およびＣ_３にＶ_ＰＸとＶ_ＮＸとの電圧差が印加されるであろう（例、コンデンサＣ_１およびＣ_３に、６Ｖではなく約１２ボルトが印加されるであろう）。コンデンサＣ_４はＣ_２の短絡故障により迂回されるであろう。コンデンサＣ_１およびＣ_３はまだ確実に動作することができ、この例示的な実施例では少なくとも１２Ｖに定格される。図６の例示的な実施例に示すように、各コンデンサに異なるコンデンサ誘電材料またはコンデンサ構成を用いるなどすることによっても、冗長性を提供することができる。

【0020】

図５は、全体として、１以上の導電性特徴部Ｍ_１からＭ_４と、第１コンデンサＣ_Ａ１または第２コンデンサＣ_Ａ２を含むなどのコンデンサのアレイ、または第１レジスタＲ_１または第２レジスタＲ_２などのレジスタのアレイとを含むことのできるＥＳＤ保護回路の一部として含むことのできる検出回路の少なくとも一部の実施例を示す。導電性特徴部Ｍ_１からＭ_４は、集積回路の製作前または製作中に、メタルオンリーマスク調整（metal-only mask adjustment）を用いるなど、所望の静電容量または抵抗を選択するために使用できる金属または１以上の他の導電材料を含むことができる。例えば、集積回路の他の層を変更する必要なく、様々な導電性（例、メタライゼーション層（metallization layer））特徴部Ｍ_１からＭ_４を含むかもしくは省くことによって、検出回路に所望の時定数（図１、図２もしくは図４Ａから図４Ｃの実施例で述べるような）を選択することができる。

【0021】

図６は、全体として、植込み型医療装置の一部として含むことのできる２以上のコンデンサ、または電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）機器を含むことができる集積回路６００の少なくとも一部の断面図を示す。ＦＥＴ機器６２８は上記の実施例および他のところで述べる能動回路１０６の一部として含むことができる。例えば、ＦＥＴ機器６２８は、基板６０２の型とは逆の（または、ある実施例では、より大きなウェルもしくはＦＥＴ機器６２８を囲むエピタキシャル成長領域の導電型とは逆の）導電型を含め、各第１および第２のウェル領域６０４Ａおよび６０４Ｂを含むことができる。当該ウェル領域６０４Ａおよび６０４Ｂはソース領域またはドレイン領域として指定することができる。ゲート誘電体６１６は、ウェル領域６０４Ａおよび６０４Ｂの一部とやや側方に重なるなどして、形成することができる。ゲート６１６誘電体上に金属またはポリシリコン端子などの導電端子を形成して、ゲート端子６１４を設けることができる。ウェル領域６０４Ａおよび６０４Ｂの１以上、またはゲート端子６１４は、上記または以下の他の実施例で述べるＥＳＤ保護回路を提供するためなど、集積回路６００の他の部分に電気結合することができる。

【0022】

図６に図示する実施例では、第１コンデンサは、（例、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）もしくは１以上の他の材料を含む）誘電体層６０８上に成長または蒸着されている第１ポリシリコン端子６１２を具備する（もしくは１以上の他の導電材料を含む）ポリ−ポリコンデンサ６３０を含むことができる。このような誘電体層６０８は半導体基板６０２の一部の上に配置することができ、または半導体基板６０２の一部を具備することができる。コンデンサ誘電材料６１０は、化学気相成長法、スピンオン法、スパッタリング法を用いて、または１以上の他の手法を用いて、第１ポリシリコン端子６１２上に形成することができる。第２ポリシリコン端子６０６は、例えば、第１ポリシリコン端子６１２の反対（例、図６に図示するように、上）に、コンデンサ誘電材料６１０が第１および第２のポリシリコン端子６１２および６０６を分離した状態で形成することができる。

【0023】

第２コンデンサは単結晶シリコン上誘電体構成６２６を含むことができる。例えば、基板６０２は、正（ｐ型）ドーピング不純物など、第１導電型を含むことができる。ウェル領域６２４はｎ型またはｐ型のドーピング不純物を含むことができる。第２コンデンサは、ＦＥＴ機器６２８の一部として形成されるゲート誘電体６１６と同様な態様などで、基板６０２上に形成される熱成長または「自然」酸化物層６２０を含むことができる。単結晶シリコン上誘電体構成６２６を含む第２コンデンサは、ｎ型またはｐ型のドーピング不純物を含むなど、それぞれ第１および第２のウェル領域６０４Ｃおよび６０４Ｄを含むことができる。単結晶領域（monocrystalline region）上での酸化物層６２０の成長は酸化物層６２０への欠陥伝搬を低減または阻止することができ、ポリ−ポリコンデンサ６３０と比較してＴＤＤＢに対する脆弱性を低減する。ポリ−ポリコンデンサ６３０と異なり、単結晶シリコン上誘電体構成６２６はエンハンストメントモードまたは空乏モード機器として製作することができ、静電容量は、単結晶シリコン上誘電体構成６２６の基板６０２と端子６１８との間に印加される電圧の極性および大きさに、非線形依存などで依存させることができる。

【0024】

コンデンサのアレイは、ポリ−ポリコンデンサ６３０構成、もしくは単結晶シリコン上誘電体構成６２６を含む１以上のコンデンサ、または１以上の他の構成を用いるなどして形成することができる。１以上の導電層（例、１以上のメタライゼーション層）を形成もしくは蒸着して、単結晶シリコン上誘電体構成６２６に、ポリ−ポリコンデンサ６３０、ＦＥＴ機器６２８、または第２コンデンサのうちの１以上間で電気的な相互接続を提供することができる。

【0025】

図７Ａは、全体として、シャント装置（shunt device）および駆動回路７６０を具備する能動回路７０６Ａを含むことができるＥＳＤ保護回路７００Ａの少なくとも一部の実施例を示す。上記他の実施例で述べたように、図１または図２の能動回路１０６は単一の機器である必要はない。例えば、図６に図示するＦＥＴ機器６２８は、劣化なく複数のＥＳＤ事象を確実に分路するために指定することができる。バイポーラ接合トランジスタ、接合形ＦＥＴ、またはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のうちの１以上など、１以上の他の能動回路を使用することができる。

【0026】

したがって、ある実施例では、ＥＳＤ事象中に能動回路７０６Ａを導通モードに確実にトリガするために、能動回路７０６Ａの制御入力（例、ゲート）に結合するなど、１以上の駆動回路を使用することができる。このような駆動回路は、図７Ｂの例示的な実施例に図示する相補型トランジスタペアなど、１以上のトランジスタを含むことができる。１以上の反転または非反転駆動構成など、他の構成を使用することができる。例えば、反転構成では、入力１７０は、高い電圧から低い電圧への電圧遷移に応答して、能動回路７０６Ａをトリガすることができる。このような反転実施例では、図４Ａから図４Ｃまたは図５の実施例のコンデンサの位置はレジスタと交換されることになり、レジスタに対する位置はコンデンサと交換されることになろう。一般に、駆動回路７６０が反転であろうと、または非反転であろうと、能動回路７０６Ａ（例、シャント装置）は携帯動作中に非導通モードにすることができ、駆動回路７６０によって導通モードに切り替えて、当該導通モードを少なくともＥＳＤ事象の継続期間中保持することができる。

【0027】

図７Ｂは、全体として、ＦＥＴシャント装置７０６Ｂと、第１導電型を有する第１ＦＥＴ機器７６０Ａ（例、ＰＭＯＳ（Ｐ−ｃｈａｎｎｅｌ ＭＯＳ）素子）および第２導電型を有する第２ＦＥＴ機器７６０Ｂ（例、ＮＭＯＳ（Ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＭＯＳ）機器）を含む相補型ＦＥＴ駆動回路とを含むことができるＥＳＤ保護回路の少なくとも一部の実施例を示す。図７Ｂの実施例では、駆動回路は反転構成を含むことができ、特定の電圧閾値を通過する高電圧から低電圧への電圧遷移に応答してシャント装置７０６Ｂをトリガする。

【0028】

図８は、全体として、８０２で植込み型医療装置（ＩＭＤ）のハウジングを形成するステップと、図１、図２、図３、図４Ａから図４Ｃ、図５、図６、図７Ａから図７Ｂの実施例または他のところで述べるＥＳＤ保護回路の一部など、ハウジングに配置できる回路を形成するステップとを含むことができる方法などのテクニック８００を示す。例えば、８０４で、１以上のトランジスタを含む能動回路を形成することができ、能動回路は制御入力を介して受信する制御信号に応答して、第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている。

【0029】

８０６で、第１受動回路を形成でき、第１受動回路は第１電源ノードと能動回路の制御入力とを電気結合した。８０８で、第２受動回路を形成することができる。第２受動回路は、第２電源ノードと能動回路の制御入力間で電気結合することができる。ある実施例では、第１または第２の受動回路を形成するステップのうちの少なくとも一方は、直列構成、並列構成、または直列および並列構成の組合せでコンデンサのアレイを形成するステップを含む。ある実施例では、第１および第２の受動回路は特定の時定数を規定するように構成することができ、印加されるＥＳＤに応答して、第１および第２の受動回路は特定の時定数を使用して制御信号を制御入力に提供するように構成することができ、能動回路は制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードに切り替えて、第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するよう構成することができる。
様々な注記および実施例
実施例１は、ハウジングとハウジングに含まれている集積回路とを具備する植込み型医療装置を含むことができ、または植込み型医療装置である主題（例、装置、方法、作用を行う手段、もしくは機器で行うとき、機器に作用を行わせることができる命令を含む機器読取可能媒体）を含むまたは使用することができ、該集積回路は静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を具備しており、該静電気放電（ＥＳＤ）保護回路は、制御入力を介して受信した制御信号に応答して、第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている能動回路と、該第１電源ノードと該能動回路の制御入力との間で電気結合する第１受動回路と、該第２電源ノードと該能動回路の制御入力との間で電気結合する第２受動回路とを含み、該第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つは直列構成、並列構成、または直列および並列構成の組合せのコンデンサのアレイを含む。実施例１では、第１および第２の受動回路は特定の時定数を規定するように構成されており、印加されるＥＳＤに応答して、第１および第２の受動回路は特定の時定数を使用して制御信号を制御入力に提供するように構成されており、能動回路は、制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードに切り替えて、第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するように構成されている。

【0030】

実施例２は、実施例１の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、直列および並列構成のコンデンサのアレイを含む第１受動回路、レジスタを含む第２受動回路を任意で含むことができる。

【0031】

実施例３は、実施例１または２の１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つが直列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを含むことを任意で含むことができる。

【0032】

実施例４は、実施例１から３の１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つが並列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを含むことを任意で含むことができる。

【0033】

実施例５は、実施例１から４の１つもしくはいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路の１以上に含まれている第１コンデンサが、集積回路基板の単結晶領域に誘電体を含むコンデンサ誘電体を具備することを任意で含むことができる。

【0034】

実施例６は、実施例５の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路の１以上に含まれている第２コンデンサが、集積回路のポリシリコン領域間に配置されているコンデンサ誘電体を具備することを任意で含むことができる。

【0035】

実施例７は、実施例１から６のうちの１つもしくはそのあらゆる組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１電源ノードを第２電源ノードに結合するように構成されているシャント電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を具備する能動回路を任意で含むことができる。

【0036】

実施例８は、実施例７の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、能動回路がシャントＦＥＴのゲートに結合されている駆動回路を具備し、制御入力が駆動回路の入力を具備することを任意で含むことができる。

【0037】

実施例９は、実施例８の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、相補型トランジスタペアを具備する駆動回路を任意で含むことができる。
実施例１０は、実施例１から９のうちの１つもしくはそのいずれかの組み合わせの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１電源ノードが第１ＤＣ供給電圧を具備し、第２電源ノードが第２ＤＣ供給電圧を具備し、第１ＤＣ供給電圧が第２ＤＣ供給電圧に対して極性が正になることを任意で含むことができる。

【0038】

実施例１１は、実施例１０の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、基準ノードを具備する第２電源ノードを任意で含むことができる。
実施例１２は、実施例１１の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、導電性ハウジング、基準ノードがハウジングに電気結合されることを任意で含むことができる。

【0039】

実施例１３は、実施例１２の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、ハウジングに結合されている誘電体部、誘電体部が誘電体部上もしくはその内部に電極を含み、集積回路がボンドパッドを具備し、電極がボンドパッドに電気結合されており、集積回路がボンドパッドと少なくとも１つの電源ノードとの間に少なくとも１つのＥＳＤクランプ回路を具備することを任意で含むことができる。

【0040】

実施例１４は、実施例１から１３のうちの１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、ハウジングとハウジングに含まれている集積回路とを具備する植込み型医療装置を含むことのできる主題（例、装置、方法、作用を行う手段、もしくは機械で行うときに、機械に作用を行わせることのできる命令を含む機械読取可能媒体）であって、該集積回路は静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を具備し、該静電気放電（ＥＳＤ）保護回路は、制御入力を介して受信した制御信号に応答して、第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている能動回路と、該第１電源ノードと該能動回路の制御入力間で電気結合する第１受動回路と、該第２電源ノードと該能動回路の制御入力間で電気結合する第２受動回路とを含んでおり、該第１受動回路が直列および並列構成のコンデンサのアレイを含み、該第２受動回路がレジスタを含み、該第１および第２の受動回路が特定の時定数を規定するように構成されて、印加されるＥＳＤに応答して、該第１および第２の受動回路が特定の時定数を使用して制御信号を制御入力に提供するように構成され、該能動回路が制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードに切り替えて、該第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するように構成され、該第１または第２の受動回路の１以上に含まれている第１コンデンサが集積回路基板の単結晶領域上に誘電体を具備するコンデンサ誘電体を含み、該第１または第２の受動回路の１以上に含まれている第２コンデンサが集積回路のポリシリコン領域間に配置されるコンデンサ誘電体を含む該主題を含むことができる。

【0041】

実施例１５は、実施例１から１４のうちの１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意に組み合わせて、植込み型医療装置で静電気放電（ＥＳＤ）保護を提供する方法を含むことができるなど、主題（例、装置、方法、作用を行う手段、または機械で行ったときに、機械に作用を行わせることのできる命令を含む機械読取可能媒体）であって、該方法はハウジングを形成するステップと、静電気放電（ＥＳＤ）保護回路を含む集積回路をハウジング内に形成するステップであって、該集積回路を形成するステップが制御入力を介して受信した制御信号に応答して第１電源ノードを第２電源ノードに選択的に電気結合するように構成されている能動回路を形成するステップを具備する形成ステップと、第１電源ノードと能動回路の制御入力との間で電気結合する第１受動回路を形成するステップと、第２電源ノードと能動回路の制御入力との間で電気結合する第２受動回路を形成するステップとを具備し、該第１または第２の受動回路を形成するステップのうちの少なくとも１つは直列構成、並列構成、もしくは直列および並列構成の組合せでコンデンサのアレイの形成するステップを含み、該第１および第２の受動回路は特定の時定数を規定するように構成されており、印加されたＥＳＤに応答して、該第１および第２の受動回路は特定の時定数を使用して制御信号を制御入力に提供するように構成されており、該能動回路は制御信号に応答して実質的に非導通モードから実質的に導通モードに切り替えて、第１および第２の電源ノード間に印加されるＥＳＤの分路を提供するように構成されている該主題を含むことができる。

【0042】

実施例１６は、実施例１５の主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１受動回路を形成するステップが直列および並列構成のコンデンサのアレイを形成するステップを含み、第２受動回路を形成するステップがレジスタを形成するステップを含むことを任意で含むことができる。

【0043】

実施例１７は、実施例１５または１６のうちの１つもしくはそのいずれかの組み合わせの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つを形成するステップが直列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを形成するステップを含むことを任意で含むことができる。

【0044】

実施例１８は、実施例１５から１７のうちの１つもしくはそのいずれかの組み合わせの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの少なくとも１つを形成するステップが並列構成の少なくとも２つのコンデンサのアレイを形成するステップを含むことを任意で含むことができる。

【0045】

実施例１９は、実施例１５から１８のうちの１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの１以上に含まれる第１コンデンサを形成するステップが集積回路基板の単結晶領域に誘電体を具備するコンデンサ誘電体を形成するステップを含むことを任意で含むことができる。

【0046】

実施例２０は、実施例１５から１９のうちの１つもしくはそのいずれかの組合せの主題を含み、またはそれと任意で組み合わせて、第１または第２の受動回路のうちの１以上に含まれる第２コンデンサを形成するステップが集積回路のポリシリコン領域間に配置されるコンデンサ誘電体を形成するステップを含むことを任意で含むことができる。

【0047】

以上の非制限的な実施例のそれぞれは単独で行うことができ、または他の実施例の１以上との様々な順列もしくは組合せで組み合わせることができる。
上記詳細な説明は、詳細な説明の一部を成す添付の図面の参照を含む。図面は、例示として、本発明を実施できる具体的な実施形態を示す。これらの実施形態は本明細書において「実施例」ともいう。当該実施例は図示または説明する要素とは別の要素を含むことができる。しかし、本発明者らは、図示または説明する要素のみが提供される実施例も企図している。また、本発明者らは、特定の実施例（もしくはその１以上の側面）、またはここに図示もしくは説明する他の実施例（もしくはその１以上の側面）に関して、図示もしくは説明する要素（もしくはその１以上の側面）のあらゆる組合せまたは順列を用いた実施例も企図している。

【0048】

本書と参照によりそのように組み込まれた文書との間に矛盾した使用がある場合、本書の使用が優先する。
本書において、「１つの」という用語は、特許文書で一般的なように、他の「少なくとも１つの」もしくは「１以上の」の例もしくは使用とは独立して、１つまたは１より多くを含むために使用される。本書において、「または、もしくは」という用語は非排他的であることをいうために使用され、または別途示されない限り、「ＡまたはＢ」は「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」および「ＡおよびＢ」を含むように使用される。以下の請求項において、「含む」および「具備する」という用語は非限定的であり、すなわち、請求項でその用語の後に列挙されている要素の他に要素を含むシステム、機器、物品、組成、配合またはプロセスは、なおその請求項の範囲内にあると見なされる。さらに、以下の請求項において、「第１」、「第２」および「第３」等の用語は単なる符号として使用しており、その対象に対して数値的要件を課すことを意図するものではない。

【0049】

ここに説明する方法の実施例は、少なくとも部分的に機械またはコンピュータに実装できる。いくつかの実施例は、上記実施例で説明される方法を行うように電子機器を構成するように動作可能な命令で符号化されたコンピュータ読取可能媒体または機械読取可能媒体を含むことができる。当該方法の実装は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コードまたは同様なものなどのコードを含むことができる。当該コードは様々な方法を行うためのコンピュータ読取可能命令を含むことができる。コードはコンピュータプログラム製品の一部を形成してもよい。また、ある実施例では、コードは、実行中または他の時などに、１以上の揮発性、非一時的、または不揮発性の有形コンピュータ読取可能媒体に有形に格納することができる。これらの有形コンピュータ読取可能媒体の実施例には、ハードディスク、取り外し可能磁気ディスク、取り外し可能光学ディスク（例、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリーカードもしくはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および同様なものを含むことができるが、これらに限定されない。

【0050】

上記の説明は例示的なものであり、制限的なものではない。例えば、前述の実施例（もしくはその１以上の側面）は互いに組み合わせて使用してもよい。上記説明を検討した当業者などは、他の実施形態を使用することができる。これは請求項の範囲もしくは意味を解釈または制限するために使用されないという了解の下に提出される。また、上記詳細な説明において、本開示を効率化するために様々な特徴をまとめていることがある。これは請求されていない開示された特徴がいずれかの請求項に必須であると意図しているものとして解釈するべきではない。むしろ、発明の主題は具体的に開示される実施形態のすべての特徴にあるとは限らない。したがって、以下の請求項はこれにより実施例または実施形態として詳細な説明に組み込まれ、各請求項は個別の実施形態として単独で成り立ち、当該実施形態は様々な組合せまたは順列で互いに組み合わせることができることが企図されている。本発明の範囲は、請求項に権利が与えられる均等物の全範囲とともに、添付の請求項を参照して判断されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】