集成電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種針對過壓進行保護的部件。
【背景技術(shù)】
[0002]針對過壓進行保護的部件是當(dāng)其上的電壓超過給定閾值時導(dǎo)通的部件，給定閾值稱作擊穿電壓、并且通常標(biāo)注為VBR。保護部件例如是穿通類型。
[0003]穿通保護部件的缺點在于:如果其上的電壓使得流過其中的電流變得小于保持電流Ih，則它們僅恢復(fù)關(guān)斷。已經(jīng)提供了通過只要過壓結(jié)束則短路它們而使得這些部件恢復(fù)關(guān)斷的裝置。該保護裝置描述在2013年3月29日提交的法國專利申請?zhí)?3/52864(通過引用并入本文)中。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]根據(jù)本公開的一個實施例，提供一種集成電路，包括:垂直肖克利二極管，所述垂直肖克利二極管從頂部至底部包括:第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)域，第二導(dǎo)電類型的襯底，以及所述第一導(dǎo)電類型的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域具有形成在其中的所述第二導(dǎo)電類型的第三區(qū)域，以及第一垂直晶體管，所述第一垂直晶體管從頂部至底部包括:所述襯底的一部分，該部分由垂直壁與所述肖克利二極管分離，所述第二區(qū)域的一部分，第四區(qū)域，所述第四區(qū)域與形成在所述第二區(qū)域的一部分中的第三區(qū)域的導(dǎo)電類型相同，所述第三區(qū)域連接至所述第四區(qū)域。
[0005]可選地，所述集成電路進一步包括，與所述第一晶體管結(jié)構(gòu)相同的第二晶體管。
[0006]可選地，所述第一晶體管位于包含所述肖克利二極管的芯片的角部中。
[0007]可選地，所述集成電路進一步包括:開關(guān)，所述開關(guān)與所述肖克利二極管并聯(lián)連接；電阻器，所述電阻器具有連接至所述第一晶體管的上主端子的第一端子；以及電壓源，所述電壓源連接至所述電阻器的第二端子，所述第一晶體管的上主端子連接至所述開關(guān)的控制和檢測的電路。
[0008]可選地，所述開關(guān)被控制為根據(jù)在所述第一晶體管的上主端子與所述第三區(qū)域之間的電壓來導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0009]可選地，所述集成電路進一步包括:第二晶體管，所述第二晶體管與所述第一晶體管結(jié)構(gòu)相同；以及第二電阻器，所述第二電阻器具有連接至所述第二晶體管的上主端子的第一端子、以及具有連接至所述電壓源的第二端子，所述第二晶體管的上主端子連接至所述開關(guān)的控制和檢測的電路。
[0010]可選地，所述開關(guān)被控制為根據(jù)所述第一晶體管的上主端子與所述第三區(qū)域之間的第一電壓而導(dǎo)通，并且所述開關(guān)被控制為根據(jù)所述第二晶體管的上主端子與所述第三區(qū)域之間的第二電壓而關(guān)斷。
[0011]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種集成電路，包括:垂直肖克利二極管，所述垂直肖克利二極管包括:第一晶體管，所述第一晶體管具有第一發(fā)射極、第一基極和第一集電極；以及第二晶體管，所述第二晶體管具有第二發(fā)射極、連接至所述第一集電極的第二基極、以及連接至所述第一基極的第二集電極；以及垂直第三晶體管，所述垂直第三晶體管具有連接至所述第二發(fā)射極的第三發(fā)射極、連接至所述第二基極的第三基極、以及第三集電極。
[0012]可選地，所述集成電路在半導(dǎo)體襯底中實現(xiàn)，所述半導(dǎo)體襯底具有:第一導(dǎo)電類型的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域形成所述第一發(fā)射極，第二導(dǎo)電類型的第一襯底區(qū)域，所述第一襯底區(qū)域形成所述第一基極；所述第一導(dǎo)電類型的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域形成所述第一集電極、第二基極和第三基極；所述第二導(dǎo)電類型的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域被形成在所述第二區(qū)域內(nèi)，所述第三區(qū)域形成所述第二發(fā)射極；所述第二導(dǎo)電類型的第四區(qū)域，所述第四區(qū)域也被形成在所述第二區(qū)域內(nèi)但是與所述第三區(qū)域分離，所述第四區(qū)域形成所述第三發(fā)射極；以及所述第二導(dǎo)電類型的第二襯底區(qū)域，所述第二襯底區(qū)域形成所述第三集電極。
[0013]可選地，所述集成電路進一步包括，在所述半導(dǎo)體襯底的表面上的電連接，所述電連接將所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域進行電連接。
[0014]可選地，所述第一區(qū)域、所述第一襯底區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域以從所述半導(dǎo)體襯底的頂表面至所述半導(dǎo)體襯底的底表面的順序被布置在所述半導(dǎo)體襯底中。
[0015]可選地，所述第二襯底區(qū)域由所述第一導(dǎo)電類型的阻擋層區(qū)域與所述半導(dǎo)體襯底中的第一襯底區(qū)域分離。
[0016]可選地，所述第二襯底區(qū)域、所述第二區(qū)域以及所述第四區(qū)域以從所述半導(dǎo)體襯底的頂表面至所述半導(dǎo)體襯底的底表面的順序被布置在所述半導(dǎo)體襯底中。
[0017]可選地，所述集成電路進一步包括:開關(guān)，所述開關(guān)被耦合在所述第一發(fā)射極與所述第二發(fā)射極和所述第三發(fā)射極之間；控制電路，所述控制電路被配置用于響應(yīng)于在所述第三集電極處的信號來選擇性激勵所述開關(guān)。
[0018]可選地，所述集成電路進一步包括，被耦合在電源節(jié)點與所述第三集電極之間的電阻器。
[0019]可選地，所述控制電路被配置為接收第一閾值電壓和第二閾值電壓，所述控制電路可操作為當(dāng)所述信號具有超過所述第一閾值的電壓時使得所述開關(guān)導(dǎo)通，以及所述控制電路進一步可操作為當(dāng)所述信號的電壓超過所述第二閾值時使得所述開關(guān)關(guān)斷。
[0020]可選地，所述第二閾值大于所述第一閾值。
【附圖說明】
[0021]將結(jié)合附圖在具體實施例的以下非限定性描述說明中討論前述和其他特征和優(yōu)點，其中:
[0022]圖1示出了將電源連接至由保護裝置所保護的負(fù)載的電源線的示例；
[0023]圖2是示出了針對過壓進行保護的部件的一個實施例的截面圖及其電路圖；
[0024]圖3是圖2截面圖中所示部件的俯視圖；
[0025]圖4是保護裝置的實施例的電路圖；
[0026]圖5是示出了在過壓期間圖4的過壓保護裝置中電流和電壓的時序圖；
[0027]圖6是過壓保護裝置的一個備選實施例的電路圖；
[0028]圖7示出了在過壓結(jié)束時的圖6的過壓保護裝置中電流和電壓的時序圖；以及
[0029]圖8是在圖2和圖3中以簡化方式示出的部件的一個實際實施例的截面圖。
【具體實施方式】
[0030]為了明晰，已經(jīng)在各個附圖中采用相同附圖標(biāo)記標(biāo)注了相同元件，并且進一步的如在集成電路的表達中，各個附圖并未按照比例繪制。
[0031]圖1示出了將電源1連接至由諸如法國專利申請?zhí)?3/52864中所述的保護裝置5所保護的負(fù)載3的電源線的示例。電源跨電線施加電壓Vs。裝置5靠近負(fù)載放置以盡力保護其避免能夠在電線上發(fā)生的例如在雷電沖擊之后的過壓。
[0032]保護裝置5在兩個端子A和K之間包括穿通(break-over)類型的保護二極管D、開關(guān)SW和用于控制開關(guān)SW的電路(CONTROL)的并聯(lián)部件。
[0033]圖1的保護裝置如下操作。
[0034]保護二極管具有大于電壓Vs的擊穿電壓。在沒有過壓時，二極管是非導(dǎo)電的。開關(guān)SW繼而關(guān)斷。當(dāng)出現(xiàn)過壓時，保護二極管變得導(dǎo)電。一旦過壓已經(jīng)過去，電源1在二極管D中施加大于保持電流Ih的電流。開關(guān)SW隨后導(dǎo)通，這將流過二極管D的電流分流至開關(guān)SW中。這通常導(dǎo)致二極管D中電流變得小于保持電流Ih，并且當(dāng)開關(guān)SW恢復(fù)關(guān)斷時，二極管恢復(fù)鎖定。
[0035]開關(guān)SW被控制為當(dāng)跨二極管的電壓VAK變得小于第一閾值電壓時導(dǎo)通開關(guān)SW，并且開關(guān)SW被控制為當(dāng)電壓VAK變得小于第二閾值電壓時關(guān)斷開關(guān)SW。
[0036]第一閾值電壓對應(yīng)于比當(dāng)該二極管導(dǎo)電時跨二極管的、由電源1施加的電壓更大的數(shù)值。
[0037]第二閾值電壓小于當(dāng)其導(dǎo)通等于保持電流Ih的電流時跨二極管存在的電壓。
[0038]此外，已經(jīng)實驗觀測到，在朝著過壓峰值結(jié)束時，二極管中電流并未跟隨電壓VAK，而是傾向于展現(xiàn)第二峰值。因此，如果開關(guān)SW取決于電壓VAK而導(dǎo)通，則在該開關(guān)中的電流將傾向于開始增加，這具有損壞開關(guān)的風(fēng)險。
[0039]因此優(yōu)選地參考二極管D中實際電流以控制開關(guān)SW的導(dǎo)通，以當(dāng)二極管中電流將有效地處于減小階段時導(dǎo)通開關(guān)。
[0040]理想的是，在其導(dǎo)通之后盡可能快的關(guān)斷開關(guān)SW。由本發(fā)明人進行的實驗顯示，如果開關(guān)SW在以上指示的條件下斷開(一旦電壓VAK到達比對應(yīng)于二極管中電流Ih的電流更小的數(shù)值就關(guān)斷)，則二極管將并非總是恢復(fù)關(guān)斷。本發(fā)明人已經(jīng)分析了該故障的成因，并且將其歸結(jié)于如下事實:在開關(guān)SW導(dǎo)通時，高頻寄生出現(xiàn)在電壓VAK