安全性至關(guān)重要應(yīng)用中使用的集成電路裝置、方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種集成電路裝置具有：第一電路部分，第一電源電壓可提供給第一電路部分，第二電路部分，第二電源電壓可提供給第二電路部分，其中，第一電路部分和第二電路部分相互在空間上隔開地設(shè)置，其中，第一電路部分具有第一導(dǎo)電元件，其中，第二電路部分具有第二導(dǎo)電元件。第三導(dǎo)電元件，集成電路裝置具有第三導(dǎo)電元件，其中，第三導(dǎo)電元件被設(shè)置在第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間，使得第三導(dǎo)電元件鄰近第一導(dǎo)電元件地設(shè)置并且第三導(dǎo)電元件還鄰近第二導(dǎo)電元件地設(shè)置，其中，在第一末端參考電勢可提供給第三導(dǎo)電元件，并且其中，第三導(dǎo)電元件在第二末端處于分析電路相連接，以識別從第一導(dǎo)電元件至第三導(dǎo)電元件或者從第二導(dǎo)電元件至第三導(dǎo)電元件的短路。
【專利說明】安全性至關(guān)重要應(yīng)用中使用的集成電路裝置、方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中使用的集成電路裝置、方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 集成電路裝置將越來越多地在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用之中使用。例如，含有集成 電路裝置的半導(dǎo)體組件的數(shù)量在機動車中持續(xù)地增加。在機動車中的集成電路裝置的故障 對于人員和環(huán)境來說能夠意味著決定性的風(fēng)險。因此，在此類的安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中， 集成電路裝置的可靠的且安全的運行具有極其重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明基于以下任務(wù)，即提出一種集成電路裝置、一種方法和一種系統(tǒng)，它們能夠 提高面積使用效率地實施并且適于在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中使用。
[0004] 該任務(wù)通過依據(jù)本發(fā)明的集成電路裝置、依據(jù)本發(fā)明的方法和依據(jù)本發(fā)明的用于 在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中使用的系統(tǒng)而得以解決。
[0005] 所述集成電路裝置具有第一電路部分，第一電源電壓可提供給所述第一電路部 分；和第二電路部分，第二電源電壓可提供給所述第二電路部分。所述第一電路部分和所述 第二電路部分相互在空間上隔開地設(shè)置。所述第一電路部分具有第一導(dǎo)電元件并且所述第 二電路部分具有第二導(dǎo)電元件。所述集成電路裝置還具有第三導(dǎo)電元件，其中，所述第三 導(dǎo)電元件被如此地設(shè)置在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間，使得所述第三導(dǎo)電 元件鄰近所述第一導(dǎo)電元件地設(shè)置并且所述第三導(dǎo)電元件還鄰近所述第二導(dǎo)電元件地設(shè) 置。在第一末端參考電勢可提供給所述第三導(dǎo)電元件，并且所述第三導(dǎo)電元件在第二末端 處與分析電路相連接，以識別從所述第一導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件或者從所述第二導(dǎo) 電元件至所述第三導(dǎo)電元件的短路。
[0006] 用于在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中使用的所述系統(tǒng)具有待保護的電路部分和集成 電路裝置，如其在前述段落中所描述的那樣。所述集成電路裝置的所述第二導(dǎo)電元件與所 述待保護的電路部分電耦合。
[0007] 所述方法包括將第一電壓施加至第一導(dǎo)電元件，將第二電壓施加至第二導(dǎo)電元件 和將參考電勢施加至第三導(dǎo)電元件的第一末端。所述第三導(dǎo)電元件被如此地設(shè)置在所述第 一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間，使得所述第三導(dǎo)電元件鄰近所述第一導(dǎo)電元件地設(shè) 置并且所述第三導(dǎo)電元件還鄰近所述第二導(dǎo)電元件地設(shè)置。所述第一導(dǎo)電元件、所述第二 導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件被構(gòu)造在集成的半導(dǎo)體組件之中。所述方法還包括識別從所 述第一導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件或者從所述第二導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件的短 路。此外，所述方法包括將相同設(shè)置于安全的狀態(tài)，其中，所述系統(tǒng)具有所述集成的半導(dǎo)體 組件。
[0008] 在所述集成電路裝置之內(nèi)、在所述系統(tǒng)之內(nèi)以及在所述集成的半導(dǎo)體組件之內(nèi)， 將提早地識別休眠錯誤，即在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間出現(xiàn)短路之前。 例如，只要從所述第一導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件出現(xiàn)短路則識別出休眠錯誤。通過短 路引起的所述第三導(dǎo)電元件的毀壞將并不影響所述集成電路裝置、所述系統(tǒng)以及所述集成 的半導(dǎo)體組件的正常的運行，所述第三導(dǎo)電元件的功能或者目的被限制于休眠錯誤的識 另IJ。與之相反地，所述第二導(dǎo)電元件或者與所述第二導(dǎo)電元件相連接的電路的毀壞將會導(dǎo) 致所述集成電路裝置、所述系統(tǒng)或者所述集成的半導(dǎo)體組件的錯誤故能或者故障。由于能 夠提早地識別所述休眠錯誤，所以能夠阻止所述第二導(dǎo)電元件或者所述與所述第二導(dǎo)電元 件相連接的電路由于與所述第一導(dǎo)電元件的短路而被毀壞。利用僅僅較小的面積消耗則能 夠確保所述集成電路裝置、所述系統(tǒng)或者所述集成的半導(dǎo)體組件的安全的運行。
[0009] 在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的不同的設(shè)計方案和該經(jīng)方案。
[0010] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述第一電源電壓在一個范圍之中，所述范 圍位于電壓范圍之上，能夠與所述第二導(dǎo)電元件電耦合的待保護的電路部分被設(shè)置用于所 述電壓范圍。
[0011] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述分析電路被如此地構(gòu)造，使得為了識別 短路將施加在所述第三導(dǎo)電元件上的電壓與至少一個預(yù)先給定的閾值作比較。
[0012] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述分析電路和所述第一導(dǎo)電元件之間以及 在所述分析電路和所述第二導(dǎo)電元件之間在不存在短路時不存在電連接。
[0013] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述第一導(dǎo)電元件、所述第二導(dǎo)電元件和所 述第三導(dǎo)電元件被相互平行地設(shè)置在導(dǎo)體路徑層之內(nèi)。
[0014] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述第一導(dǎo)電元件直接地鄰近所述第三導(dǎo)電 元件地設(shè)置并且在所述第一導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件之間不設(shè)置功能性元件。此外， 所述第二導(dǎo)電元件直接鄰近所述第三導(dǎo)電元件地設(shè)置并且在所述第二導(dǎo)電元件和所述第 三導(dǎo)電元件之間不設(shè)置功能性元件。
[0015] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述第三導(dǎo)電元件被設(shè)置在位于所述第一導(dǎo) 電元件之上的導(dǎo)體路徑層之中，并且所述第二導(dǎo)電元件被設(shè)置在位于所述第三導(dǎo)電元件之 上的導(dǎo)體路徑層之中。
[0016] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，在所述第一導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件之 間的距離相應(yīng)于在兩個相鄰的導(dǎo)電元件之間的最小的距離，并且在所述第二導(dǎo)電元件和所 述第三導(dǎo)電元件之間的距離同樣相應(yīng)于在兩個相鄰的導(dǎo)電元件之間的所述最小的距離。
[0017] 在所述集成電路裝置的設(shè)計方案中，所述第三導(dǎo)電元件的寬度相應(yīng)于導(dǎo)電元件的 最小的寬度。
[0018] 在所述集成電路裝置的改進方案中，所述分析電路還被構(gòu)造用于識別在所述第三 導(dǎo)電元件中的中斷。
[0019] 在所述系統(tǒng)的一個設(shè)計方案中，所述系統(tǒng)被如此地構(gòu)造，使得在識別所述短路時 將其設(shè)置于安全的狀態(tài)。
[0020] 在所述系統(tǒng)的一個設(shè)計方案中，所述系統(tǒng)被如此地構(gòu)造，使得在識別所述短路時 阻止所述待保護的電路部分的毀壞。
[0021] 在所述系統(tǒng)的一個設(shè)計方案中，所述安全性至關(guān)重要的應(yīng)用包括在車輛中的應(yīng)用 并且所述系統(tǒng)如此地被構(gòu)造，使得在識別所述短路時阻止安全氣囊、制動器或者方向盤的 拒絕。
[0022] 在所述系統(tǒng)的一個設(shè)計方案中，所述集成電路裝置的所述第一導(dǎo)電元件與電機控 制電路電耦合并且所述待保護的電路部分具有微控制器。
[0023] 在所述系統(tǒng)的一個設(shè)計方案中，所述集成電路裝置和所述待保護的電路部分被構(gòu) 造在共同的集成的半導(dǎo)體組件之中。
[0024] 在所述方法的一個設(shè)計方案中，所述電壓的所述分析包括將所述電壓與至少一個 預(yù)先給定的閾值作比較。
[0025] 在所述方法的一個設(shè)計方案中，所述系統(tǒng)設(shè)置于所述安全的狀態(tài)包括所述集成的 半導(dǎo)體組件的斷開。
[0026] 在所述方法的一個設(shè)計方案中，所述系統(tǒng)設(shè)置于所述安全的狀態(tài)包括報警信號的 產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 接下來參照所附的附圖進一步闡述實施例。附圖標(biāo)記位于最左邊的數(shù)字標(biāo)記了在 其中該附圖標(biāo)記第一次使用的附圖。在說明書和附圖中的相同的或者相似的附圖標(biāo)記的應(yīng) 用示出了相同的或者相似的元件。本發(fā)明并不限于實際描述的實施形式，而是能夠以合適 的方式修改和變換。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，一個實施形式的單個的特征和特征組合適于同其 他的實施形式的特征和特征組合相結(jié)合，以達到另外的實施形式。在說明書和權(quán)利要求書 的范圍內(nèi)，概念"耦合"和"連接"既涉及電路元件的直接的也涉及間接的連接，即也涉及通 過其間連接的電路形成的連接。
[0028] 其中：
[0029] 圖1示出了集成電路裝置的一個實施形式的示意圖；
[0030] 圖2示出了集成電路裝置的另一個實施形式的示意圖；
[0031] 圖3示出了半導(dǎo)體組件的橫截面的示意圖；
[0032] 圖4示出了半導(dǎo)體組件的另一個橫截面的示意圖；
[0033] 圖5示出了一種方法的流程圖；以及
[0034] 圖6示出了一種系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)被使用在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用之中。

【具體實施方式】
[0035] 圖1示出了集成電路裝置的一個實施形式的示意圖。該集成電路裝置100具有第 一電路部分102和第二電路部分104。第一電源電壓106被提供給該第一電路部分102,即 該第一電路部分102將以第一電源電壓106來驅(qū)動。第二電源電壓108被提供給該第二電 路部分104。在該集成電路裝置100內(nèi)，第一電路部分102與第二電路部分104空間上分離 地加以設(shè)置。
[0036] 第一電路部分102具有第一導(dǎo)電元件110并且第二電路部分104具有第二導(dǎo)電元 件112。該電路裝置100還具有第三導(dǎo)電元件114,其被設(shè)置在第一導(dǎo)電元件110和第二導(dǎo) 電元件114之間。其中，第三導(dǎo)電元件114既鄰近第一導(dǎo)電元件110也鄰近第二導(dǎo)電元件 112地加以設(shè)置。
[0037] 在第一末端處，參考電勢116被提供給第三導(dǎo)電元件114。在第二末端處，該第三 導(dǎo)電元件114與分析電路118相連接。該分析電路118識別從第一導(dǎo)電元件110至第三導(dǎo) 電元件114的短路或者從第二導(dǎo)電元件112至第三導(dǎo)電元件114的短路。
[0038] 在該集成電路裝置100內(nèi)，由該分析電路118來檢測由該第一導(dǎo)電元件110或者 由第二導(dǎo)電元件112開始的短路。只要在第一導(dǎo)電元件110和第三導(dǎo)電元件114之間產(chǎn)生 短路或者在第二導(dǎo)電元件112和第三導(dǎo)電元件114之間產(chǎn)生短路，則能夠?qū)崿F(xiàn)該檢測。通 過將第三導(dǎo)電元件114設(shè)置在第一導(dǎo)電元件110和第二導(dǎo)電元件112之間，能夠在第一導(dǎo) 電元件110和第二導(dǎo)電元件112之間出現(xiàn)短路之前識別由該第一導(dǎo)電元件110或者由該第 二導(dǎo)電元件112開始的短路。借助于該第三導(dǎo)電元件114和分析電路118能夠?qū)崿F(xiàn)短路的 識別。
[0039] 第一電路部分102將以第一電壓106來供電并且第二電路部分104將以第二電壓 108來供電。在一個實施形式中，第一電壓106位于第一電壓范圍，該第一電壓范圍位于第 二電壓范圍之上，第二電壓108位于該第二電壓范圍中。其中，第一電壓范圍如此地在第二 電壓范圍之上，使得從第一導(dǎo)電元件110至第二導(dǎo)電元件112的短路導(dǎo)致第二導(dǎo)電元件112 的毀壞或者導(dǎo)致與該第二導(dǎo)電元件112連接的電路的毀壞。
[0040] 第一電路部分102和第二電路部分104相互間空間上分尚地加以設(shè)置并且覆蓋了 在集成電路裝置100內(nèi)的不同的功能。第一電路部分102例如是高壓電路部分，其以幾個 10V的第一電源電壓106來驅(qū)動。在一個實施形式中，第一電路部分102以60V來驅(qū)動并且 在第一導(dǎo)電兀件110上施加60V。第二電路部分104例如是低壓電路部分，其以幾 V的第二 電源電壓108來驅(qū)動。在一個實施形式中，第二電路部分104為數(shù)字模塊，以1. 5V的電壓 來驅(qū)動該數(shù)字模塊并且在第二導(dǎo)電元件112上施加1. 5V。在第一導(dǎo)電元件110上和在第二 導(dǎo)電元件112上所施加的信號為兩個相互獨立的信號。第二導(dǎo)電元件112或者連接至第二 導(dǎo)電元件112的電路被設(shè)置用于1. 2V-1. 65V的容差范圍，其中，從2. 3V起將實現(xiàn)第二導(dǎo)電 元件112或者其上連接的電路的毀壞。施加在第一導(dǎo)電元件110上的60V的電壓位于第二 導(dǎo)電元件或者連接至該第二導(dǎo)電元件112的電路的容差范圍之上。從第一導(dǎo)電元件110至 第二導(dǎo)電元件112的短路的出現(xiàn)將導(dǎo)致第二導(dǎo)電元件112或者連接至該第二導(dǎo)電元件112 的電路的毀壞。
[0041] 例如由于導(dǎo)電的顆粒而造成的短路，該些導(dǎo)電的顆粒在制造期間便遺留在集成電 路裝置之中。該導(dǎo)電的顆粒由于其較小的尺寸在該集成電路裝置供貨之前的測試時未被識 另|J。因此，該導(dǎo)電的顆粒首先為未被識別的沉睡的故障。由于不同的影響，例如老化、溫度、 濕度或者腐蝕，該導(dǎo)電的顆粒隨著時間將變大并且然后能夠引起在導(dǎo)電體之間的短路。該 未被識別的沉睡的故障使得集成電路裝置所含有的并且首先無故障地供貨給顧客的構(gòu)件 在正常的工作壽命期間具有缺陷。該未被識別的沉睡的故障能夠例如也在制造期間由于故 障處理而引起，例如化學(xué)機械拋光，英語為"chemical mechanical polishing"并且簡稱為 "CMP"。
[0042] 導(dǎo)電的顆粒位于集成電路裝置100之內(nèi)例如在第一導(dǎo)電元件110的區(qū)域之中。由 于其較小的尺寸，該導(dǎo)電的顆粒在集成電路裝置100制造之后未被立即檢測出并且該集成 電路裝置100是完全功能正常的。隨著時間的流逝，該導(dǎo)電的顆粒變大，直至其既接觸第一 導(dǎo)電元件110也接觸第三導(dǎo)電元件114。通過該導(dǎo)電的顆粒與第一導(dǎo)電元件110和第三導(dǎo) 電元件114的接觸從而產(chǎn)生了在第一導(dǎo)電元件110和第三導(dǎo)電元件114之間的短路并且該 短路能夠由分析電路118所識別。因此，該導(dǎo)電的顆粒還在第一導(dǎo)電元件110和第二導(dǎo)電 元件112之間產(chǎn)生短路之前即被識別。
[0043] 在集成電路裝置100內(nèi)提早地揭露沉睡的故障，例如導(dǎo)電的顆粒。只要從第一導(dǎo) 電元件110至第三導(dǎo)電元件114或者從第二導(dǎo)電元件112至第三導(dǎo)電元件114出現(xiàn)短路， 該沉睡的故障便能夠被揭露。因此，還在第一導(dǎo)電元件110和第二導(dǎo)電元件112之間出現(xiàn) 短路之前識別沉睡的故障。在以下時刻識別該沉睡的故障，在該時刻該集成電路裝置100 還是完全功能正常的，也就是說在該集成電路裝置100出現(xiàn)應(yīng)為被描述為"hazard"的危險 之前。例如，沉睡的故障在第二導(dǎo)電元件112或者與該第二導(dǎo)電元件112連接的電路由于 短路而被毀壞之前被識別。由此便能阻止"hazard"情況。
[0044] 能夠被描述為傳感器元件或者檢測元件的第三導(dǎo)電元件114和分析電路被用于 沉睡的故障的識別并且由此確保集成電路裝置100的功能安全。在第三導(dǎo)電元件114和分 析電路118具有較小的面積需求之后，在該集成電路裝置100內(nèi)將以有效的方式實現(xiàn)該功 能安全的確保。
[0045] 第三導(dǎo)電元件114專用于確定沉睡的故障的識別。換句話說，第三導(dǎo)電元件114 在集成電路裝置100的正常的運行期間不承擔(dān)任何功能。例如，第三導(dǎo)電元件114不參加 該集成電路裝置100的任何邏輯運算。在正常的運行中，也就是說不存在短路時，集成電路 裝置100在第三導(dǎo)電元件114和集成電路裝置100的功能元件之間不存在任何的電連接。 例如，在第三導(dǎo)電兀件114和第一導(dǎo)電兀件110之間或者在第三導(dǎo)電兀件114和第二導(dǎo)電 元件112之間不存在任何電連接。同樣地，在第一導(dǎo)電元件110和分析電路118之間以及 第二導(dǎo)電元件112和分析電路118之間不存在任何電連接。
[0046] 圖2示出了集成電路裝置的另一個實施形式的示意圖。相似于參照圖1所示出和 描述的實施形式，集成電路裝置200具有帶有第一導(dǎo)電元件210的第一電路部分202、帶有 第二導(dǎo)電元件212的第二電路部分204、第三導(dǎo)電元件214和分析電路218。第一電路部分 202將以第一電源電壓206來驅(qū)動并且第二電路部分204將以第二電源電壓來驅(qū)動。
[0047] 第一導(dǎo)電元件210例如為電源線的一部分，在該電源線上施加有60V的電壓。第 二導(dǎo)電元件212例如為信號線的一部分，在該信號線上施加有1.5V的電壓。第三導(dǎo)電元件 214在第一末端處與接地電勢216相連接并且在第二末端處與分析電路218的輸入端相連 接。
[0048] 分析電路218具有串聯(lián)電阻220、齊納二極管222和比較器224。該串聯(lián)電阻220 的第一連接端與分析電路218的輸入端相連接并且該串聯(lián)電阻220的第二連接端與齊納二 極管222的第一連接端以及比較器224的輸入端相連接。齊納二極管222的第二連接端與 接地電勢相連接。
[0049] 通過串聯(lián)電阻220和齊納二極管222實現(xiàn)了在分析電路218的輸入端處施加的電 壓的限制。在分析電路218的輸入端所施加的電壓通過串聯(lián)電阻220和齊納二極管222被 限制在該齊納二極管222的鉗位電壓之上并且由此能夠阻止該比較器224由于過壓而引起 的毀壞。該串聯(lián)電阻220和齊納二極管222共同構(gòu)造過壓保護電路或者鉗位電路226。
[0050] 比較器224將施加在其輸入端的電壓與預(yù)先給定的閾值或者預(yù)先給定的閾值電 壓作比較。因此，該比較器執(zhí)行電壓測量并且在輸出端輸出輸出信號228,該輸出信號示出 輸入電壓是否高于或者低于所預(yù)先給定的閾值電壓。比較器224的該輸出信號相應(yīng)于在分 析電路218的輸出端的輸出信號。在一個實施形式中，如在圖2中所示出的那樣，比較器 224被設(shè)置為具有開關(guān)滯后的比較器并且由此被設(shè)置為施密特觸發(fā)器。
[0051] 如在圖2中所示出的，集成電路裝置200還具有導(dǎo)電的顆粒230,其位于第一導(dǎo)電 元件210的區(qū)域內(nèi)。該導(dǎo)電的顆粒230如此大，使得由于該導(dǎo)電的顆粒230而出現(xiàn)在第一 導(dǎo)電元件210和第三導(dǎo)電元件214之間的短路。因此，施加在第一導(dǎo)電元件210處的60V 的電壓也施加在第三導(dǎo)電元件214之上并且施加至分析電路218的輸入端。第三導(dǎo)電元件 214由于所施加的電壓而燒斷并且被毀壞或者斷開。鉗位電路226將在分析電路218的輸 入端處所施加的電壓限制在例如10V的鉗位電壓之上。在施密特觸發(fā)器224中進行由鉗位 電路226所限制的10V的電壓與預(yù)先給定的例如3V的閾值的比較。因為由該鉗位電路226 所限制的10V的電壓在預(yù)先給定的3V的閾值之上，所以施密特觸發(fā)器224在其輸出端輸出 輸出信號228,該輸出信號示出出現(xiàn)短路。該輸出信號228也被施加至分析電路218的輸出 端。
[0052] 在集成電路裝置200內(nèi)，還在第一導(dǎo)電元件210和第二導(dǎo)電元件212之間出現(xiàn)短 路之前，便能借助于第三導(dǎo)電元件214和分析電路218來識別從第一導(dǎo)電元件210至第三 導(dǎo)電元件214的短路并且由輸出信號228來示出。通過該提早的識別能夠阻止在第一導(dǎo) 電元件210和第二導(dǎo)電元件212之間出現(xiàn)短路。此外，能夠阻止將第一導(dǎo)電元件212的60V 的電壓施加至集成電路裝置200內(nèi)與第二導(dǎo)電元件212電連接的電路部分232。電路部分 232也能夠被描述為待保護的電路部分例如被設(shè)置用于最大為1. 65V的電壓。60V的電壓 將會導(dǎo)致該待保護的電路部分232的毀壞。
[0053] 在一個實施形式中，代替在圖2中所示出和描述的導(dǎo)電顆粒230將在第二導(dǎo)電元 件212的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)一種導(dǎo)電顆粒。該導(dǎo)電顆粒還僅具有與第二導(dǎo)電元件212的接觸。隨 著時間的流逝，該導(dǎo)電顆粒變大，例如由于腐蝕，直至通過該導(dǎo)電顆粒而出現(xiàn)在第二導(dǎo)電元 件212和第三導(dǎo)電元件214之間的短路。因為在第二導(dǎo)電元件212處僅施加1. 5V的電壓， 所以該短路并不會導(dǎo)致第三導(dǎo)電元件214的毀壞。
[0054] 在另一個實施形式中，施加在第二導(dǎo)電元件212處的電壓如此高，使得在短路的 情況下將出現(xiàn)第三導(dǎo)電元件214的毀壞，與參照第一導(dǎo)電元件210此前所描述的相似。
[0055] 在圖2中所示出和描述的實施形式中，迪桑旅游局214的第一末端直接與接地電 勢216相連接。在另一個實施形式中，第三導(dǎo)電元件214的第一末端經(jīng)由電阻與接地電勢 216相連接。該電阻例如具有如此的尺寸，使得在出現(xiàn)從第一導(dǎo)電元件210至第三導(dǎo)電元件 213的短路或者出現(xiàn)從第二導(dǎo)電元件212至第三導(dǎo)電元件214的短路時在分析電路218的 輸入端發(fā)生電壓升高，該電壓升高能夠由分析電路218所識別。
[0056] 在另一個實施形式中，第三導(dǎo)電兀件214的第一末端與參考電勢216相連接，該參 考電勢與接地電勢有區(qū)別。例如，第三導(dǎo)電元件214的第一末端經(jīng)由電阻與2. 5V的參考電 勢216相連接。在分析電路218中進行與兩個預(yù)先給定的閾值的比較。例如，在分析電路 218中進行通過鉗位電路226所限制的電壓是否位于3V的第一預(yù)先給定的閾值之上的比 較。附加地，在分析電路218中進行通過鉗位電路226所限制的電壓是否位于2V的第二預(yù) 先給定的閾值之下的比較。在分析電路218內(nèi)的與兩個預(yù)先給定的閾值的比較實現(xiàn)了除 了識別從第一導(dǎo)電元件210至第三導(dǎo)電元件214的短路的識別之外也能夠識別從第二導(dǎo)電 元件212至第三導(dǎo)電元件214的短路。此外，借助于分析電路218也還能夠?qū)崿F(xiàn)在第三導(dǎo) 電元件214內(nèi)的中斷的識別。該中斷例如由斷裂、破裂或者由腐蝕所引起。
[0057] 圖3示出了半導(dǎo)體組件的橫截面的示意圖。圖3示出了例如穿過參照圖1和圖2 所示出和描述的實施形式的剖面的橫截面。在半導(dǎo)體基體334上構(gòu)造有第一導(dǎo)體路徑層 336,其含有不導(dǎo)電的材料作為絕緣體。第一導(dǎo)體路徑層336能夠含有未示出的導(dǎo)電區(qū)域， 例如由多晶硅制成。被構(gòu)造在第一導(dǎo)體路徑層336之上的第二導(dǎo)體路徑層338同樣含有不 導(dǎo)電的材料。此外，在第二導(dǎo)體路徑層338中構(gòu)造有第一導(dǎo)電元件310、第二導(dǎo)電元件312 和第三導(dǎo)電兀件314。第一導(dǎo)電兀件310、第二導(dǎo)電兀件312和第三導(dǎo)電兀件314相應(yīng)于 例如參照圖1和圖2所示出和描述的導(dǎo)體路徑元件110、112、114、210、212和214。第二導(dǎo) 體路徑層338例如含有金屬層，其中第一導(dǎo)電元件310、第二導(dǎo)電元件312和第三導(dǎo)電元件 314由導(dǎo)電材料來構(gòu)造，例如鋁和銅。第三導(dǎo)電元件314將以相同的制造步驟來制造，如第 一導(dǎo)電元件310和第二導(dǎo)電元件312。第三導(dǎo)體路徑層340被構(gòu)造在第二導(dǎo)體路徑層338 之上，并且第四導(dǎo)體路徑層342被構(gòu)造在第三導(dǎo)體路徑層340之上。如在第二導(dǎo)體路徑層 338中那樣，能夠在第三導(dǎo)體路徑層340和在第四導(dǎo)體路徑層342之中構(gòu)造有未示出的導(dǎo) 體路徑。由第一導(dǎo)體路徑層336的多晶硅制成的區(qū)域能夠與第二導(dǎo)體路徑層338的導(dǎo)體路 徑通過壓力接觸來連接。同樣地，第二導(dǎo)體路徑層338的導(dǎo)體路徑能夠與第三導(dǎo)體路徑層 340的導(dǎo)體路徑并且第三導(dǎo)體路徑層340的導(dǎo)體路徑能夠與第四導(dǎo)體路徑層342的導(dǎo)體路 徑通過壓力接觸相連接。
[0058] 如參照圖1和圖2所示出和描述的那樣，第一導(dǎo)電元件310、第二導(dǎo)電元件312和 第三導(dǎo)電兀件314在第二導(dǎo)體路徑層338內(nèi)相互平行。在一個實施形式中，在第一導(dǎo)電兀 件310和第三導(dǎo)電元件314之間的距離dl相應(yīng)于在確定的技術(shù)中由于生產(chǎn)過程的限制而 在兩個相鄰的導(dǎo)電元件之間能夠制造的最小的距離。同樣滴，在第二導(dǎo)電元件311和第三 導(dǎo)電元件314之間的距離dl相應(yīng)于最小的距離。在又一個實施形式中，距離dl和d2大于 最小的距離和/或距離dl和d2不同。
[0059] 在一個實施形式中，第一導(dǎo)電元件310直接鄰近第三導(dǎo)電元件314地設(shè)置并且該 第二導(dǎo)電元件312也直接鄰近第三導(dǎo)電元件314地設(shè)置。在第一導(dǎo)電元件310和第三導(dǎo)電 元件314之間無任何功能性的元件并且在第二導(dǎo)電元件312和第三導(dǎo)電元件314之間也無 任何功能性的元件。在其他的實施形式中，例如在第一導(dǎo)電元件310和第三導(dǎo)電元件314 之間設(shè)置假肢。同樣在第二導(dǎo)電元件312和第三導(dǎo)電元件314之間設(shè)置假肢。該假肢例如 至少部分地被構(gòu)造在半導(dǎo)體基體334之中。
[0060] 在一個實施形式中，第一導(dǎo)電兀件310的寬度wl相應(yīng)于最小的寬度，該最小的寬 度能夠在確定的技術(shù)中由于在生產(chǎn)過程中的限制而制造。同樣地，第二導(dǎo)電元件312的寬 度w2和第三導(dǎo)電元件314的寬度《3相應(yīng)于最小的寬度。在又一個實施形式中，寬度wl、 w2、w3大于最小的寬度和/或?qū)挾葁l、w2、w3不同。
[0061] 在圖3中所示出且描述的實施形式之中，第一導(dǎo)電元件310、第二導(dǎo)電元件312和 第三導(dǎo)電元件314被設(shè)置在第二導(dǎo)體路徑層中。在另一個實施形式中，第一導(dǎo)電元件310、 第二導(dǎo)電元件312和第三導(dǎo)電元件314被設(shè)置在另一個導(dǎo)體路徑層中。在又一個實施形式 中，第一導(dǎo)電元件310、第二導(dǎo)電元件312和第三導(dǎo)電元件312位于不同的導(dǎo)體路徑層中。 例如，在圖4所示出的實施形式之中，第三導(dǎo)體路徑元件414被設(shè)置在直接地位于第二導(dǎo)體 路徑層438之上的第三導(dǎo)體路徑層440中，第一導(dǎo)體路徑元件410設(shè)置在該第二導(dǎo)體路徑 層中。此外，第二導(dǎo)體路徑元件412被設(shè)置在直接地位于第三導(dǎo)體路徑層440之上的第四 導(dǎo)體路徑層442中。在如在圖4中所示出的實施形式中，第一導(dǎo)體路徑元件410、第二導(dǎo)體 路徑元件412和第三導(dǎo)體路徑元件414相互平行并且直接相互堆疊地設(shè)置。在又一個實施 形式中，在第二導(dǎo)體路徑層438中設(shè)置的第一導(dǎo)體路徑元件410和在第四導(dǎo)體路徑層442 中設(shè)置的第二導(dǎo)體路徑元件412相交。
[0062] 圖5示出了方法500的流程圖。
[0063] 在502中將第一電壓施加至第一導(dǎo)電兀件。
[0064] 在504中將第二電壓施加至第二導(dǎo)電元件。
[0065] 在506中，在第三導(dǎo)電兀件的第一末端處施加參考電勢。第三導(dǎo)電兀件如此地被 設(shè)置在第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間，使得第三導(dǎo)電元件鄰近第一導(dǎo)電元件地設(shè)置并 且該第三導(dǎo)電元件還鄰近第二導(dǎo)電元件地設(shè)置。該第一導(dǎo)電元件、第二導(dǎo)電元件和第三導(dǎo) 電元件被構(gòu)造在集成的半導(dǎo)體組件之中。
[0066] 在508中將分析在第三導(dǎo)電元件的第二末端處的電壓。
[0067] 在510中將識別從第一導(dǎo)電元件至第三導(dǎo)電元件或者從第二導(dǎo)電元件至第三導(dǎo) 電元件的短路。
[0068] 在512中將系統(tǒng)設(shè)置于安全的狀態(tài)，其中，該系統(tǒng)具有集成的半導(dǎo)體組件。
[0069] 在方法500的一個設(shè)計方案中，該電壓的分析包括該電壓與至少一個預(yù)先給定的 閾值的比較。
[0070] 在方法500的另一個設(shè)計方案中，將系統(tǒng)設(shè)置于安全的狀態(tài)包括集成的半導(dǎo)體組 件的斷開。
[0071] 在方法500的又一個設(shè)計方案中，將系統(tǒng)設(shè)置于安全的狀態(tài)包括報警信號的產(chǎn) 生。
[0072] 在502中，例如位于幾10V的范圍內(nèi)的第一電壓被施加至第一導(dǎo)電元件。在504中 例如在幾 V的范圍內(nèi)的第二電壓被施加至第二導(dǎo)電元件。在508中分析電壓時，例如將施 加在第三導(dǎo)電元件的第二末端處的電壓與預(yù)先給定的閾值作比較。在一個實施形式中，預(yù) 先給定的閾值和在第三導(dǎo)電元件的第一末端處的參考電勢如此地選擇，使得既能夠識別從 第一導(dǎo)電元件至第三導(dǎo)電元件的短路也能夠識別從第二導(dǎo)電元件至第三導(dǎo)電元件的短路。 在其他的實施形式之中，也能夠識別例如在第三導(dǎo)電元件內(nèi)的由于斷裂而造成的中斷。
[0073] 第三導(dǎo)電元件在集成的半導(dǎo)體組件的正常運行下不關(guān)聯(lián)任何邏輯功能，也就是 說，例如在存儲操作或者算術(shù)操作時不經(jīng)由該第三導(dǎo)電元件傳輸任何信號。第三導(dǎo)電元件 與之相反地僅僅用于短路的識別，也就是說該迪桑林業(yè)局的功能被限于短路的識別。其被 如此地設(shè)置，使得在集成的半導(dǎo)體組件中的短路能夠被提早地識別，即在第一導(dǎo)電元件和 第二導(dǎo)電元件之間的短路出現(xiàn)之前。通過該提早的短路的識別能夠防止另外的電路部分的 毀壞，該些另外的電路部分要么被設(shè)置在該集成的半導(dǎo)體組件之內(nèi)要么與該集成的半導(dǎo)體 組件耦合。
[0074] 方法500的步驟的順序并不必須相應(yīng)于上面所描述的順序。該方法500能夠以在 上述的段落中已經(jīng)描述的集成電路裝置中的一個或者以在接下來的段落中將要描述的系 統(tǒng)來執(zhí)行。
[0075] 圖6示出了系統(tǒng)660的示意圖，該系統(tǒng)被用在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用之中。該系 統(tǒng)660具有待保護的電路部分632和集成的電路裝置600,如其例如參照圖1至圖4所示出 和描述的那樣。集成的電路裝置600具有帶有第一導(dǎo)電元件610的第一電路部分602、帶有 第二導(dǎo)電元件612的第二電路部分604、第三導(dǎo)電元件614和分析電路618。第一電路部分 602以第一電源電壓606來驅(qū)動并且第二電路部分604以第二電源電壓608來驅(qū)動。在圖 6所示出的實施形式之中，第二導(dǎo)電元件612經(jīng)由第一接口 644與待保護的電路部分632電 耦合。在其他實施形式之中，待保護的電路部分632被設(shè)置在集成的電路裝置600之內(nèi)并 且與第二導(dǎo)電元件612電連接。
[0076] 在一個實施形式中，安全性至關(guān)重要的應(yīng)用為在車輛中的應(yīng)用，例如在機動車中。 借助于第三導(dǎo)電元件614和分析電路618能夠確保由標(biāo)準(zhǔn)IS026262所要求的機動車的功 能安全。第一電路部分602經(jīng)由第二接口 646與蓄電池或者車載電網(wǎng)648電耦合，該第二 接口以例如48V的第一電源電壓606來為第一電路部分602供電。該第一導(dǎo)電兀件610經(jīng) 由第三接口 650與電機控制裝置652例如用于機動車的轉(zhuǎn)向裝置的伺服電機電耦合。該分 析電路618的輸出信號628經(jīng)由第四接口 654與控制單元632電耦合。該控制單元632此 外控制電機控制裝置652。在圖6中所示出的實施形式為同樣具有待保護的電路部分632 的控制單元632。待保護的電路部分632或者控制單元例如被構(gòu)造為微控制器。
[0077] 微控制器632經(jīng)由分析電路618和輸出信號628提早地接收所示出的短路并且將 該系統(tǒng)660由此設(shè)置于安全的狀態(tài)。微控制器632能夠由此一方面被描述為控制單元。另 一方面該微控制器632作為中央的電路兀件對于該系統(tǒng)660的功能性負責(zé)，該微控制器632 與第二導(dǎo)電元件612電耦合并且被設(shè)置用于例如1. 5V的電壓。該微控制器632能夠因此 被描述為待保護的電路部分。為了防止該系統(tǒng)660的完全的故障，必須無條件地避免該微 控制器632由于從在其上施加有48V的第一導(dǎo)電元件610至第二導(dǎo)電元件的短路引起的毀 壞。
[0078] 在微控制器630經(jīng)由輸出信號628提早地信號地收到短路之后，該微控制器能夠 控制該系統(tǒng)660設(shè)置于安全的狀態(tài)之中，通過該微控制器例如斷開該集成的電路裝置600 或者促使警告信號的生成。因此，該微控制器632既能夠避免其自身的毀壞，也能夠阻止該 系統(tǒng)660的失靈。因此，例如能夠阻止通過伺服電機652控制的架勢的不受控制的或者有 錯誤的行為。
[0079] 在參照圖6所示出的并且描述的實施形式中，系統(tǒng)660被用在機動車中來阻止駕 駛的有錯誤的行為。在其他的實施形式中，該系統(tǒng)被設(shè)置用來阻止機動車的另外的安全性 至關(guān)重要的部件的崩潰，例如安全氣囊、制動器或者防抱死系統(tǒng)的崩潰。
[0080] 除了機動車之外，還有另外的安全性至關(guān)重要的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中能夠使用該 系統(tǒng)660。例如，該系統(tǒng)660能夠在醫(yī)學(xué)技術(shù)、在反應(yīng)堆控制、在交通管理系統(tǒng)或者在其他交 通工具中諸如在飛機中使用。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成電路裝置（100、200、600)，具有： 第一電路部分（102、202、602)，第一電源電壓（106、206、606)可提供給所述第一電路 部分， 第二電路部分（104、204、604)，第二電源電壓（108、208、608)可提供給所述第二電路 部分， 其中，所述第一電路部分和所述第二電路部分相互在空間上隔開地設(shè)置， 其中，所述第一電路部分具有第一導(dǎo)電元件（110、210、310、410、610)， 其中，所述第二電路部分具有第二導(dǎo)電元件（112、212、312、412、612)，以及 第三導(dǎo)電元件（114、214、314、414、614)， 其中，所述第三導(dǎo)電元件被如此地設(shè)置在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之 間，使得所述第三導(dǎo)電元件鄰近所述第一導(dǎo)電元件地設(shè)置并且所述第三導(dǎo)電元件也鄰近所 述第二導(dǎo)電元件地設(shè)置， 其中，在第一末端處參考電勢（116、216、616)可提供給所述第三導(dǎo)電兀件，并且 其中，所述第三導(dǎo)電元件在第二末端處與分析電路（118、218、618)相連接，以識別從所 述第一導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件或者從所述第二導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件的短 路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中，所述第一電源電壓在一個范圍之中，所 述范圍位于電壓范圍之上，與所述第二導(dǎo)電元件電耦合的待保護的電路部分（232、632)能 夠被設(shè)置用于所述電壓范圍。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述分析電路被如此地構(gòu) 造，使得為了識別短路將施加在所述第三導(dǎo)電元件上的電壓與至少一個預(yù)先給定的閾值作 比較。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，在所述分析電路和所述第 一導(dǎo)電元件之間以及在所述分析電路和所述第二導(dǎo)電元件之間在不存在所述短路時不存 在電連接。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述第一導(dǎo)電元件、所述第 二導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件被相互平行地設(shè)置在導(dǎo)體路徑層（338 )之內(nèi)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述第一導(dǎo)電元件直接地 鄰近所述第三導(dǎo)電元件地設(shè)置并且在所述第一導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件之間不設(shè)置 功能性元件，并且 其中，所述第二導(dǎo)電元件也直接鄰近所述第三導(dǎo)電元件地設(shè)置并且在所述第二導(dǎo)電元 件和所述第三導(dǎo)電元件之間不設(shè)置功能性元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述第三導(dǎo)電元件被設(shè)置 在位于所述第一導(dǎo)電元件之上的導(dǎo)體路徑層（440)之中，并且 其中，所述第二導(dǎo)電元件被設(shè)置在位于所述第三導(dǎo)電元件之上的導(dǎo)體路徑層（442)之 中。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，在所述第一導(dǎo)電元件和所 述第三導(dǎo)電元件之間的距離（dl)相應(yīng)于在兩個相鄰的導(dǎo)電元件之間的最小的距離，并且 其中，在所述第二導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件之間的距離（d2)同樣相應(yīng)于在兩個相 鄰的導(dǎo)電元件之間的所述最小的距離。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述第三導(dǎo)電元件的寬度 (w3)相應(yīng)于導(dǎo)電元件的最小的寬度。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的集成電路裝置，其中，所述分析電路還被構(gòu)造用 于識別在所述第三導(dǎo)電元件內(nèi)的中斷。
11. 一種方法，包括： 將第一電壓施加至第一導(dǎo)電兀件（502); 將第二電壓施加至第二導(dǎo)電元件（504); 將參考電勢施加至第三導(dǎo)電兀件（506)的第一末端， 其中，所述第三導(dǎo)電元件被如此地設(shè)置在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之 間，使得所述第三導(dǎo)電元件鄰近所述第一導(dǎo)電元件地設(shè)置并且所述第三導(dǎo)電元件也鄰近所 述第二導(dǎo)電元件地設(shè)置， 其中，所述第一導(dǎo)電元件、所述第二導(dǎo)電元件和所述第三導(dǎo)電元件被構(gòu)造在集成的半 導(dǎo)體組件之中， 分析在所述第三導(dǎo)電元件（508)的第二末端處的電壓， 識別從所述第一導(dǎo)電元件至所述第三導(dǎo)電元件或者從所述第二導(dǎo)電元件至所述第三 導(dǎo)電元件（510)的短路，并且 將系統(tǒng)設(shè)置于安全的狀態(tài)，其中，所述系統(tǒng)具有所述集成的半導(dǎo)體組件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述電壓的所述分析包括將所述電壓與至少 一個預(yù)先給定的閾值作比較。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，所述系統(tǒng)設(shè)置于所述安全的狀態(tài)包括所 述集成的半導(dǎo)體組件的斷開。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項所述的方法，其中，所述系統(tǒng)設(shè)置于所述安全的狀態(tài) 包括報警信號的產(chǎn)生。
15. -種用于在安全性至關(guān)重要的應(yīng)用中使用的系統(tǒng)，其具有待保護的電路部分 (632)和根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的集成電路裝置（600)，其中，所述集成電路裝 置的所述第二導(dǎo)電元件（612)與所述待保護的電路部分電耦合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被如此地構(gòu)造，使得在識別所述短路 時將其設(shè)置于安全的狀態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被如此地構(gòu)造，使得在識別所述 短路時阻止所述待保護的電路部分的毀壞。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述安全性至關(guān)重要的應(yīng)用包括 在車輛中的應(yīng)用并且其中所述系統(tǒng)如此地被構(gòu)造，使得在識別所述短路時阻止安全氣囊、 制動器或者方向盤的拒絕。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述集成電路裝置的所述第一 導(dǎo)電元件（610)與電機控制電路（642)電耦合并且其中所述待保護的電路部分具有微控制 器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述集成電路裝置和所述待保護 的電路部分被構(gòu)造在共同的集成半導(dǎo)體組件之中。
【文檔編號】H03K19/0175GK104065371SQ201410105763
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月21日
【發(fā)明者】M·扎諾斯 申請人:英飛凌科技股份有限公司