具有静电放电保护结构和光子源的集成电路的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]防范静电放电的保护结构(Electrostatic Discharge (ESD)保护结构)在半导体技术中广为传播，用以在装配和运行期间保护电路块免遭静电放电。ESD保护结构应该能够快速地和可靠地导出放电电流，以便防止通过放电电流损坏要保护的电路块。
[0002]这里参照ESD测试标准说明ESD保护结构的保护特性。除部件层面或者IC层面(Integrated Circuit，集成电路)上的ESD测试标准、例如根据人体模型(HBM)的测试外，该测试例如由ESD协会&JEDEC固态技术协会标准化，ESD测试标准特别是在系统层面上对ESD保护结构提出高的要求。系统层面上的常见的ESD标准是IEC 61000_4_2。通过系统层面上的ESD标准对ESD保护结构的特别高的要求例如在2kv的负载电压下比较从这些标准得到的尖峰电流和上升时间的情况下十分明显。根据人体模型(HBM)的ESD脉冲在2kv的负载电压下在约2-lOns上升时间情况下带来约1.3A的尖峰电流，而根据IEC标准的ESD脉冲在2kv的负载电压下在典型的小于Ins的上升时间情况下得到超过6安培的尖峰电流。因此特别是在应该满足对系统层面上的ESD测试标准的要求的集成电路中对ESD保护结构提出如快速的反应时间和高鲁棒性的特别的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是，说明一种具有ESD设备的集成电路，所述ESD设备满足上面的要求。
[0004]该任务通过独立权利要求的教导加以解决。扩展是从属权利要求的主题。
【附图说明】
[0005]下面根据附图详细说明本发明的实施方式。附图未按照比例绘制。不同的实施方式的特征可以互相组合，只要它们不互相排斥。相似的或一致的附图标记可以用于表示相似的或一致的部分。
[0006]图1表示集成电路的一部分的示意电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0007]图2A表示在图1中表示的、具有两个反串联的ESD保护二极管的ESD保护结构的一种实施方式。
[0008]图2B表示在图1中表示的、具有在具有微小的泄漏电流和微小的电容的连接端子上的ESD保护二极管的ESD保护结构的一种实施方式。
[0009]图3A表不在图1中表不的光子源的一种实施方式，其中光子可以通过在娃内在流通方向上运行的pn结的载流子重新组合而从光子源发射。
[0010]图3B表不在图1中表不的光子源的另一种实施方式，其中光子可以通过在娃内以电气击穿运行的pn结的载流子加速而从光子源发射。
[0011]图4表示半导体体身的示意的横截面，在该半导体体身内构造ESD保护结构和光子源并且它们具有小于50 μm的横向距离。
[0012]图5表示根据一种实施方式的形式为LIN (Local Interconnect Network (局部互联网络))收发器的单端收发器的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0013]图6表示根据一种实施方式的形式为CAN(Controller Area Network(控制器区域网络))收发器的差分收发器的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0014]图7表不根据一种实施方式的形式为FlexRay收发器的差分收发器的一部分的不意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0015]图8表示根据一种实施方式的具有高压输入管脚或者容忍过压的输入管脚的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0016]图9表示根据一种实施方式的具有高压输出管脚或者容忍过压的输出管脚的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0017]图10表示根据另一种实施方式的具有高压输出管脚或者容忍过压的输出管脚的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0018]图11表示根据另一种实施方式的具有高压输出管脚或者容忍过压的输出管脚的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0019]图12表示根据另一种实施方式的具有按照PSI5 (Peripheral SensorInterface5 (外设传感器接口 5))和 / 或 DSI (Distributed System Interface (分布式系统接口))的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0020]图13表示具有传感器接口的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0021]图14表示具有高压输入管脚-监视器接口的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0022]图15表示具有低侧开关促动器接口的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0023]图16表不具有尚侧开关促动器接口的集成电路的一部分的不意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
[0024]图17表示具有半桥或者全桥促动器接口的集成电路的一部分的示意的电路图，其中一个电路部分通过ESD保护结构和与该ESD保护结构电气和光学耦合的光子源保护以免遭静电放电脉冲。
【具体实施方式】
[0025]在下面的详细说明中参照附图，附图构成本公开的一部分并且在其内为图示的目的表示其中能够实施本发明的特定的实施例。应该理解，能够使用另外的实施例和进行结构的或者逻辑的改变，而不偏离本发明的范围。例如可以在其他的实施例中或者联合其他的实施例使用为一个实施例图示或者说明的特征，以便再获得另一个实施例。意图在于，本发明包括这种修改和改变。这些例子借助专门的用语加以说明，所述用语不应该作为限制所附权利要求的范围理解。附图不按照比例绘制而仅用于图示的目的。为清楚起见，在不同的附图中给相同的元件提供相应的附图标记，如果不另外说明的话。
[0026]概念“具有”、“包含”、“包括”等是开放的概念，这些概念说明规定的结构、元件或者特征的存在，然而不排除附加的元件或者特征。不定冠词和定冠词应该既包括复数也包括单数，如果这一关系未清楚地另外说明。
[0027]概念“电气连接”说明电气连接的元件之间的一种永久的低欧姆的连接，例如所涉及的元件之间的直接的接触或者通过金属和/或高掺杂的半导体的低欧姆的连接。
[0028]图1表示根据一种实施方式的集成电路100的一部分的示意的电路图。集成电路100具有电路部分105，它与第一连接端子107和与第二连接端子108连接。
[0029]该集成电路的实施方式包括收发器例如LIN、CAN、FlexRay ;传感器接口例如霍尔传感器接口、按钮开关接口、电池传感器接口、有源外设传感器接口、分布式系统接口(例如DS1、DSI3)、外设传感器接口 (例如PSI5)、HV(High Voltage，高压)电压传感器管脚、监视器管脚、位置传感器或者还有开关响应装置；促动器接口例如HS(High Side，高侧)开关、LS(L0W Side，低侧)开关、半桥、全桥、电压和开关监视器管脚、以及过压容忍装置或者HV输入端和输出端。
[0030]此外集成电路100具有ESD保护结构110，它适合保护开关部分105免遭在第一连接端子107和第二连接端子108之间的静电放电。静电放电在这种情况下可能在部件层面上、例如在IC的前端制造和后端制造的范围内发生，也可能在系统层面上、例如在装备的电路板、模块、设备的装配或者运行范围内发生。
[0031]ESD保护结构110与光子源112如此电气和光学耦合，使得在ESD负荷的情况下从光子源112发射的光子114能够在ESD保护结构110内被吸收并且在ESD保护结构110内借助通过吸收的光子114产生的电子空穴对能够引起雪崩击穿。因此从光子源112发射的光子114适合在ESD保护结构110内被吸收并且在这种情况下产生的电子空穴对在ESD保护结构110内引起点燃过程，也就是说导出静电放电电流。点燃过程以ESD保护结构110内的雪崩击穿的投入而开始。这里该点燃被定义为ESD保护结构110的截止状态(例如在电压低于ESD保护结构110的击穿电压的情况下)与ESD保护结构110的导出ESD放电电流并从而导通或者接通的状态(例如在电压大于或者等于ESD保护结构110的击穿电压的情况下)之间的过渡。
[0032]这里光子源112以适宜的方式与ESD保护结构电气耦合。根据一种实施方式ESD保护结构110的至少一个