竖直构造的温度感测电阻器及其制造方法技术

本申请涉及竖直构造的温度感测电阻器及其制造方法。公开一种提供竖直构造的温度感测电阻器(100)的方法和装置。示例装置包括半导体衬底(101)，其包括第一掺杂区(102)、第二掺杂区(104)、以及在第一掺杂区(102)和第二掺杂区(104)之间的第三掺杂区(106)，第三掺杂区(106)包括温度敏感的半导体材料；第一接触件(110)，其耦接到第一掺杂区(102)；与第一接触件(102)相对的第二接触件，其耦接到第二掺杂区(104)；以及隔离沟槽(108)，其界定第三掺杂区(106)。

Vertical Temperature Sensor Resistor and Its Manufacturing Method

This application relates to a temperature sensor resistor with a vertical structure and a manufacturing method thereof. A method and device for providing a temperature sensing resistor (100) with a vertical structure are disclosed. The sample device includes a semiconductor substrate (101), including a first doping region (102), a second doping region (104), and a third doping region (106) between the first doping region (102) and the second doping region (104), a third doping region (106) including a temperature-sensitive semiconductor material, a first contact (110) coupled to the first doping region (102), and a second contact relative to the first contact (102), It is coupled to the second doping region (104) and the isolation groove (108), which defines the third doping region (106).

【技术实现步骤摘要】
竖直构造的温度感测电阻器及其制造方法
本公开总体涉及半导体器件，并且更具体地涉及竖直构造的温度感测电阻器及其制造方法。
技术介绍
热敏电阻器是一种其电阻随温度变化的电阻器。热敏电阻器可以在各种应用中用作温度传感器。例如，热敏电阻器通常用于微波、汽车、热保护电路、数字温度计、可充电电池等。热敏电阻器需要电流偏置来操作，并且因此消耗功率。因此，可能期望高电阻热敏电阻器以减少利用热敏电阻器的电路中的偏置电流和功耗。
技术实现思路
某些示例提供了一种用于竖直构造的温度感测电阻器的装置。该示例装置包括：半导体衬底，该半导体衬底包括第一掺杂区、第二掺杂区、以及在第一掺杂区和第二掺杂区之间的第三掺杂区，第三掺杂区包括温度敏感的半导体材料；第一接触件，其耦接到第一掺杂区；与第一接触件相对的第二接触件，其耦接到第二掺杂区；以及隔离沟槽，其用于界定(circumscribe)第三掺杂区。某些示例提供了一种用于提供竖直构造的温度感测电阻器的装置。该示例装置包括：热敏电阻器单元发生器，其用于通过将键合焊盘施加到热敏电阻器阵列中的热敏电阻器单元单体(unitcell)以通过并联耦接热敏电阻器单元单体来满足目标电阻从而产生热敏电阻器单元；电阻确定器，其用于确定热敏电阻器单元的电阻；修整器，当所确定的电阻未在目标电阻的阈值范围内时，该修整器修整热敏电阻器单元的热敏电阻器单元单体中的一个或多个以调节电阻。某些示例提供了一种用于产生竖直构造的温度感测电阻器的方法。该示例方法包括通过将键合焊盘施加到热敏电阻器阵列中的热敏电阻器单元单体以通过并联耦接热敏电阻器单元单体来满足目标电阻从而产生热敏电阻器单元；确定热敏电阻器单元的电阻；以及当所确定的电阻未在目标电阻的阈值范围内时，修整热敏电阻器单元的热敏电阻器单元单体中的一个或多个以调节电阻。某些示例提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，该指令在被执行时使机器产生竖直构造的温度感测电阻器。示例计算机可读介质包括使机器产生以下操作的指令：通过将键合焊盘施加到热敏电阻器阵列中的热敏电阻器单元单体以通过并联耦接热敏电阻器单元单体来满足目标电阻从而产生热敏电阻器单元；确定热敏电阻器单元的电阻；以及当所确定的电阻未在目标电阻的阈值范围内时，修整热敏电阻器单元的热敏电阻器单元单体中的一个或多个以调节电阻。附图说明图1是示例热敏电阻器单元单体的侧视图和平面图的图示。图2是两个示例相邻热敏电阻器单元单体的侧视图的图示。图3是用于产生示例热敏电阻器阵列的示例热敏电阻器单元发生器的图示，该示例热敏电阻器阵列包括图1中所示的多个示例热敏电阻器单元单体。图4是示例热敏电阻器单元发生器的图示，该示例热敏电阻器单元发生器使用示例键合焊盘将图3中所示的示例热敏电阻器单元单体中的两个或更多个耦接。图5是示例热敏电阻器单元发生器的图示，该示例热敏电阻器单元发生器使用示例修整链接调节图3中所示的两个或更多个示例热敏电阻器单元单体的电阻。图6是图3至图5的示例热敏电阻器单元发生器的框图。图7是表示示例机器可读指令的流程图，该示例机器可读指令可以被执行以实现图3至图6的示例热敏电阻器单元发生器以产生热敏电阻器单元。图8是处理器平台的框图，该处理器平台被构造为执行图6的示例机器可读指令以控制图3至图6的示例热敏电阻器单元发生器。附图未按比例绘制。只要有可能，贯穿(一个或多个)附图和随附的书面描述将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。具体实施方式热敏电阻器是温度敏感的电阻器(例如，热敏电阻器的电阻随温度变化而变化)，其可以在各种应用中用作温度传感器。此类应用可以包括便携式设备，例如移动电话、智能手表、平板电脑等。热敏电阻器需要偏置电流，并且因此在操作期间消耗功率。由热敏电阻器汲取的功率的量对应于热敏电阻器的电阻的量(例如，较高的电阻对应于汲取较少的电流/功率而较低的电阻对应于汲取较多的电流/功率)。为了节省由此类热敏电阻器所汲取的功率，期望增加热敏电阻器的电阻。一些热敏电阻器可能具有严格的容差基准，其被期望以在低于理想的操作状况(例如，电阻的电压系数、表面电荷变化的影响等)下接近理想性能传递。常规热敏电阻器结构包括大的温度敏感硅区域，以减轻这些低于理想的操作状况。然而，此类常规热敏电阻器结构的大横截面积允许电流贯穿区域扩散，从而降低总电阻。例如，此类常规热敏电阻器结构将总电阻值限制到1千欧姆-2千欧姆(kΩ)。本文公开的示例包括具有减小的横截面积的硅电阻器特性，以将常规热敏电阻器(例如，1kΩ-2kΩ)的电阻增加到大于5kΩ。本文公开的示例包括竖直结构的热敏电阻器和隔离沟槽，以减小温度敏感的半导体材料的横截面积。本文公开的示例还包括基于单体的(例如，模块化)设计(例如，对应于热敏电阻器单元单体)，其中在热敏电阻器阵列中产生多个热敏电阻器单元单体。阵列中的多个热敏电阻器单元单体的子组可以耦接在一起(例如，串联和/或并联)，以产生对应于高电阻和严格电阻容差的热敏电阻器单元。示例公开的热敏电阻器单元单体可以使用键合焊盘并联耦接以产生热敏电阻器单元。本文公开的示例热敏电阻器单元结构支持修整(trimming)(例如，激光修整)以进一步增加热敏电阻器单元电阻的精度(例如，以满足期望的容差)。图1示出了示例竖直结构的温度敏感电阻器(例如，热敏电阻器)单体(例如，单元单体)100的截面图和平面图。示例热敏电阻器单元单体100包括示例半导体衬底(例如，包括示例P+掺杂区102、104和示例P-掺杂外延(epi)区106)、示例隔离沟槽108、第一示例(例如，顶侧)金属接触件110和第二示例(例如，底侧))金属接触件112。图1的示例半导体衬底301包括被分成示例P+掺杂区102、104和示例P-epi区106的半导体材料。示例P+掺杂区102、104是高p掺杂的(例如，具有比电子浓度更大的空穴浓度)半导体(例如，硅)区，从而具有高导电性。示例P+掺杂区102、104具有比示例P-epi区106更高的掺杂剂浓度。第一P+掺杂区102和第二P+掺杂区是示例P-epi区106的(例如，在竖直构造的顶部和底部上)边界(例如，以界定示例P-epi区106的区域)。示例P-epi区106是通过外延生长(例如，单晶硅)制成的轻p掺杂半导体区。示例P-epi区106具有比示例P+掺杂区102、104更低的掺杂剂浓度。示例P-epi区106是温度敏感的，使得P-epi区的电阻取决于温度。替代地，示例P+掺杂区102、104可以是任何类型的高导电材料，并且P-epi106可以是任何类型的温度敏感材料。图1的示例隔离沟槽108是非导电结构，该非导电结构是P-epi区106(例如，在竖直构造中的区域的侧面上)的边界(例如，以界定P-epi区106的区域)。如示例平面视图中所示，示例隔离沟槽108一直围绕P-epi区106缠绕以产生完全界定的P-epi区106。以此方式，电流可以流过示例P-epi区106的区域被限定(例如，被界定)到隔离沟槽108的周界内的区域。因此，随着隔离沟槽108的周界减小，电流可以在P-epi区106内流动的区域减少。通过限定电流可以流动的区域，示例热敏电阻器单元单体100的电阻大幅增加。因此，隔离沟槽108的周界对应于示例热敏电阻器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：半导体衬底，其包括第一掺杂区、第二掺杂区、以及在所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间的第三掺杂区，所述第三掺杂区包括温度敏感的半导体材料；第一接触件，其耦接到所述第一掺杂区；第二接触件，其与所述第一接触件相对，所述第二接触件耦接到所述第二掺杂区；以及隔离沟槽，其用于界定所述第三掺杂区。

【技术特征摘要】
2017.11.13 US 15/811,0691.一种装置，其包括：半导体衬底，其包括第一掺杂区、第二掺杂区、以及在所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间的第三掺杂区，所述第三掺杂区包括温度敏感的半导体材料；第一接触件，其耦接到所述第一掺杂区；第二接触件，其与所述第一接触件相对，所述第二接触件耦接到所述第二掺杂区；以及隔离沟槽，其用于界定所述第三掺杂区。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一掺杂区和所述第二掺杂区具有比所述第三掺杂区更高的掺杂剂浓度。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第三掺杂区是外延区，所述外延区具有比所述第一掺杂区和所述第二掺杂区更低的掺杂剂浓度。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述隔离沟槽包括非导电材料。5.根据权利要求1所述的装置，其中电压源或电流源中的至少一个耦接到所述第一接触件，并且电流路径被限定为通过由所述隔离沟槽界定的所述第三掺杂区从所述第一接触件到所述第二接触件。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一接触件和所述第二接触件之间的电阻大于或等于5000kΩ。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一接触件和所述第二接触件之间的电阻对应于所述隔离沟槽的周界。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第三掺杂区被修整以调节所述第三掺杂区的电阻。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一接触件与所述第一掺杂区接触，所述第一掺杂区与所述第三掺杂区接触，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区接触，并且所述第二掺杂区与所述第二接触件接触。10.根据权利要求1所述的装置，还包括：第三接触件，其耦接到所述第一掺杂区；第四接触件，其与所述第四接触件相对，所述第四接触件耦接到所述第二掺杂区；所述第三掺杂区，其在所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间；以及第二隔离沟槽，其用于界定所述第三掺杂区。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述第四接触件是所述第二接触件。12.根据权利要求10所述的装置，还包括耦接到所述第一接触件和所述第三接触件的键合焊盘。13.根据权利要求12所述的装置，其中：所述第一接触件和所述第二接触件之间的第一区域对应于第一热敏电阻器，并且所述第三接触件和所述第四接触件之间的第二区域对应于第二热敏电阻器；以及所述键合焊盘将所述第一热敏电阻器并联耦接到所述第二热敏电阻器。14.根据权利要求13所述的装置，还包括对应于第三热敏电阻器的第五接触件，所述键合焊盘将所述第一接触件和所述第三接触件与所述第五接触件耦接，以将所述第一热敏电阻器、第二热敏电阻器和第三热敏电阻器并联耦接。15.根据权利要求10所述的装置，其中所述第三掺杂区和所述第五掺杂区串联修整链接。16.一种装置，其包括：热敏电阻器单元发生器，其通过将键合焊盘施加到热敏电阻器阵列中的热敏电阻器单元单体以通过并联耦接所述热敏电阻器单元单体来满足目标电阻从而产生热敏电阻器单元；电阻确定器，其用于确定所述热敏电阻器单元的电阻；以及修整器，当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·K·塞斯特拉，A·斯特拉坎，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US