[發明專利]基于硅通孔的溫度傳感器及溫度測量方法、電子裝置

有效

• 申請號: 201610090910.2
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN107091697B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 甘正浩;馮軍宏
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G01K7/34
• 分類號: G01K7/34;G01R31/28
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;馮永貞

1.一種基于硅通孔的溫度傳感器，其特征在于，所述溫度傳感器包括：

硅通孔電容器，所述硅通孔電容器的電容值隨溫度的變化而變化；

電容傳感及放大單元，用于基于所述硅通孔電容器的電容值變化輸出放大了的電容差信號；

電容溫度轉換單元，用于將上述電容差信號轉換為溫度信號，以對溫度進行監控。

2.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述硅通孔電容器為耗盡型硅通孔電容器，其電容值隨溫度的升高而變大。

3.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述電容傳感及放大單元包括依次連接的電容傳感單元和減法放大器。

4.根據權利要求3所述的溫度傳感器，其特征在于，所述電容傳感單元為一差分電容傳感器，所述差分電容傳感器包括一參考電容器和比較器。

5.根據權利要求4所述的溫度傳感器，其特征在于，所述參考電容器與所述比較器的反相輸入端相連，所述硅通孔電容器與所述比較器的同相輸入端相連。

6.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述硅通孔電容器設置于半導體襯底內，包括：

作為內電極的硅通孔主體；

介電層和耗盡區，由內至外依次設置于所述硅通孔主體的外側；

作為外電極的摻雜區，設置于所述耗盡區的外側，以與所述硅通孔主體、介電層和耗盡區構成所述硅通孔電容器。

7.根據權利要求4所述的溫度傳感器，其特征在于，所述參考電容器的電容不會隨溫度的變化而變化，所述參考電容器的電容值設定為所述硅通孔電容器在25℃下的電容值。

8.一種基于權利要求1至7之一所述的溫度傳感器的溫度測量方法，其特征在于，所述方法包括：

通過電容傳感及放大單元測量所述硅通孔電容器的電容值變化并輸出放大了的電容差信號，將所述放大了的電容差信號通過電容溫度轉換單元轉換為溫度信號。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅通孔電容器為耗盡型硅通孔電容器，其電容值隨溫度的升高而變大。

10.一種電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括權利要求1至7之一所述的溫度傳感器。