半导体器件电阻器制造技术

本申请涉及包括通孔和多个金属层的半导体器件电阻器。在一个通常方面，装置可包括第一端子、第二端子以及在所述第一端子与所述第二端子之间延伸的电阻元件。所述电阻元件可包括与第一金属层的第一区段和第二金属层的第一区段接触的第一通孔，并且可包括与所述第二金属层的所述第一区段和所述第一金属层的第二区段接触的第二通孔。所述装置还可包括与所述第一金属层的所述第二区段和所述第二金属层的第三区段接触的第三通孔。

Semiconductor Device Resistor

\u672c\u7533\u8bf7\u6d89\u53ca\u5305\u62ec\u901a\u5b54\u548c\u591a\u4e2a\u91d1\u5c5e\u5c42\u7684\u534a\u5bfc\u4f53\u5668\u4ef6\u7535\u963b\u5668\u3002 In one general aspect, the device may include a first terminal, a second terminal and a resistive element extending between the first terminal and the second terminal. The resistance element may include a first through hole in contact with the first section of the first metal layer and the first section of the second metal layer, and a second through hole in contact with the first section of the second metal layer and the second section of the first metal layer. The device may also include a third through hole in contact with the second section of the first metal layer and the third section of the second metal layer.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件电阻器
本说明书涉及包括通孔和多个金属层的半导体器件电阻器。
技术介绍
已知的器件(例如，负载驱动器器件)可包括例如电流感测电阻器。然而，这些电流感测电阻器可易于响应于温度而发生变化，从而可导致测量失真。数字和/或模拟电路可包括在器件中以校正测量失真。在许多实施方式中，这种数字和/或模拟电路可能并不可取。
技术实现思路
在一个通常方面，装置可包括第一端子、第二端子以及在第一端子与第二端子之间延伸的电阻元件。电阻元件可包括与第一金属层的第一区段和第二金属层的第一区段接触的第一通孔，并且可包括与第二金属层的第一区段和第一金属层的第二区段接触的第二通孔。该装置还可包括与第一金属层的第二区段和第二金属层的第二区段接触的第三通孔。附图说明图1A是示意图，其示出了包括在半导体器件中的电阻元件的侧剖视图。图1B和图1C是示意图，其示出了图1A所示的电阻元件的更详细视图。图2A和图2B是示意图，其示出了作为图1A至图1C所示的电阻元件的变型的示例性电阻元件。图2C至图2E示出了图2A和图2B所示的电阻元件的变型。图3是示意图，其示出了作为图1A至图1C所示的电阻元件的变型的示例性电阻元件。图4是示意图，其示出了作为图1A至图1C所示的电阻元件的变型的示例性电阻元件。图5A和图5B是示意图，其示出了包括在电阻元件中的两个不同金属层和通孔阵列的部分的示例性顶视图。图6是示意图，其示出了不同类型的感测电阻器的性能。图7A是曲线图，其示出了负载中的所感测的电流与时间的关系。图7B示出了在与图7A所示相同的时间范围内电阻元件的电阻/温度与时间的关系。图8是包括电阻元件的电路。图9是电路，该电路被配置为经由电阻元件感测流到线性谐振致动器(LRA)负载的电流。具体实施方式可主要使用通孔与连接通孔的金属层来限定电阻元件，因为通孔在温度变化(例如，因自发热引起的温度变化)和/或电压变化(例如，较大电压信号变化)的情况下具有稳健特性(例如，相对稳定或恒定的电阻率)。具体地讲，可主要使用通孔及连接金属层的一些部分限定电阻元件，因为通孔可具有低电压系数(例如，电阻的电压系数VC(ppm/V))和/或温度系数(例如，电阻的温度系数TC(1/K))以降低(例如，最小化)例如响应于温度和/或电压变化的信号失真，从而使电阻元件对于例如响应于温度和/或电压变化的信号失真具有稳健性。因此，电阻元件可用于这样的应用，其中电阻元件的特性响应于温度和/或电压而变化将是不可取的。作为具体示例，本文所述的电阻元件可用作电流感测电阻器，其中在不使用数字和/或模拟电路校正测量失真的情况下可预测的测量是可取的。图1A是示意图，其示出了包括在半导体器件10(例如，半导体管芯)中的电阻元件100的侧剖视图。如图1A所示，电阻元件100可包括在半导体器件10的金属层部分11中。半导体器件10的金属层部分11可设置在半导体衬底12上。半导体衬底12可包括一个或多个半导体器件(例如，晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极性结型晶体管(BJT)、沟槽MOSFET、二极管、集成电路等)。在一些实施方式中，半导体衬底12可包括一个或多个外延层、各种导电类型(例如，P型、N型)的掺杂区域等等。金属层部分11可包括多个金属层、通孔等等，它们可充当半导体器件10内的导电布线(例如，信号布线)。电介质(例如，电介质部分)可包括在金属层部分11中，作为例如金属层部分11的导电布线的元件之间的绝缘体。可使用金属层部分11中包括的多个金属层和通孔中的两者或更多者来限定图1A所示的电阻元件100。换句话讲，可使用金属层部分11内的导电布线来限定电阻元件100。可使用导电布线材料(诸如通孔)来限定电阻元件100，这些导电布线材料在温度变化(例如，因自发热引起的温度变化)和/或电压变化(例如，较大电压信号变化)的情况下具有稳健特性(例如，相对稳定或恒定的电阻率)。作为具体示例，可主要使用通孔中的钨(与来自连接通孔的金属层的相对较少铝)来限定电阻元件100，使得电阻元件100具有可取的温度特性。因此，电阻元件100可为基于钨的电阻器。由于使用导电布线(例如，通孔)来限定电阻元件100，因此电阻元件100可充当在温度变化和/或电压变化的情况下具有稳健特性的电阻器元件。使用导电布线(例如，通孔及金属层的一些部分)来限定电阻元件100，该导电布线可具有低电压系数(例如，电阻的电压系数VC(ppm/V))和/或温度系数(例如，电阻的温度系数TC(1/K))以降低(例如，最小化)例如不可取的电阻元件特性或响应性(例如，信号失真)。电阻元件100可为片上感测元件，该片上感测元件用于提供例如高质量负载电流测量，无需对因温度和/或电压引起的变化进行数字和/或模拟后端校正，同时最小化管芯面积。具体地讲，可主要使用通孔与连接通孔的金属层(在金属层部分11内)来限定电阻元件100，因为通孔具有响应于温度和/或电压变化的更恒定(例如，更平坦)的特性。因此，电阻元件100可优于例如自对准硅化的多晶硅和/或基于铝的电阻器，后者可具有相对较大的电压和/或温度系数。自对准硅化的多晶硅和/或基于铝的电阻器的使用在一些应用中可导致例如响应于电压和/或温度变化而测量失真、电路行为变化等等。相比之下，即使在电压和/或温度变化的情况下，本文所述的电阻元件100在电路应用中也可具有稳定(例如，可预测)的行为，从而消除了数字和/或模拟电路校正电阻元件行为的需要。图1B中示出了电阻元件100的更详细剖视图，并且图1C中示出了电阻元件100的更详细顶视图(或平面图)。如图1B所示，电阻元件100包括金属层110(包括区段110A和110B)和金属层130(包括区段130A和130B)。电阻元件100包括通孔120(包括通孔120A至120C)。金属层110,130的区段可称为金属区段(例如，金属区段110A)。该示例性电阻元件100中的每个通孔120(例如，顶表面、底表面)与金属层110,130的至少一个区段接触(例如，耦接(例如，设置)到、导电耦接到、直接耦接到所述至少一个区段)。电阻元件100提供电阻路径190，该电阻路径由金属层110的区段、通孔120和金属层130的区段限定。金属层110的区段、通孔120和金属层130的区段限定蛇形结构(例如，蛇形横截面形状、蛇形图案、竖直蛇形)。换句话讲，电阻路径190限定如图1B所示的蛇形图案，其在竖直方向V(与半导体管芯10沿着其对准的平面正交)上蜿蜒。具体地讲，由金属区段110A、通孔120A、金属区段130A、通孔120B、金属区段110B、通孔120C、金属区段130B(按顺序或按倒序)限定电阻路径190。如图1B所示，电阻路径穿过通孔120在金属层110(例如，第一金属层)的区段与金属层120(例如，第二金属层)的区段之间交替以限定横截面蛇形结构。换句话讲，通孔120耦接在(例如，导电耦接在)与金属层130的区段交替的金属层110的区段之间。在该示例性电阻元件100中，电阻路径190可限定在金属区段110A与金属区段130B之间。金属区段110A,130B可充当电阻元件100的端子(例如，分别为端子T1,T2)。因此，电阻路径190可限定在端子之间，这些端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件电阻器，包括：第一端子；第二端子；和在所述第一端子与所述第二端子之间延伸的电阻元件，所述电阻元件包括：与第一金属层的第一区段和第二金属层的第一区段接触的第一通孔；与所述第二金属层的所述第一区段和所述第一金属层的第二区段接触的第二通孔；以及与所述第一金属层的所述第二区段和所述第二金属层的第二区段接触的第三通孔，超过一半的所述电阻元件由具有的温度系数小于所述第一金属层或所述第二金属层中的至少一者的温度系数的材料制成。

【技术特征摘要】
2017.07.13 US 15/649,5331.一种半导体器件电阻器，包括：第一端子；第二端子；和在所述第一端子与所述第二端子之间延伸的电阻元件，所述电阻元件包括：与第一金属层的第一区段和第二金属层的第一区段接触的第一通孔；与所述第二金属层的所述第一区段和所述第一金属层的第二区段接触的第二通孔；以及与所述第一金属层的所述第二区段和所述第二金属层的第二区段接触的第三通孔，超过一半的所述电阻元件由具有的温度系数小于所述第一金属层或所述第二金属层中的至少一者的温度系数的材料制成。2.根据权利要求1所述的半导体器件电阻器，其中所述第一金属层的所述第一区段和所述第一金属层的所述第二区段在相同平面内对准，所述第一金属层的所述第一区段与所述第二金属层的所述第二区段在所述平面内由电介质电绝缘。3.根据权利要求1所述的半导体器件电阻器，其中：所述第一金属层设置在与所述第二金属层平行的平面内，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔与平面相交，并且所述电阻元件限定具有蛇形横截面形状的电阻路径。4.根据权利要求1所述的半导体器件电阻器，其中超过80％的所述电阻元件由钨制成。5.根据权利要求1所述的半导体器件电阻器，其中所述第一通孔包括钨材料或铝材料，所述第一通孔是包括超过4个通孔的通孔阵列。6.一种半导体器件电阻器，包括：第一端子；第二端子；和在所述第一端子与所述第二端子之间延伸的电阻元件，所述电阻元件限定电阻路径，所述电阻路径穿过多个通孔阵列在第一金属层的区段与第二金属层的区段之间交替，所述多个通孔阵列设置在所述第一金属层的所述区段与所述第二金属层的所述区段之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·戴格尔，A·乔丹，H·亚萨，G·马希尔，
申请(专利权)人：半导体组件工业公司，
类型：新型
国别省市：美国,US