[發(fā)明專利]X/Y應(yīng)力獨(dú)立電阻器的跟蹤溫度補(bǔ)償

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010024101.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN111435657A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·石澤龍;J·R·托德;T·B·弗利茲;R·P·布里德勞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/08
• 分類號(hào): H01L27/08;G01L1/16;G01L1/18;G01R31/28
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 袁策

本申請(qǐng)公開X/Y應(yīng)力獨(dú)立電阻器的跟蹤溫度補(bǔ)償。集成電路(500)包括具有表面的半導(dǎo)體襯底(570)。橫向電阻器布置在平行于襯底的表面的第一平面中。豎直參考電阻器包括層(560)，該層(560)布置在平行于襯底的表面并且比第一平面深的第二平面中。摻雜該層以促進(jìn)電流在第二平面中流動(dòng)。豎直參考電阻器還包括耦合在該層和襯底的表面之間的第一溝槽(550A)和第二溝槽(550B)。第一溝槽和第二溝槽布置在正交于第一平面和第二平面的豎直方向上，并且被摻雜以阻礙電流在豎直方向上流動(dòng)。第一溝槽和第二溝槽的橫截面繞豎直方向是雙重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，并且橫向電阻器以及第一溝槽和第二溝槽具有相同的溫度系數(shù)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2019年1月14日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/792,055的優(yōu)先權(quán)，其通過引用合并于此。

背景技術(shù)

機(jī)械應(yīng)力和溫度可以例如通過改變管芯上的器件的尺寸或遷移率而引起半導(dǎo)體管芯的改變。這樣的改變可能導(dǎo)致對(duì)與器件相關(guān)聯(lián)的電路參數(shù)(諸如集成振蕩器的頻率和電阻器的電阻率)的修改，這繼而改變了包括器件的集成電路(IC)的行為。一些電路參數(shù)(例如帶隙電壓和振蕩器頻率)對(duì)x方向上的應(yīng)力的響應(yīng)與對(duì)y方向上的應(yīng)力的響應(yīng)不同。確定應(yīng)力分量的幅度和方向允許適當(dāng)補(bǔ)償芯片上的機(jī)械應(yīng)力、芯片溫度以及對(duì)芯片上器件產(chǎn)生的影響。一些應(yīng)力感測電路在x和y方向上包括電阻器，以確定每個(gè)方向上的應(yīng)力分量。來自感測電阻器的電阻與來自z方向上的參考電阻器的電阻進(jìn)行比較。然而，在一些示例中，參考電阻器的溫度系數(shù)與感測電阻器的溫度系數(shù)不同，由于溫度和應(yīng)力影響之間的混淆，這可能導(dǎo)致不恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此外，在一些示例中，參考電阻器的電阻也受到平面內(nèi)應(yīng)力的影響，從而掩蓋了應(yīng)力分量的正確幅度。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實(shí)施方式中，集成電路包括具有表面的半導(dǎo)體襯底和豎直參考電阻器。豎直參考電阻器包括布置在平行于襯底的表面的平面中的層。該層被摻雜以促進(jìn)電流在平面中流動(dòng)。豎直參考電阻器還包括耦合在該層和襯底的表面之間的第一溝槽和第二溝槽。第一溝槽和第二溝槽布置在正交于平面和表面的豎直方向上，并且被摻雜以阻礙電流在豎直方向上流動(dòng)。第一溝槽和第二溝槽的橫截面是繞豎直方向雙重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的(two-foldrotationally symmetric)。

在一些示例中，集成電路還包括布置在平行于襯底的表面的第二平面上的橫向(lateral)電阻器。第二平面比在其中布置豎直參考電阻器的層的平面淺。橫向電阻器以及第一溝槽和第二溝槽具有相同的溫度系數(shù)。在一些示例中，橫向電阻器以及第一溝槽和第二溝槽具有相同的摻雜。

在一些示例中，第一溝槽和第二溝槽通過隔離結(jié)構(gòu)分開。在一些示例中，第二溝槽的橫截面是針孔形的。集成電路可以用作應(yīng)力感測電路。在這些示例中，集成電路包括橫向電阻器、耦合到橫向電阻器的第一電流源、耦合到豎直參考電阻器的第二電流源以及耦合到橫向電阻器和豎直參考電阻器的放大器。放大器被配置為輸出在橫向電阻器上的電壓與豎直參考電阻器上的電壓之間的電壓差信號(hào)。電壓差信號(hào)指示集成電路上的平面內(nèi)應(yīng)力的幅度和方向。

附圖說明

圖1示出了展示振蕩器如何對(duì)兩個(gè)正交方向上的應(yīng)力進(jìn)行不同的響應(yīng)的曲線圖。

圖2示出了展示溫度對(duì)示例參考電阻器和示例感測電阻器的影響的曲線圖。

圖3示出了示例應(yīng)力感測元件。

圖4示出了包括圖3所示的應(yīng)力感測元件的示例應(yīng)力感測電路。3。

圖5A-圖5B示出了用于應(yīng)力感測元件的示例參考電阻器。

圖6示出了圖5A-圖5B所示的示例參考電阻器中的溝槽的示例布局。

具體實(shí)施方式