[发明专利]用于防止光攻击的保护电路的半导体器件以及运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于防止光攻击的保护电路的半导体器件以及运行方法。

背景技术

具有例如用在CPU中的逻辑电路的半导体器件常常用CMOS门来构造。这些CMOS门包含布置在n导通地掺杂的沟槽中的p沟道晶体管。n沟槽与所设置的最高电势（供电电压V_DD）固定地连接。由此实现了，n导通地掺杂的沟槽与源极－漏极区域之间的pn结不导通。由此获得所定义的晶体管特性。此外，这种布置阻止沟槽电势下降到如下值以下，在所述值的情况下出现所谓的闩锁（也就是说，半导体器件过度到低欧姆状态），该低欧姆状态可能导致电短路并且由此导致该构件的热损坏。 

用于安全关键的应用的半导体器件中的问题还有防止光攻击的必要保护，其中在光攻击的情况下，可能引起器件的功能扰乱或者将使得能够对电路构造进行不期望的外部分析。已经存在一系列关于可以如何保护半导体器件免受光攻击的提议。

在光攻击的情况下，在全局光攻击和局部光攻击之间进行区分。在全局光攻击的情况下，芯片被大面积地施加光或离子辐射。该攻击不限于被划定的区域。已知的是，可以通过分散地布置在芯片上的光传感器来探测全局光攻击。

全局光攻击在局部是对半导体器件非常有限的攻击，并且可以例如借助于激光器来执行。借助于局部光攻击，可以改变敏感区域中的各个位。所述局部光攻击通常要求打开芯片壳体并且暴露电路结构。局部光攻击例如可以利用双CPU装置来探测。

从US 2011/0043245 A1中已知一种具有寄生激活结构以用于保护免受光攻击的半导体器件，其中用于激活寄生结构的能量极限值小于用于改变半导体器件的存储器-触发器的状态的能量极限值。在此，限流电路限制在半导体器件中流动的电流。

已知的措施不仅非常耗费并且使器件显著变贵，而且这些措施如在双CPU装置的情况下那样也引起了电流消耗/需求和面积需求的升高。保护电路的部件的附加面积需求容易超过对整个集成电路可用的面积。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种半导体器件，其具有低成本的构造以及防止光攻击的经改善的保护特性。

该任务通过具有权利要求1的特征的半导体器件以及通过具有权利要求14的特征的用于防止光攻击的保护电路的运行方法来解决。相应的构型由从属权利要求中得出。

根据本发明的半导体器件具有半导体衬底，其中在该半导体衬底中构造具有沟槽接线端子的经掺杂的沟槽和具有至少一个电势接线端子的晶体管结构。在该电势接线端子处可以施加供电电势、例如V_DD。晶体管结构具有寄生晶闸管，该寄生晶闸管部分布置在经掺杂的沟槽中，其中该电势接线端子和该沟槽接线端子通过电阻连接。

根据本发明，该沟槽不像在现有技术中常见的那样与最高电势固定地连接，而是在沟槽接线端子与电势接线端子之间布置有电阻。通过该布置，可以在电势接线端子处施加最高电势、例如正供电电压V_DD，而在光攻击的情况下，在沟槽接线端子处施加降低了在电阻处的电压降的较低电势。

替代于正供电电压V_DD，也可以在电势接线端子处施加负供电电压V_SS。

通过电阻的大小，可以调整寄生晶闸管对于光攻击的灵敏度。寄生晶闸管可以被调整为使得其在一定条件下触发并且因此引起闩锁或闩锁前阶段（Latchup-Vorstufe）。通过在闩锁或闩锁前阶段时流动的高电流，可以消除或删除存放在半导体器件上的数据。此外，可能妨碍半导体器件的功能或者热损害或损坏半导体器件。

所述电阻可以被构造为使得光攻击在可能有对于电路构造进行外部分析或者对于读出存放在半导体器件上的数据的功能妨碍之前触发寄生晶闸管。所述电阻有利地具有在50和500欧姆之间的大小。

所述电阻可以是可调电阻，其中该电阻可以在制造工艺结束以后被调整。通过调整所述电阻，可以改变寄生晶闸管对于光攻击的灵敏度。

所述电阻可以是多晶硅电阻或者金属电阻，该多晶硅电阻或者金属电阻可以布置在半导体衬底之外。

在另一实施例中，所述电阻被构造在半导体衬底中、例如经掺杂的沟槽中和/或扩散区中。

所述电阻还可以是可控电阻，其中该半导体器件被构造为使得可以根据在该半导体器件中所测量的物理参量来控制该电阻。通过可控电阻，例如可以考虑温度条件和/或其他环境条件和/或半导体器件的由老化引起的改变。