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Ausführungsbeispiele
der Erfindung betreffen Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreise,
integrierte Schaltkreise und Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreises.
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Plasmaprozesse
in CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor (Komplementäre Metalloxidhalbleiter))-Logik
(Ätzprozesse
oder Abscheideprozesse) können
zu einer starken Aufladung mit Ladungsträgern auf Photoresists, Metallen
und Halbleiteroberflächen
führen.
Wenn diese Ladungen in Kontakt kommen mit beispielsweise einem Gateoxid
eines Feldeffekttransistors, so können sie zu einer Oxid-Degradation oder
einer Oxid-Zerstörung
führen. Da
es nicht möglich
ist, vorherzusagen, welche Polarität die Ladungsträger bei
der Aufladung aufweisen, ist es wünschenswert die Komponenten
während
des Herstellungsprozesses derselben gegen die Aufladung mit Ladungsträgern beider
Polaritäten
zu schützen.
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Zum
Schützen
beispielsweise eines Gateoxids vor hohen Spannungen während eines
Herstellungsprozesses werden üblicherweise
Dioden zwischen das Gate eines Feldeffekttransistors und das Substrat
angeordnet. Während
des Plasmaätzens werden
diese Dioden leitend aufgrund der Existenz von UV(Ultraviolett)-Strahlung.
Somit kann die Metallleitung, welche das Gate kontaktiert, mittels
der leitenden Diode entladen werden und das Oxid wird nicht geschädigt.
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Ein
geeigneter Schutz erfordert üblicherweise
sehr große
Dioden, welche eine große
parasitäre Kapazität an dem
geschützten
Knoten eines integrierten Schaltkreises bilden.
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Somit
repräsentieren
sie eine parasitäre
Impedanz zu dem Masseknoten (Erdungsknoten) des integrierten Schaltkreises.
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Zusätzlich zu
der parasitären
Impedanz können
diese Strukturen auch problematisch sein, wenn Funkfrequenz(Radio
Frequency, RF)-S-Parameter gemessen werden, beispielsweise aufgrund
des schlechten Verhältnisses
zwischen der Kapazität
von Messpads (zuzüglich
Antennendiode) und der zu messenden Einrichtung.
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Mit
weiter wachsender Miniaturisierung werden die Aufladungsprobleme
voraussichtlich immer schlimmer.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In
den Figuren sind gleiche oder ähnliche
Elemente, soweit zweckmäßig, in
allen Ansichten mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren
sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, es
wurde stattdessen allgemein Wert darauf gelegt, die Prinzipien der
Ausführungsbeispiele
der Erfindung zu erläutern.
In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben.
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Es
zeigen
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1 einen
integrierten Schaltkreis gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines Teils des in 1 dargestellten integrierten
Schaltkreises gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3A und 3B Strom/Spannungs-Diagramme
von Dioden gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei 3A ein Strom/Spannungs-Diagramm
zeigt, in dem die Eigenschaften von seriell-gekoppelten Dioden mit jeweils
unterschiedlicher Anzahl seriell-gekoppelter Dioden dargestellt
sind in einem Bereich von ungefähr
600 mA bis ungefähr –600 mA,
und 3B ein Strom/Spannungs-Diagramm zeigt, in welchem
die Eigenschaften von seriell-gekoppelten Dioden für eine unterschiedliche
Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden in einem Bereich von ungefähr 1 A bis
ungefähr
10–13 mA
dargestellt sind;
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4A und 4B Strom/Spannungs-Diagramme
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei 4A ein Strom/Spannungs-Diagramm
zeigt, in dem die Eigenschaften von seriell-gekoppelten Dioden mit
jeweils unterschiedlicher Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden in einem Bereich
von ungefähr
300 mA bis ungefähr –300 mA dargestellt
sind, und 4B zeigt ein Strom/Spannungs-Diagramm,
in dem die Eigenschaften von seriell-gekoppelten Dioden mit jeweils
unterschiedlicher Anzahl seriell gekoppelter Dioden in einem Bereich von
ungefähr
1 A bis ungefähr
10–16 mA
dargestellt sind;
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5 eine
Mehrzahl von seriell-gekoppelten pn-Dioden gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6 eine
Mehrzahl von seriell-gekoppelten np-Dioden gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7 die
Strompfade für
elektrische Entladung für
unterschiedliche Polaritäten
für die
Mehrzahl von seriell-gekoppelten pn-Dioden, wie sie in 5 gezeigt
sind, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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8 die
Strompfade für
elektrische Entladung für
unterschiedliche Polaritäten
für die
Mehrzahl von seriell-gekoppelten np-Dioden, wie sie in 6 gezeigt
sind, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9 einen
Kleinsignal-Ersatzschaltkreis eines Dioden-Teilschaltkreises gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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10 ein
Ausführungsbeispiel
eines Schutzschaltkreis-Teils
eines integrierten Schaltkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei nur Schutz gegen eine Polarität realisiert ist.
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Im
Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben
sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten
oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten
Kopplung.
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Herkömmlicherweise
wurde eine Antennen-Aufladung vermieden, indem eine Schutzdiode mit
ausreichender Größe zwischen
einem Metall und einem Substrat angeordnet wurde. Diese Diode führt entweder
den Strom im Vorwärts-Modus
oder wird leitend aufgrund der UV-Strahlung. Daher können die Metalle,
die mit einer Schutzdiode gekoppelt sind, entladen werden und Spannungsspitzen
werden vermieden. Die herkömmliche
Schutzdiode sollte ausreichend groß gewählt werden, so dass in dem
Fall von Entladung der elektrische Widerstand der Schutzdiode ausreichend
klein ist und ein Spannungsabfall nicht ausreichend groß ist, um
das zu schützende elektronische
Element zu beschädigen,
beispielsweise das Gateoxid eines zu schützenden Feldeffekttransistors.
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In
der Praxis kann die Verwendung einer Schutzdiode dazu führen, dass
sehr große
Antennen-Schutzdioden verwendet werden zum Vermeiden von Einrichtungs-Degradation.
Beispielsweise beträgt
gemäß einer
Entwurfsregel die minimale Fläche
einer Schutzdiode ungefähr
1/20 der Fläche,
die für das
Metall in dem integrierten Schaltkreis vorgesehen ist. Als Ergebnis
kann es schwierig sein, geeignete RF-Messungen durchzuführen mit
ausreichendem oder vollständigem
Antennenschutz (in einer RF-Messung wird das Device-Gate direkt
an ein Kontakt-Pad angeschlossen).
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie in 1 dargestellt, weist ein integrierter
Schaltkreis 100 einen Schaltkreis 102 mit Antenneneigenschaften
auf.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Schaltkreis 102 ein Hochfrequenzschaltkreis,
wie beispielsweise ein Oszillatorschaltkreis mit mindestens einer
Spule, sein, alternativ beispielsweise ein Verstärkerschaltkreis (beispielsweise
ein Niedrig-Rauschen-Verstärkerschaltkreis
(Low Noise Amplifier circuit)) mit mindestens einer Spule. Der Schaltkreis
kann in einem Ladung-Aufnahmebereich (auch
bezeichnet als Ladung-Empfangsbereich) 104 angeordnet sein
oder kann mit dem Ladung-Aufnahmebereich 104 gekoppelt
sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann der Schaltkreis 102 weggelassen werden und nur der
Ladung-Aufnahmebereich 102 kann vorgesehen sein.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Ladungsträger in dem Ladung-Aufnahmebereich 104,
welcher Antenneneigenschaften aufweisen kann, während eines Halbleiter-Herstellungsprozesses
zum Herstellen einer Halbleiteranordnung empfangen, anders ausgedrückt, aufgenommen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann der Ladung-Aufnahmebereich 104 mindestens eines
der folgenden Materialien enthalten wie beispielsweise Photoresistmaterial,
Metall oder anderes elektrisch leitendes oder halbleitendes Material,
das elektrische Ladungsträger
empfangen kann. Die elektrischen Ladungsträger können erzeugt werden, beispielsweise
während
eines Halbleiter-Herstellungsprozesses,
beispielsweise während
eines Plasmaprozesses (beispielsweise während eines Ätzprozesses oder
eines Abscheidungsprozesses oder während irgendeines anderen bereitgestellten
Plasmaprozesses), durchgeführt
in den Metallisierungsbereichen eines integrierten Schaltkreises
während der
Herstellung desselben, beispielsweise während des Herstellens von Logikschaltkreisen
oder Speicherschaltkreisen. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele der Erfindung
nicht beschränkt
auf solche Prozesse, sondern sind anwendbar auf jeden Prozess, in dem
elektrische Ladungsträger
erzeugt werden und ein elektrisches Element oder mehrere elektrische Elemente
gegen die Ladungsträger
geschützt
werden soll(en), beispielsweise gegen eine Überladung. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Ladung-Aufnahmebereich 104 ein Kontakt-Pad
oder mehrere Kontakt-Pads des integrierten Schaltkreises 100 aufweisen.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der integrierte Schaltkreis 100 zusätzlich einen ersten
Anschluss (auch bezeichnet als erster Knoten) 106 auf,
welcher mit dem Ladung-Aufnahmebereich 104 derart gekoppelt
ist, dass die von dem Ladung-Aufnahmebereich 104 empfangenen
Ladungsträger
sich zu dem ersten Anschluss 106 bewegen können, womit
dessen elektrisches Potential verändert wird. Ferner kann der
integrierte Schaltkreis 100 ein elektronisches Element 108 aufweisen,
welches mit dem ersten Anschluss 106 gekoppelt ist. Das elektronische
Element 108 soll gegen eine Überladung geschützt werden,
d. h. gegen eine Existenz von zu vielen Ladungsträgern an
dem ersten Anschluss 106 und somit gegen eine Überspannung (ein
zu hohes elektrisches Potential), welche an dem ersten Anschluss 106 auftreten
kann.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann das elektronische Element 108 ein Transistor wie
beispielsweise ein Bipolartransistor oder ein Feldeffekttransistor
sein. Der Feldeffekttransistor kann jede Art von Feldeffekttransistor
sein wie beispielsweise ein MIS(Metall-Isolator-Halbleiter)-Feldeffekttransistor,
ein MOS(Metall-Oxid-Halbleiter)-Feldeffekttransistor,
ein CMOS(komplementärer Metall-Oxid- Halbleiter)-Feldeffekttransistor,
etc. Ferner kann der Feldeffekttransistor in jeder Art von Struktur
vorgesehen sein wie beispielsweise als ein planarer Feldeffekttransistor,
als ein vertikaler Feldeffekttransistor oder als ein FIN-Feldeffekttransistor. Der
Feldeffekttransistor kann ein Gate aufweisen oder eine Mehrzahl
von Gates, die neben dem Kanalbereich des Feldeffekttransistors
angeordnet sind. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Feldeffekttransistor ein Gateoxid auf, welches
auf oder über
dem Kanalbereich angeordnet ist und einen Gatebereich, angeordnet
auf oder über
dem Gateoxid. In diesem Ausführungsbeispiel
ist beispielsweise das Gate-Isoliermaterial
(beispielsweise das Gateoxid) gegen eine Überspannung an dem ersten Anschluss 106 geschützt. In
einem anderen Ausführungsbeispiel
ist der Steueranschluss (beispielsweise 118) (beispielsweise
der Basisanschluss eines Bipolartransistors oder der Gatebereich
eines Feldeffekttransistors) des Transistors mit dem ersten Anschluss 106 gekoppelt.
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Ferner
ist ein Gleichrichter-Schaltkreis, beispielsweise ein Dioden-Schaltkreis 110,
vorgesehen und mit dem ersten Anschluss 106 auf der einen
Seite (auch bezeichnet als Eingangsseite) des Dioden-Schaltkreises 110 gekoppelt
und mit einem zweiten Anschluss 112 auf der gegenüberliegenden
Seite (auch bezeichnet als Ausgangsseite) des Dioden-Schaltkreises 110.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der zweite Anschluss 112 mit einem Bezugspotential
gekoppelt, beispielsweise mit dem Massepotential (Erdungspotential) 114,
beispielsweise dem Schaltkreis-Massepotential 114.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung bilden der erste Anschluss 106, der Dioden-Schaltkreis 110 und
der zweite Anschluss 112 einen Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladung- Schutzschaltkreis
zum Schützen
des elektronischen Elements 108 beispielsweise gegen eine Überspannung
an dem ersten Anschluss 106, die beispielsweise während eines
Halbleiter-Herstellungsprozesses
auftritt, wie oben beschrieben.
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Wie
im Folgenden näher
erläutert
wird, ist der Gleichrichter-Schaltkreis,
beispielsweise der Dioden-Schaltkreis 110, zwischen dem
ersten Anschluss 106 und dem zweiten Anschluss 112 gekoppelt
und kann mindestens zwei anti-parallel gekoppelte Gleichrichter-Komponenten
aufweisen, wie beispielsweise mindestens zwei anti-parallel gekoppelte Dioden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann der Gleichrichter-Schaltkreis mindestens zwei anti-parallel
gekoppelte andere Gleichrichter-Komponenten, wie beispielsweise
Transistoren in einer Gleichricht-Koppelstruktur, aufweisen (beispielsweise
einen MOS-Feldeffekttransistor
in Dioden-Kopplung) oder Thyristoren, die in einer Gleichricht-Koppelstruktur
gekoppelt sind oder eine Gleichricht-Funktionalität bereitstellen.
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In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann der Gleichrichter-Schaltkreis eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten
aufweisen, wobei die gleichrichtenden Komponenten alle in derselben
Flussrichtung geschaltet sind. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann der Gleichrichter-Schaltkreis einen ersten Gleichrichter-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten aufweisen, wobei die gleichrichtenden
Komponenten des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises alle in derselben
Flussrichtung gekoppelt sind, und einen zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell gekoppelten gleichrichtenden Komponenten,
wobei die gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind.
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In
dem Ausführungsbeispiel,
in dem das elektronische Element 108 ein Transistor ist,
kann ein erster gesteuerter Anschluss 120 (beispielsweise
ein Emitteranschluss oder ein Kollektoranschluss eines Bipolartransistors
oder ein Source/Drain-Bereich eines Feldeffekttransistors) mit einem
Lastschaltkreis 124 (beispielsweise ein Logikschaltkreis
oder mehrere Logikschaltkreise oder ein Speicherschaltkreis oder
mehrere Schaltkreise) verbunden sein und der jeweilige zweite gesteuerte
Anschluss 122 des Transistors kann mit dem Bezugspotential 114 gekoppelt sein.
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Wie
im Folgenden näher
erläutert
wird, weist in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Dioden-Schaltkreis 110 einen ersten Dioden-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten Dioden (im Allgemeinen
eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten
auf), wobei die Dioden des ersten Dioden-Teilschaltkreises alle
in derselben Flussrichtung verbunden sind, und einen zweiten Dioden-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
Dioden (im Allgemeinen eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten),
wobei die Dioden des zweiten Dioden-Teilschaltkreises alle in derselben
Flussrichtung miteinander verbunden sind. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Dioden des ersten Dioden-Teilschaltkreises
anti-parallel zu den Dioden des zweiten Dioden-Teilschaltkreises
gekoppelt.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind die Dioden des ersten Dioden-Teilschaltkreises pn-Dioden,
wobei der p-Anschluss einer ersten Diode des ersten Dioden-Teilschaltkreises mit
dem ersten Anschluss gekoppelt ist, und der n-Anschluss einer letzten
Dioden des ersten Dioden-Teilschaltkreises
mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist, und die Dioden des zweiten
Dioden-Teilschaltkreises sind np-Dioden,
wobei der n-Anschluss einer ersten Diode des zweiten Dioden-Teilschaltkreises
mit dem ersten Anschluss gekoppelt ist und der p-Anschluss einer
letzten Diode des zweiten Dioden-Teilschaltkreises mit dem zweiten
Anschluss gekoppelt ist. Es ist anzumerken, dass in verschiedenen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung jede Art von Dioden verwendet werden kann, beispielsweise pn-Dioden
oder np-Dioden (d.
h. Dioden mit einem pn-Übergang
oder mit einem np-Übergang),
PIN-Dioden, Schottky-Dioden, Zener-Dioden, Avalanche-Dioden, Esaki-Dioden,
etc. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung können
Dioden verwendet werden, welche eine exponentielle Spannung/Strom-Kennlinie
aufweisen. Wie zuvor erläutert,
können
in einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung anstelle von Dioden andere gleichrichtende Komponenten
verwendet werden wie beispielsweise Transistoren in einer Gleichricht-Koppelstruktur (beispielsweise
ein MOS-Feldeffekttransistor in Dioden-Verbindung) oder Thyristoren,
gekoppelt in einer Gleichricht-Koppelstruktur oder bereitstellend
eine Gleichricht-Funktionalität.
Anschaulich stellen Ausführungsbeispiele
der Erfindung ein Schutzschema bereit, welches ein elektronisches Element
wie beispielsweise einen Transistor gut schützt und gleichzeitig nur geringe
Parasiten aufweist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die herkömmlich
auftretende hohe parasitäre
Kapazität
durch ein neues Schutzkonzept reduziert. Der Schutz kann realisiert
werden mittels einer Anti-Parallel-Anordnung von seriell-gekoppelten pn-Dioden und
np-Dioden, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. Die Spannung, wenn
dieser Serien-Dioden-Stapel
vorwärts-vorgespannt
wird, kann eingestellt werden, indem die am meisten geeignete Anzahl
von Dioden ausgewählt
wird. Ein Effekt des Verwendens des Diodenstapels mit einer Mehrzahl
von seriell-gekoppelten Dioden ist, dass die parasitäre Kapazität wesentlich
geringer ist als in dem Fall der Verwendung einer einzelnen Diode.
Mittels dieser Anordnung von Dioden in einer seriellen Anordnung kann
die Gesamtkapazität
zusätzlich
reduziert werden.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Teils 200 des in 1 dargestellten
integrierten Schaltkreises 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist das elektronische Element 108 als
ein Transistor ausgestaltet, beispielsweise als ein MOS-Feldeffekttransistor,
beispielsweise als ein CMOS-Feldeffekttransistor,
wobei beispielsweise dessen Gateoxid gegen eine Schädigung geschützt werden
soll, die auftreten kann aufgrund einer Überladung an dem ersten Anschluss 106.
Wie oben beschrieben worden ist, kann der erste Anschluss 106 mit
dem Ladung-Aufnahmebereich 104 gekoppelt sein. Somit stellt
in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung anschaulich der erste Anschluss 106 eine
Gate-Verbindung (des MOS-Feldeffekttransistors)
mit einer Antennen-relevanten Metallfläche eines integrierten Schaltkreises bereit,
in anderen Worten, mit einer Metallfläche, welche Antenneneigenschaften
zeigt.
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In
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Dioden-Schaltkreis 110 eine
Mehrzahl von, beispielsweise zwei, Dioden-Teilschaltkreise auf,
beispielsweise einen ersten Dioden-Teilschaltkreis 202 und
einen zweiten Dioden-Teilschaltkreis 204.
Der erste Dioden-Teilschaltkreis 202 weist eine Mehrzahl
von ersten Dioden 206 auf, welche miteinander in Serie
gekoppelt sind, wobei die Dioden des ersten Dioden-Teilschaltkreises 202 alle
in derselben Flussrichtung geschaltet sind, d. h. ein n-Bereich
einer ersten Diode 206 ist verbunden mit dem p-Bereich
der nachfolgenden ersten Diode 206 der Serien-Verbindung
des ersten Dioden-Teilschaltkreises 202. Wie in 2 gezeigt
ist, ist der p-Bereich der ersten Dioden 206 des ersten
Dioden-Teilschaltkreises 202 mit dem ersten Anschluss 106 gekoppelt
und der n-Bereich der letzten ersten Diode 206 des ersten
Dioden-Teilschaltkreises 202 ist mit dem zweiten Anschluss 112 gekoppelt.
Ferner weist der zweite Dioden-Teilschaltkreis 204 eine
Mehrzahl von zweiten Dioden 208 auf, welche miteinander
in Serie gekoppelt sind, wobei die Dioden des zweiten Dioden-Teilschaltkreises 206 alle
in derselben Flussrichtung geschaltet sind, d. h. ein n-Bereich
einer zweiten Diode 208 ist verbunden mit dem p-Bereich der
nachfolgenden zweiten Diode 208 der Serien-Verbindung des
zweiten Dioden-Teilschaltkreises 204. Wie in 2 dargestellt
ist, ist der n-Bereich der ersten zweiten Diode 208 des
zweiten Dioden-Teilschaltkreises 204 verbunden mit dem
ersten Anschluss 106 und der p-Bereich der letzten zweiten
Diode 208 des zweiten Dioden-Teilschaltkreises 204 ist mit
dem zweiten Anschluss 112 gekoppelt. Somit sind der erste
Dioden-Teilschaltkreis 202 und der zweite Dioden-Teilschaltkreis 204 miteinander
anti-parallel gekoppelt. Die Anzahl von ersten Dioden 206 und
zweiten Dioden 208 kann beliebig gewählt werden, obwohl in diesem
Beispiel vier erste Dioden 206 und vier zweite Dioden 208 vorgesehen
sind. Die Anzahl von ersten Dioden 206 und zweiten Dioden 208 kann
gleich sein, in einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann jedoch die Anzahl von ersten Dioden 206 und zweiten
Dioden 208 unterschiedlich sein. Ferner können alle
erste Dioden 206 die gleiche Größe und Eigenschaften (beispielsweise
Dotierprofil) aufweisen, oder sie können unterschiedlich sein hinsichtlich
ihrer Größe und/oder
Eigenschaften. In gleicher Weise können alle zweiten Dioden 208 die
gleiche Größe und Eigenschaften (beispielsweise
Dotierprofil) aufweisen, oder sie können vorgesehen sein mit unterschiedlicher
Größe und/oder
Eigenschaften.
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Wie
zuvor beschrieben worden ist, können/kann
in einem alternativen Ausführungsbeispiel der
Erfindung der erste Dioden-Teilschaltkreis 202 und/oder
der zweite Dioden-Teilschaltkreis 204 jeweils
nur eine erste Diode 206 bzw. nur eine zweite Diode 208 aufweisen.
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Durch
Auswählen
der Anzahl und der Art/Größe/Eigenschaften
der vorgesehenen ersten Diode(n) 206 und/oder zweiten Diode(n) 208 kann der
bereitgestellte Leckstrom und die Stromfluss-Eigenschaft gewählt werden
und an die Anwendungsabhängigen
Anforderungen angepasst werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Eigenschaften von seriell-gekoppelten Dioden
verwendet.
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Beispielsweise
ermöglichen
die exponentiellen Strom/Spannungs-Kurven der verwendeten Dioden 206, 208 die
Einstellung des Einsetzens des Vorwärtsstroms mittels Auswählens der
korrekten Anzahl von Dioden 206, 208 (beispielsweise
wenn Oxide mit unterschiedlichen Spannungshärten verwendet werden). Indem
zwei anti-parallele Diodenstapel verwendet werden (beispielsweise
der erste Dioden-Teilschaltkreis 202 und der zweite Dioden-Teilschaltkreis 204),
wird ein Schutz realisiert für
jede Art von Polarität
der Ladung. Der Vorwärtsstrom
einer Diode kann sehr viel größer sein
als der Schutzstrom einer herkömmlichen
Antennen-Schutzdiode während
UV-induzierter Leitung. Somit kann in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ein Schutz realisiert werden mit viel kleineren Dioden, womit eine
geringere parasitäre
Kapazität
bereitgestellt wird.
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Wie
oben beschrieben worden ist, werden in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung anti-parallele Diodenstapel (beispielsweise der erste
Dioden-Teilschaltkreis 202 und der zweite Dioden-Teilschaltkreis 204)
verwendet. Somit ist immer ein Diodenstapel der Diodenstapel vorwärts-vorgespannt, wie
in 3A und 3B dargestellt
ist.
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3A und 3B zeigen
Strom/Spannungs-Diagramme von Dioden gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 3A zeigt ein erstes Strom/Spannungs-Diagramm 300,
in dem die Kennlinien einer unterschiedlichen Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden
in einem Bereich von ungefähr
600 mA bis ungefähr –600 mA
in linearem Maßstab
dargestellt sind. 3B zeigt ein zweites Strom/Spannungs-Diagramm 350,
in dem die Eigenschaften einer unterschiedlichen Anzahl von seriell- gekoppelten Dioden
in einem Bereich von ungefähr
1 A bis ungefähr
10–13 mA
in logarithmischem Maßstab
dargestellt sind. In beiden Strom/Spannungs-Diagrammen 300, 350 ist
ein Spannungsbereich von ungefähr –10 V bis
ungefähr
1 V dargestellt. Die simulierten Spannungskurven sind für eine Kombination
von np-Dioden und pn-Dioden mit einer Diodenfläche von 5 μm2 dargestellt.
Die Anzahl von Dioden, welche in Serie miteinander gekoppelt sind,
wurde variiert. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung basiert die Simulation auf Übergangs-Dioden-Modellen mit
integriertem skalierbaren Serienwiderstand.
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In
größerem Detail
zeigen die Strom/Spannungs-Diagramme 300, 350:
- • eine
erste Strom/Spannungs-Kurve 302, welche eine einzige Diode
repräsentiert,
- • eine
zweite Strom/Spannungs-Kurve 304, welche zwei seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert,
- • eine
dritte Strom/Spannungs-Kurve 306, welche drei seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert,
- • eine
vierte Strom/Spannungs-Kurve 308, welche vier seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert,
und
- • eine
fünfte
Strom/Spannungs-Kurve 310, welche fünf seriell-gekoppelte Dioden
repräsentiert.
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Wie
in 3A und 3B dargestellt
ist, können
mittels Auswählens
einer unterschiedlichen Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden der Serienwiderstand
und die Strom/Spannungs-Eigenschaft der Serienverbindung angepasst
werden.
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4A und 4B zeigen
Strom/Spannungs-Diagramme von Dioden gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 4A zeigt ein drittes Strom/Spannungs-Diagramm 400,
in dem die Eigenschaften einer unterschiedlichen Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden
in einem Bereich von ungefähr
300 mA bis ungefähr –300 mA
in linearem Maßstab
für unterschiedliche Diodenflächen dargestellt ist. 4B zeigt
ein viertes Strom/Spannungs-Diagramm 450, in dem die Eigenschaften
einer unterschiedlichen Anzahl von seriell-gekoppelten Dioden in
einem Bereich von ungefähr
1 A bis ungefähr
10–16 mA
in logarithmischem Maßstab
für unterschiedliche Diodenflächen dargestellt
sind. In beiden Strom/Spannungs-Diagrammen 400, 450 ist
ein Spannungsbereich von ungefähr –10 V bis
ungefähr 1
V dargestellt. Die simulierten Spannungskurven sind gezeigt für eine Kombination
von np-Dioden und pn-Dioden mit einer Diodenfläche von 5 μm2 und
10 μm2. Die Anzahl von in Serie gekoppelten Dioden wurde
variiert. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung basiert die Simulation auf Übergangs-Dioden-Modellen mit
integriertem skalierbaren Serienwiderstand.
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Im
größeren Detail
zeigen die Strom/Spannungs-Diagramme 400, 450:
- • eine
sechste Strom/Spannungs-Kurve 402, welche drei seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert, wobei
jede Diode eine Diodenfläche
von 10 μm2 aufweist,
- • eine
siebte Strom/Spannungs-Kurve 404, welche drei seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert, wobei
jede Diode eine Diodenfläche
von 5 μm2 aufweist,
- • eine
achte Strom/Spannungs-Kurve 406, welche fünf seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert,
wobei jede Diode eine Diodenfläche
von 10 μm2 aufweist, und
- • eine
neunte Strom/Spannungs-Kurve 408, welche fünf seriell-gekoppelte
Dioden repräsentiert, wobei
jede Diode eine Diodenfläche
von 5 μm2 aufweist.
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In
dem in 4A dargestellten linearen Maßstab wird
ein Bereich (Regime) ersichtlich, in dem in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Diodenstapel durch seinen Serienwiderstand dominiert
wird in eher starker Abhängigkeit
von der Diodenfläche.
Der logarithmische Maßstab,
wie in 4B dargestellt, zeigt den Bereich
(Regime), in dem der Strom dominiert wird von dem exponentiellen
Verhalten, welches in einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung eher stark abhängig
ist von der Anzahl von Dioden, welche in der Serien-Verbindung vorhanden
sind.
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Es
ist anzumerken, dass darauf geachtet werden sollte, dass der Leckstrom
nicht zu groß ist. Der
maximal akzeptierbare Leckstrom sollte gewählt werden derart und der Schutz
sollte derart angepasst werden, dass der Leckstrom nicht größer wird
als das erlaubte gewählte
Maximum. Dies kann, wie in 2 dargestellt,
beispielsweise erreicht werden, indem eine geeignete Anzahl von
Dioden 206, 208 ausgewählt wird.
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Indem
eine unterschiedliche Anzahl von Dioden 206, 208 (beispielsweise
np-Dioden oder pn-Dioden) gewählt
wird, kann der Einsatz des Vorwärts-Schutzstroms
ebenso für
jede Polarisation unterschiedlich eingestellt werden.
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Eine
Wirkung dieses Schutzes ist abhängig von
dem Serienwiderstand des Entladepfads (beispielsweise bereitgestellt
von einem jeweiligen Dioden-Teilschaltkreis der zwei Dioden-Teilschaltkreise 202, 204)
während
des Aufladens, beispielsweise in einem Plasmaprozess. Der Serienwiderstand
kann abhängig
sein von der Anzahl von Dioden, aber ebenso von der Fläche (d.
h. der Größe) der
Dioden. Indem größere Dioden
verwendet werden, kann der Serienwiderstand weiter reduziert werden.
In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann die Fläche der
Dioden immer noch wesentlich kleiner sein als in einer herkömmlichen
Antennen-Schutzdiode.
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Der
Einfluss des Diodenstapels ist in 3 für eine unterschiedliche
Anzahl von Dioden in einem Stapel dargestellt. Da die Ströme während des
Aufladens sehr gering sind (50 mA/cm2),
sind Dioden mit einer sehr kleinen Fläche ausreichend zum Realisieren
eines ausreichend großen
Schutzes.
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5 zeigt
eine Mehrzahl 500 von seriell-gekoppelten pn-Dioden (welche beispielsweise
den ersten Dioden-Teilschaltkreis 202 bilden
können)
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, ist ein Substrat 502 vorgesehen.
In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann das Substrat 502 ein Wafer-Substrat 502 sein.
Das Wafer-Substrat 502 kann hergestellt sein aus einem
Halbleiter-Material, obwohl in einem anderen Ausführungsbeispiel
andere geeignete Materialien ebenso verwendet werden können. In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das Wafer-Substrat 502 hergestellt aus
Silizium (dotiert oder undotiert, beispielsweise p-dotiert oder
p–-dotiert oder
n-dotiert oder n–-dotiert), in einem
alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das Wafer-Substrat 502 ein Silizium-auf-Isolator(Silicon
an Insulator, SOI)-Wafer. Als eine Alternative kann jedes beliebige
andere geeignete Halbleitermaterial verwendet werden für das Wafer-Substrat 502,
beispielsweise ein Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise
Gallium-Arsenid (GaAs), Indium-Phosphid (InP), aber auch jedes andere
geeignete ternäre Verbundhalbleitermaterial
oder quaternäre
Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs).
In diesem Fall können
die Dioden, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, gebildet werden
unter Verwendung einer geeigneten Wannen-Definition in dem Substratmaterial.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten Dioden 504, 506, 408 in
dem Substrat 502 vorgesehen, beispielsweise in der folgenden
Weise.
-
Für jede Diode 504, 506, 508 ist
eine jeweilige Wanne (beispielsweise n+-dotierte
Wanne in dem Fall eines p-dotierten
Substrats) 510, 512, 514, vorgesehen.
Ferner ist/sind ein (oder mehr) p+-dotierte(r)
Bereich(e) 516, 518, 520 und ein (oder
mehr) n+-dotierte(r) Bereich(e) 522, 524, 526 in
jeder der Wannen 510, 512, 514 vorgesehen.
Aus Gründen der
Einfachheit sind nur drei Dioden 504, 506, 508 gezeigt,
aber eine beliebige Anzahl von Dioden kann in jedem Dioden-Teilschaltkreis in
der beschriebenen Weise vorgesehen sein, beispielsweise vier, fünf, sechs,
etc.
-
Der
p+-dotierte Bereich 516 der ersten
Wanne 510 kann gekoppelt sein mit dem Ladung-Aufnahmebereich
(beispielsweise mit einer Pad-Verbindung), beispielsweise mittels
des ersten Anschlusses 106. Der n+-dotierte
Bereich 522 der ersten Wanne 510 kann gekoppelt
sein mit dem p+-dotierten Bereich 518 der
zweiten Wanne 512 mittels einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur 528,
beispielsweise einer Leiterbahn, beispielsweise hergestellt aus
Polysilizium oder einem Metall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium.
Der n+-dotierte Bereich 524 der zweiten
Wanne 512 kann gekoppelt sein mit dem p+-dotierten Bereich 520 der
dritten Wanne 514 mittels einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 530, beispielsweise
einer Leiterbahn, beispielsweise hergestellt aus Polysilizium oder
einem Metall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Der n+-dotierte Bereich 526 der dritten
Wanne 514 seinerseits kann gekoppelt sein mit einem p+-dotierten Bereich 532, der in
dem Substrat vorgesehen ist, mittels einer dritten elektrisch leitfähigen Struktur 534,
beispielsweise einer Leiterbahn, beispielsweise hergestellt aus
Polysilizium oder einem Metall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium.
-
Somit
zeigt 5 schematisch eine Realisierung des ersten Dioden-Teilschaltkreises 202, welcher
auch als ein Schutzdiodenstapel bezeichnet werden kann. Wie oben
beschrieben worden ist, kann der pn-Diodenstapel eine Serie von
pn-Übergängen in
unterschiedlichen n-Wannen aufweisen.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der np-Diodenstapel
vorgesehen sein in einer Dreifach-Wannenstruktur, wie im Folgenden näher erläutert wird
unter Bezugnahme auf 6.
-
6 zeigt
eine Mehrzahl 600 von seriell-gekoppelten np-Dioden (welche beispielsweise
den zweiten Dioden-Teilschaltkreis 204 bilden
können) gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Wie
in 6 dargestellt ist, ist ein Substrat 602 vorgesehen.
In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann das Substrat 602 ein Wafer-Substrat 602 sein.
Das Wafer-Substrat 602 kann
hergestellt sein aus einem Halbleitermaterial, obwohl in einem anderen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung jedes andere geeignete Material ebenfalls verwendet
werden kann. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das Wafer-Substrat 602 hergestellt aus
Silizium (dotiert oder undotiert, beispielsweise p-dotiert oder
p–-dotiert
oder n-dotiert oder n–-dotiert), in einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist das Wafer-Substrat 602 ein Silizium-auf-Isolator(Silicon
an Insulator, SOI)-Wafer. Als eine Alternative kann jedes andere
geeignete Halbleitermaterial verwendet werden für das Wafer-Substrat 602,
beispielsweise ein Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise
Gallium-Arsenid
(GaAs), Indium-Phosphid (InP), aber auch jedes andere geeignete
ternäre Verbundhalbleitermaterial
oder quaternäre
Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs).
In diesem Fall können
die Dioden, wie im Folgenden näher
erläutert
wird, gebildet werden unter Verwendung einer geeigneten Wannen-Definition
in dem Substratmaterial.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten Dioden 604, 606, 608 in
dem Substrat 602 beispielsweise in der folgenden Weise
vorgesehen.
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Eine
dreifach n+-dotierte Wanne 610 ist
in dem Substrat 602 vorgesehen. Ferner ist für jede Diode 604, 606, 608 eine
jeweilige Wanne (beispielsweise p+-dotierte
Wanne in dem Fall eines p-dotierten Substrats und der dreifach n+-dotierten Wanne 610) 612, 614, 616 vorgesehen.
Ferner ist/sind ein (oder mehr) n+-dotierte(r)
Bereich(e) 618, 620, 622 und ein (und
mehr) p+-dotierte(r) Bereich(e) 624, 626, 628 in jeder
der Wannen 612, 614, 616 vorgesehen.
Aus Gründen
der Einfachheit sind nur drei Dioden 604, 606, 608 gezeigt,
aber jede beliebige Anzahl von Dioden kann in jedem Dioden-Teilschaltkreis in
der beschriebenen Weise vorgesehen sein, beispielsweise vier, fünf, sechs,
etc. Der n+-dotierte Bereich 618 der ersten
Wanne 612 kann gekoppelt sein mit dem Ladung-Aufnahmebereich
(beispielsweise mit einer Pad-Verbindung),
beispielsweise mittels des ersten Anschlusses 106. Der
p+-dotierte Bereich 624 der ersten
Wanne 612 kann gekoppelt sein mit dem n+-dotierten
Bereich 620 der zweiten Wanne 614 mittels einer
ersten elektrisch leitfähigen
Struktur 630, beispielsweise einer Leiterbahn, beispielsweise
hergestellt aus Polysilizium oder einem Metall wie beispielsweise
Kupfer oder Aluminium. Der p+-dotierte Bereich 626 der
zweiten Wanne 614 kann mit dem n+-dotierten
Bereich 622 der dritten Wanne 616 mittels einer
zweiten elektrisch leitfähigen
Struktur 632 gekoppelt sein, beispielsweise einer Leiterbahn,
beispielsweise hergestellt aus Polysilizium oder einem Metall wie
beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Der p+-dotierte
Bereich 628 der dritten Wanne 616 kann seinerseits
gekoppelt sein mit einem n+-dotierten Bereich 634,
welcher in der dreifach n+-dotierten Wanne 610 und
mit einem p+-dotierten Bereich 636, vorgesehen
in dem Substrat 602, gekoppelt sein kann mittels einer
dritten elektrisch leitfähigen
Struktur 638, beispielsweise einer Leiterbahn, beispielsweise
hergestellt aus Polysilizium oder einem Metall wie beispielsweise
Kupfer oder Aluminium.
-
Somit
zeigt 6 schematisch eine Realisierung des zweiten Dioden-Teilschaltkreises 204, welcher
auch als ein Schutz-Diodenstapel
bezeichnet werden kann. Wie oben beschrieben worden ist, kann der
np-Diodenstapel eine Mehrzahl von np-Übergängen in
unterschiedlichen p-Wannen aufweisen.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Dreifach-Wanne
mit Masse (Erde) verbunden (d. h. mit dem Massepotential (Erdungspotential),
in einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung, mit einem anderen Bezugspotential) für eine geeignete
Isolation von dem Substrat 602. Wenn für eine negative Polarität nur eine
Diode benötigt
wird, wie in dem Fall eines normalen integrierten Schaltkreises
(Substrat ist auf dem kleinsten möglichen Potential), so wird
die Dreifach-Wanne
vorgesehen.
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7 zeigt
die Strompfade (einen ersten Strompfad 702 für ein positives
Potential (+) an dem ersten Anschluss 106 und einen zweiten
Strompfad 704 für
ein negatives Potential (–)
an dem ersten Anschluss 106) für elektrische Entladung für unterschiedliche
Polaritäten
für die
Mehrzahl 500 von seriell-gekoppelten pn-Dioden, wie in 5 gezeigt
ist, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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8 zeigt
die Strompfade (einen ersten Strompfad 802 für ein positives
Potential (+) an dem ersten Anschluss 106 und einen zweiten
Strompfad 804 für
ein negatives Potential (–)
an dem ersten Anschluss 106) für elektrische Entladung für unterschiedliche
Polaritäten
für die
Mehrzahl 600 von seriell-gekoppelten np-Dioden, wie in 6 gezeigt,
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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9 zeigt
einen Kleinsignal-Ersatzschaltkreis 900 eines Dioden-Teilschaltkreises
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 9 gezeigt ist, besteht die parasitäre kapazitive
Last hauptsächlich
aus der ersten Diode (einer ersten Übergangs-Kapazität 902 einer
Mehrzahl von Übergangs-Kapazitäten Cjunction 902, 904, 906)
in Serie mit der ersten Wannen-Kapazität 908 einer Mehrzahl
von Wannen-Kapazitäten
Cwell 908, 910, 912 und
können
sehr klein gewählt
werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der Diodenstapel als ein RF-fähiger Schutz eines Transistor-Gates
von Antennen-Ladung-Degradation.
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Eine
weitere Optimierung kann realisiert werden in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem unterschiedliche Geometrien für die erste
und die nachfolgenden Dioden gewählt
wird. Somit können
die kapazitiven Parasitäten
klein realisiert werden mittels der ersten Diode, während der
Serienwiderstand erhöht
werden kann durch größere Dioden für die nachfolgenden
Dioden.
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10 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Schutzschaltkreis-Ausschnitts 1000 eines
integrierten Schaltkreises gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei nur eine Polarität an Schutz realisiert ist.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird angenommen, dass nur eine Polarität von Schutz
benötigt
wird, beispielsweise da nur eine Polarität von Aufladungen auftreten
kann oder weil der Schutz der anderen Polarität von Aufladungen erreicht
wird in einem anderen Schaltkreis.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden MOSFETs verwendet anstelle von Dioden in dem
Gleichrichter-Schaltkreis 110,
wobei die MOSFETs in Dioden-Schaltung verbunden sind. Ferner kann
das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel ebenfalls
vorgesehen sein mit Dioden anstelle der MOSFETs. Wie erläutert worden
ist, kann der Gleichrichter-Schaltkreis 110 ferner vorgesehen
sein mit Thyristoren, die in einer Gleichricht-Koppelstruktur verbunden
sein können
oder eine Gleichricht-Funktionalität für nur eine Polarität von Aufladungen
bereitstellen.
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Im
größeren Detail
weist in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Gleichrichter-Schaltkreis 110 einen ersten
MOSFET 1002 auf, der in Dioden-Schaltung geschaltet ist
und einen zweiten MOSEET 1004, der in Diodenschaltung geschaltet ist,
wobei der erste MOSFET 1002 und der zweite MOSFET 1004 in
Serie miteinander gekoppelt sind. Ferner ist das Drain des ersten
MOSFETs 1002 gekoppelt mit dem ersten Anschluss (auch bezeichnet als
erster Knoten) 106 und mit dem Gate des ersten MOSFETs 1002.
Die Sources des ersten MOSFETs 1002 und des zweiten MOSFETs 1004 sind
miteinander gekoppelt und das Drain des zweiten MOSFETs 1004 ist
mit dem zweiten Anschluss 112 auf der gegenüberliegenden
Seite (auch bezeichnet als Ausgangsseite) des Gleichrichter-Schaltkreises 110 und mit
dem Gate des zweiten MOSFETs 1004 gekoppelt.
-
Somit
ist in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung nur ein Teil-Schaltkreis vorgesehen, womit genau ein
Strompfad in genau einer Flussrichtung bereitgestellt wird. In einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Gleichrichter-Schaltkreis 110 eine Mehrzahl
von gleichrichtenden Elementen auf, welche in Serie miteinander
gekoppelt sind zum Bereitstellen des Schutzes für eine Polarität von Aufladung.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
vorgesehen, der aufweisen kann einen ersten Anschluss, gekoppelt
mit einem Ladung-Aufnahmebereich, einen zweiten Anschluss, welcher
einen Entladungspfad bereitstellt, und einen Gleichrichter-Schaltkreis,
gekoppelt zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss,
wobei der Gleichrichter-Schaltkreis mindestens zwei anti-parallel
gekoppelte gleichrichtende Komponenten aufweist.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Ladung-Aufnahmebereich
Metall auf.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Ladung-Aufnahmebereich
eine Fläche
auf mit Antenneneigenschaften.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner einen Schaltkreis auf, welcher empfindlich ist gegenüber kapazitiven
Parasitäten,
wobei der Schaltkreis gekoppelt ist mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Ferner
kann der Schaltkreis, welcher empfindlich ist gegenüber kapazitiven
Parasitäten,
ein Hochfrequenzschaltkreis sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner eine Spule auf, welche mit dem Ladung-Empfangsbereich gekoppelt
ist, wobei die Spule ein Teil sein kann eines Oszillatorschaltkreises
oder ein Teil eines Verstärkerschaltkreises.
-
Ferner
kann der zweite Anschluss gekoppelt sein mit einem Bezugspotential.
Das Bezugspotential kann ein elektrisches Schaltkreis-Massepotential sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner ein elektronisches Element auf, welches gekoppelt ist mit
dem ersten Anschluss und mit dem Ladung-Aufnahmebereich.
-
Das
elektronische Element kann ein Transistor sein, gekoppelt mit dem
ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Der
Steueranschluss des Transistors kann gekoppelt sein mit dem ersten
Anschluss und mit dem Ladung-Aufnahmebereich.
-
Der
Transistor kann ein Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor
sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Transistor ein Feldeffekttransistor, wobei
der Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors gekoppelt ist mit dem
ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Ein
erster gesteuerter Anschluss des Transistors kann gekoppelt sein
mit einem Last-Schaltkreis und ein zweiter gesteuerter Anschluss
des Transistors kann gekoppelt sein mit dem Bezugspotential.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Gleichrichter-Schaltkreis einen ersten Gleichrichter-Teilschaltkreis auf
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten, wobei die gleichrichtenden Komponenten
des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in der gleichen Flussrichtung gekoppelt sind und einen zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreis mit
einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten, wobei
die gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle gekoppelt sind in derselben Flussrichtung, wobei die gleichrichtenden
Komponenten des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises anti-parallel zu den
gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
gekoppelt sind.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die gleichrichtenden Komponenten des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
pn-Dioden, wobei der p-Anschluss einer ersten Diode des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
gekoppelt ist mit dem ersten Anschluss und der n-Anschluss einer
letzten Diode des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt ist mit
dem zweiten Anschluss und die gleichrichtenden Komponenten des zweiten
Gleichrichter-Teilschaltkreises
sind np-Dioden, wobei der n-Anschluss einer ersten Diode des zweiten
Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt ist mit dem ersten Anschluss und
der p-Anschluss einer letzten Diode des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
gekoppelt ist mit dem zweiten Anschluss.
-
In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein integrierter Schaltkreis vorgesehen, welcher
aufweisen kann einen Ladung-Empfangsbereich, ein elektronisches
Element, einen Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis, wobei
der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis aufweisen
kann einen ersten Anschluss, gekoppelt mit dem Ladung-Empfangsbereich
und mit dem elektronischen Element, einen zweiten Anschluss, welcher
einen Entladungspfad bereitstellt, und einen Gleichrichter-Schaltkreis, gekoppelt
zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, wobei der
Gleichrichter-Schaltkreis mindestens zwei anti-parallel gekoppelte gleichrichtende
Komponenten aufweist.
-
Der
Ladung-Empfangsbereich kann Metall aufweisen.
-
Ferner
kann der Ladung-Empfangsbereich eine Fläche mit Antennen-Eigenschaften
aufweisen.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner aufweisen einen Schaltkreis, welcher empfindlich ist gegenüber kapazitiven Parasitäten, wobei
der Schaltkreis gekoppelt ist mit dem Ladung-Empfangsbereich. Der
Schaltkreis, welcher empfindlich ist gegen kapazitive Parasitäten, kann
ein Hochfrequenzschaltkreis sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
zusätzlich
eine Spule aufweisen, welche mit dem Ladung- Empfangsbereich gekoppelt ist, wobei
die Spule Teil sein kann eines Oszillatorschaltkreises oder Teil
eines Verstärkerschaltkreises.
-
Der
zweite Anschluss kann gekoppelt sein mit einem Bezugspotential.
Das Bezugspotential kann ein elektrisches Schaltkreis-Massepotential sein.
-
Ferner
kann das elektronische Element ein Transistor sein gekoppelt mit
dem ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Steueranschluss des Transistors gekoppelt mit
dem ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Ferner
kann in einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung der Transistor ein Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor
sein.
-
Beispielsweise
kann in dem Fall, in dem der Transistor ein Feldeffekttransistor
ist, der Gate-Anschluss des Feldeffekttransistors gekoppelt sein
mit dem ersten Anschluss und dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Ein
erster gesteuerter Anschluss des Transistors kann gekoppelt sein
mit einem Last-Schaltkreis, und ein zweiter gesteuerter Anschluss
des Transistors kann gekoppelt sein mit dem Bezugspotential.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Gleichrichter-Schaltkreis einen ersten Gleichrichter-Teilschaltkreis auf
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten, wobei die gleichrichtenden Komponenten
des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind, und einen zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten, wobei
die gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind. Die gleichrichtenden Komponenten
des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises können anti-parallel zu den gleichrichtenden Komponenten
des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die gleichrichtenden Komponenten des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
pn-Dioden, wobei der p-Anschluss einer ersten Diode des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
gekoppelt ist mit dem ersten Anschluss und der n-Anschluss einer
letzten Diode des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt ist mit
dem zweiten Anschluss, und die gleichrichtenden Komponenten des
zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises sind np-Dioden, wobei der
n-Anschluss einer
ersten Diode des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt ist mit
dem ersten Anschluss und der p-Anschluss einer letzten Diode des
zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises gekoppelt ist mit dem zweiten
Anschluss.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel
weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
einen ersten Anschluss auf gekoppelt mit einem Ladung-Empfangsbereich,
einem zweiten Anschluss, welcher einen Entladungspfad bereitstellt,
und Gleichrichtermittel, gekoppelt zwischen dem ersten Anschluss
und dem zweiten Anschluss, wobei die Gleichrichtermittel mindestens
zwei anti-parallel gekoppelte gleichrichtende Komponenten aufweisen.
-
In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird ein Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis bereitgestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis einen
ersten Anschluss auf, gekoppelt mit einem Ladung-Empfangsbereich, einen zweiten Anschluss, welcher
einen Entladungspfad bereitstellt, und einen Gleichrichter-Schaltkreis gekoppelt
zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, wobei der
Gleichrichter-Schaltkreis eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten aufweist, wobei die gleichrichtenden
Komponenten alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind.
-
Der
Ladung-Empfangsbereich kann Metall aufweisen.
-
Ferner
kann der Ladung-Empfangsbereich eine Fläche mit Antenneneigenschaften
aufweisen.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner einen Schaltkreis auf, welcher empfindlich ist gegenüber kapazitiven
Parasitäten,
wobei der Schaltkreis mit dem Ladung-Empfangsbereich gekoppelt ist.
-
Der
Schaltkreis, welcher empfindlich ist gegen kapazitive Parasitäten, kann
ein Hochfrequenzschaltkreis sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner eine Spule aufweisen, die mit dem Ladung-Empfangsbereich gekoppelt ist, wobei
die Spule Teil sein kann eines Oszillator-Schaltkreises oder Teil
eines Verstärker-Schaltkreises.
-
In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis
ferner ein elektronisches Element auf, welches gekoppelt ist mit
dem ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
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Das
elektronische Element kann ein Transistor sein, gekoppelt mit dem
ersten Anschluss und mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Ferner
weist in einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung der Gleichrichter-Schaltkreis einen ersten Gleichrichter-Teilschaltkreis auf
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten, wobei die gleichrichtenden Komponenten des
ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sein können, und einen zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten,
wobei die gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises alle
in derselben Flussrichtung gekoppelt sein können.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein integrierter Schaltkreis bereitgestellt. Der
integrierte Schaltkreis weist einen Ladung-Empfangsbereich auf,
ein elektronisches Element, sowie einen Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis.
Der Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreis kann
aufweisen einen ersten Anschluss, gekoppelt mit dem Ladung-Empfangsbereich und
mit dem elektronischen Element, einen zweiten Anschluss, welcher
einen Entladungspfad bereitstellt, und einen Gleichrichter-Schaltkreis,
gekoppelt zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss,
wobei der Gleichrichter-Schaltkreis eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden
Komponenten aufweist, wobei die gleichrichtenden Komponenten alle derselben
Flussrichtung gekoppelt sind.
-
Der
Ladung-Empfangsbereich kann Metall aufweisen.
-
Ferner
kann der Ladung-Empfangsbereich eine Fläche aufweisen mit Antenneneigenschaften.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der integrierte Schaltkreis ferner einen Schaltkreis
aufweisen, welcher empfindlich ist gegen kapazitive Parasitäten, wobei
der Schaltkreis gekoppelt ist mit dem Ladung-Empfangsbereich.
-
Der
Schaltkreis, welcher empfindlich ist gegen kapazitive Parasitäten, kann
ein Hochfrequenzschaltkreis sein.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der integrierte Schaltkreis ferner eine Spule
aufweisen, gekoppelt mit dem Ladung-Empfangsbereich, wobei die Spule
Teil sein kann eines Oszillatorschaltkreises oder Teil eines Verstärkerschaltkreises.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist der Gleichrichter-Schaltkreis einen ersten Gleichrichter-Teilschaltkreis auf
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten, wobei die gleichrichtenden Komponenten
des ersten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind, und einen zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreis
mit einer Mehrzahl von seriell-gekoppelten gleichrichtenden Komponenten, wobei
die gleichrichtenden Komponenten des zweiten Gleichrichter-Teilschaltkreises
alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind.
-
In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreises
bereitgestellt. Das Verfahren weist auf ein Bilden eines ersten
Anschlusses, gekoppelt mit einem Ladung-Empfangsbereich, ein Bilden eines zweiten
Anschlusses, welcher einen Entladungspfad bereitstellt, und ein
Bilden eines Gleichrichter-Schaltkreises, gekoppelt zwischen dem
ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, wobei der Gleichrichter-Schaltkreis
anti-parallel gekoppelte gleichrichtende Komponenten aufweist.
-
In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Herstellungsprozess-Ladungsschutz-Schaltkreises
bereitgestellt. Das Verfahren weist auf ein Bilden eines ersten
Anschlusses, gekoppelt mit einem Ladung-Empfangsbereich, ein Bilden eines zweiten
Anschlusses, welcher einen Entladungspfad bereitstellt, und ein
Bilden eines Gleichrichter-Schaltkreises, gekoppelt zwischen dem
ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, wobei der Gleichrichter-Schaltkreis
eine Mehrzahl von seriell-gekoppelten
gleichrichtenden Komponenten aufweist, wobei die gleichrichtenden
Komponenten alle in derselben Flussrichtung gekoppelt sind.
-
Obwohl
die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele
gezeigt und beschrieben wurde, sollte es von denjenigen, die mit
dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen
bezüglich
Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ohne
vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden
Ansprüche
definiert wird, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird daher
durch die angefügten
Ansprüche
bestimmt, und es ist beabsichtigt, dass sämtliche Änderungen, welche unter den
Wortsinn oder den Äquivalenzbereich
der Ansprüche
fallen, umfasst werden.