【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电子电路，具体而言，涉及一种温度传感器、温度传感器封装方法及温度测量方法。
技术介绍
1、微纳尺度精确量热一直是芯片和半导体行业极为关注的
之一。其中，利用电阻的温度特性设计的温度传感器，通过监控热敏电阻的阻值变化而预测局部温升，是一种简便易行且具有良好线性度的量热解决方案。然而，此类电阻基的温度传感器实际仍需经过外部互连连接其他元器件、电源及测试设备，所以当测量热敏电阻时不可避免地引入了传感器之外的寄生效应。如图1所示，可将上述情况抽象为一个二端口的纯电阻网络，rc为集总寄生电阻，rt为传感器的热敏电阻。则从该二端口电阻网络看进去，其实际电阻为rc+rt，而非真正的rt。而且，rc和rt的在系统中的位置不同，使用材料不同(即温度系数和低温电阻率不同)、尺寸以及局部温度都可能存在差异，因此，寄生问题对基于热敏电阻rt的阻值测量来推断系统局部温度的方案而言，无疑是一个巨大挑战。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种温度传感器、温度传感器封装方法及温度测量方法，以至少解决基于热敏电阻rt的阻值来推断系统局部温度的技术方案里存在的寄生问题。
2、根据本专利技术的一个实施例，提供了一种温度传感器，包括：第一热敏电阻、与所述第一热敏电阻并联的第二热敏电阻、与所述第一热敏电阻串联的第一二极管，以及与所述第二热敏电阻串联的第二二极管,其中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻为两个材质和工艺相同，但几何尺寸存在差异的毗邻热敏电阻，所述第一二极管和所述第
3、在一个示例性实施例中，在探测位置在硅晶圆芯片上的金属互连层的情况下，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻由所述金属互连层的金属互连线构成。
4、在一个示例性实施例中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻为多晶硅电阻。
5、在一个示例性实施例中，所述第一二极管和所述第二二极管为分立器件或集成器件。
6、在一个示例性实施例中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻之间的间距，以及所述第一二极管和所述第二二极管间的间距，由所采用的制成工艺确定。
7、根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种温度传感器的封装方法，应用于上述温度传感器，包括：在硅晶圆芯片上通过扩散工艺形成第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一二极管和第二二极管，并由硅晶圆芯片上的金属互连所述第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一二极管和第二二极管以在所述硅晶圆芯片上形成所述温度传感器。
8、在一个示例性实施例中，还包括：在所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻为多晶硅电阻的情况下，将所述温度传感器通过通孔和所述硅晶圆芯片上的金属互连层接出所述硅晶圆芯片。
9、在一个示例性实施例中，还包括：将所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻电镀至所述硅晶圆芯片上。
10、根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种温度传感器的封装方法，应用于上述温度传感器，包括：通过埋入的方式将第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一二极管和第二二极管埋入基板埋层中，或通过表面贴装的方式在基板上设置所述第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一二极管和第二二极管，其中，所述第一热敏电阻、第二热敏电阻、第一二极管和第二二极管为分立器件。
11、在一个示例性实施例中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻由所述基板的探测层的金属互连线构成。
12、根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种温度传感器的封装方法，应用于上述温度传感器，包括：将多个温度传感器分别设置在叠层封装结构的不同系统层级中，其中，所述温度传感器为晶圆级或基板级；将各所述温度传感器的端口通过内部互连后统一引出至最高一级的封装口，以进行多层间平行测试。
13、在一个示例性实施例中，将各所述温度传感器的端口通过内部互连后统一引出至最高一级的封装口，包括：将各所述温度传感器的端口通过内部互连后，经由所述叠层封装结构的bump层、中介层、ic基板和bga ball层引出，或，将各所述温度传感器经由各自独立的互连路径引出至所述叠层封装结构的最顶部的输出层。
14、根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种温度测量方法，包括：改变所述温度传感器两端口之间的电压极性，并测量所述温度传感器在所述电压极性改变之前和所述电压极性改变之后的电阻；通过两次测量所得到的电阻获取所述温度传感器中的第一热敏电阻与第二热敏电阻的差值δr，并基于如下公式获取所述温度传感器所检测到的温度t：
15、
16、其中，ρ0为所述第一热敏电阻或第二热敏电阻的低温电阻率，α为所述第一热敏电阻或第二热敏电阻的温度系数，l1为第一热敏电阻的长度，l2为第二热敏电阻的长度，s1为第一热敏电阻的截面积，s2为第二热敏电阻的截面积。
17、在一个示例性实施例中，还包括：设置所述温度传感器所处的多个不同的环境温度；
18、通过改变所述温度传感器两端口之间的电压极性分别确定所述多个不同环境温度下的第一热敏电阻与第二热敏电阻的多个差值，基于所述多个差值与多个不同的环境温度之间的线性回归关系进行至少如下之一的参数的校验：ρ0、α、l1、l2、s1和s2。
19、通过本专利技术，利用二极管的单向导通特性，搭建了基于二极管/电阻混合电路的新型电阻基温度传感器，进而通过改变该新型电阻基温度传感器的端口电压极性，实现对电路寄生电阻部分的扣除。因此，可以解决基于热敏电阻rt的阻值来推断系统局部温度的技术方案里存在的寄生问题，达到对探测位置的温度精确探测的效果。
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1.一种温度传感器，其特征在于，包括：第一热敏电阻(101)、与所述第一热敏电阻(101)并联的第二热敏电阻(102)、与所述第一热敏电阻(101)串联的第一二极管(103)，以及与所述第二热敏电阻(102)串联的第二二极管(104)，其中，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)为两个材质和工艺相同，但几何尺寸存在差异的毗邻热敏电阻，所述第一二极管(103)和所述第二二极管(104)为两个选型相同，但极性相反的毗邻二极管。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，在探测位置在硅晶圆芯片上的金属互连层的情况下，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)由所述金属互连层的金属互连线构成。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)为多晶硅电阻。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，所述第一二极管(103)和所述第二二极管(104)为分立器件或集成器件。
5.根据权利要求1所述传感器，其特征在于，其中，所述第一热敏电阻(101
6.一种温度传感器的封装方法，其特征在于，应用于权利要求1-3、5任一项所述温度传感器，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括，
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
9.一种温度传感器的封装方法，其特征在于，应用于权利要求1或4或5所述温度传感器，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中，所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻由所述基板的探测层的金属互连线构成。
11.一种温度传感器的封装方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的温度传感器，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将各所述温度传感器的端口通过内部互连后统一引出至最高一级的封装口，包括：
13.一种温度测量方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的温度传感器，该方法包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种温度传感器，其特征在于，包括：第一热敏电阻(101)、与所述第一热敏电阻(101)并联的第二热敏电阻(102)、与所述第一热敏电阻(101)串联的第一二极管(103)，以及与所述第二热敏电阻(102)串联的第二二极管(104)，其中，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)为两个材质和工艺相同，但几何尺寸存在差异的毗邻热敏电阻，所述第一二极管(103)和所述第二二极管(104)为两个选型相同，但极性相反的毗邻二极管。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，在探测位置在硅晶圆芯片上的金属互连层的情况下，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)由所述金属互连层的金属互连线构成。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，所述第一热敏电阻(101)和所述第二热敏电阻(102)为多晶硅电阻。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，其中，所述第一二极管(103)和所述第二二极管(104)为分立器件或集成器件。
5.根据权利要求1所述传感器，其特征在于，其中，所述第一热敏电阻(101)和所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙钮一，杨丹，梅娜，孙拓北，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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