[發明專利]電氣元件、集成電路和設備

有效

• 申請號: 201410448614.6
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN104316210B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 間中順二
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16;G01K11/06;G01K15/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 盧亞靜

本申請是申請號為201180057265.X、申請日為2011年9月22日、申請人為株式會社理光、發明名稱為“電氣元件”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體涉及電氣元件，更具體地，涉及溫度依賴性電氣元件。

背景技術

例如集成電路(IC)或大規模集成(LSI)電路等半導體裝置通常通過由半導體制造商提供的設備制造，因為該設備的引入降低該半導體裝置的制造中的進口障礙。這是半導體裝置的全球化制造基礎。結果，半導體裝置的價格變得非常低。另外，利用用于半導體集成電路的制造工藝的微機電系統(MEMS)技術能夠批量生產具有恒定性能的傳感器，例如將要包括在半導體裝置中的互補金屬氧化物半導體(CMOS)。電流傳感器生產設備主要從這樣的半導體(IC或LSI)生產設備轉變而來。在用于半導體集成電路的制造工藝中，傳感器需要溫度校準過程來校準，以將由傳感器檢測到的反應轉變為例如電壓等數值。該溫度校準通常通過將由傳感器檢測到的反應與測量標準值相比較進行。

應注意的是，在該情況下，傳感器為溫度依賴性傳感器，例如壓力傳感器或溫度傳感器，其能夠輸出與預期的溫度變化相關聯的測量值。溫度依賴性壓力傳感器的溫度校準通常通過測試工作人員或用戶進行，其將壓力傳感器放置到測試儀中來比較根據測試儀中的溫度變化的壓力值輸出和關于壓力傳感器的已有壓力值的數據。溫度傳感器可以是熱電偶、鉑電阻溫度計傳感器和熱敏電阻器。下面，在這些中選擇熱電偶作為用于示出溫度校準的溫度傳感器的示例，該熱電偶成本低，并且能夠測量較寬的溫度范圍。熱電偶為由兩根不同的金屬絲(一對金屬絲)構成的溫度傳感器，其每一端連接在一起。由該對金屬絲構成的熱電偶構造成：測量與該對金屬絲 每一端之間的溫度差成比例產生的極弱的熱電功率，并且輸出對應于該測得的熱電功率的溫度值。即，該類溫度傳感器輸出與溫度變化成比例的熱電功率。這樣的溫度依賴性傳感器可能通常需要溫度校準，以準確地測量溫度。通常的用于溫度依賴性傳感器的溫度校準技術如下面所述。將溫度傳感器(即，熱電偶)放置在處于恒定環境下的恒溫室中，并且改變恒溫室內部的溫度。然后，在改變恒溫室內部的溫度時，測量由熱電偶輸出的熱電功率。將通過熱電偶測得的熱電功率輸出與對應于溫度變化的熱電功率的標準值相比較。每一個溫度裝置的溫度校準通過利用該比較值作為補償值來進行。

日本專利No.4178729(下文稱為“專利文件1”)公開了利用熱電偶作為溫度傳感器用于熱分析裝置的溫度校準技術的示例。在專利文件1中公開的溫度校準技術中，將具有已知相變溫度的標準溫度材料和熱電偶放置在加熱器內部。當具有已知相變溫度的標準溫度材料和加熱器中的熱電偶的溫度逐漸變化時，可在標準溫度材料的熔點附近溫度下觀察到標準溫度材料的吸熱反應。標準溫度材料的該吸熱反應作為熱電偶線性輸出變化中的拐點被檢測到。在該拐點被檢測到的時間點檢測到的溫度被確定為對應于熔點溫度的標準溫度，并且熱電偶的溫度值利用基于確定的標準溫度計算的校正值來校準。

日本特開專利申請公開號No.2-039213(下文稱為“專利文件2”)公開了溫度校準技術的另一個示例。在專利文件2中公開的溫度校準技術中，加熱器與高溫壓力裝置串聯連接。通過該技術，加熱器被構造成在檢測高溫壓力裝置內部的溫度時控制施加到高溫壓力裝置的功率。之后，加熱器連續加熱高溫壓力裝置，直到在標準溫度材料中發生相變，并且基于標準溫度材料中發生相變時加熱器的電阻或加熱器中的電壓-電流變化檢測標準溫度材料中發生相變所在的溫度。高溫壓力裝置的溫度校準基于標準溫度材料中發生相變時施加到高溫壓力裝置的功率進行。

但是，在專利文件1中公開的溫度校準技術中，由于在溫度校準過程中，標準溫度材料被放置在加熱器內部，因此熱電偶的校準精度可能隨著標準溫度材料的定位精度而改變。即，標準溫度的定位精度可能需要提高來提高熱電偶的校準精度。結果，可能需要投入資本來提高標準溫度材料的定位精度，這可導致制造成本增加。另外，在專利文件1中公開的溫度 校準技術中，當溫度校準在將溫度傳感器結合在產品中之后進行時，用戶需要從產品取下溫度傳感器。因此，溫度校準本身對于用戶來說可能變為繁瑣的任務。而且，在專利文件2中公開的溫度校準技術中，由于加熱器以串聯方式電連接到相變材料，因此，除了加熱器的傳導率變化，相變材料的傳導率可能由于相變材料的相轉變而改變。因此，即使溫度校準基于相變材料中發生相轉變所在的檢測到的溫度進行，溫度校準的精度仍可由于來自加熱器中傳導率的不利影響而降低。