具有加热元件和基准电路的集成芯片制造技术

公开了具有加热元件和基准电路的集成芯片。本公开的某些方面涉及包括具有带隙基准电路和一个或多个加热元件的集成芯片的设备。该带隙基准电路位于集成芯片的子集内并输出具有温度相关性的基准电压。加热元件中的一个或多个改变集成芯片的子集的温度。

【技术实现步骤摘要】
具有加热元件和基准电路的集成芯片
技术介绍
带隙基准电路是被配置成独立于温度生成基本上恒定的基准电压并在诸如模数和数模转换器的许多集成电路中广泛地使用的电压基准电路。带隙基准电路通过保持具有正温度系数(C1)的内部电压源和具有负温度系数(C2)的另一内部电压源来生成温度无关基准电压(U。通过将正和负内部电压源的输出相加(即Vref= C1V1+ C2V2,)，可以抵消带隙基准电路的温度相关性，导致在一定温度范围内的基本上恒定的基准电压(U。【附图说明】图1图示出示出了用于不同带隙基准电路的作为温度的函数的基准电压的图表。图2图示出具有带隙基准电路和一个或多个芯片上、加热元件的集成芯片的某些实施例的方框图。图3图示出包括带隙基准电路和加热元件的集成芯片的某些替换实施例的方框图。图4图示出示出了基准电压、温度与许多有源加热元件之间的关系的图表。图5图示出包括带隙基准电路和加热元件的基准电压测试电路的某些实施例的示意图。图6图示出电压基准电路和加热元件的示例性布局的某些实施例的方框图。图7A — 7D图示出示出了具有控制元件的各种实施方式的集成芯片的各种实施例的示意图。图8是用于使用芯片上、加热元件来确定用于带隙基准电路的温度系数的方法的某些实施例的流程图。【具体实施方式】本文中的描述是参考附图进行的，其中，一般自始至终利用相似的参考标号来指示相似的元件，并且其中，各种结构不一定按比例描绘。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了许多特定细节以便促进理解。然而，对于本领域的技术人员而言可能显而易见的是可以用较小程度的这些特定细节来实施本文所述的一个或多个方面。在其他情况下，以方框图形式示出了已知结构和设备以促进理解。虽然带隙基准电路被配置成独立于温度输出基本上恒定的基准电压，但带隙基准电路确实具有温度相关性。例如，图1图示出示出了带隙基准电路的温度相关性的图表100。趋势线102图示出由用在不处理变化(例如，没有CD变化、不对准等)的过程制造的带隙基准电路产生的基准电压。趋势线102具有具有弓形的温度相关性，该弓形在可接受变化范围AV内改变。恶劣地定中心的过程可能增加基准电压的温度变化。例如，趋势线106图示出由用具有处理变化的过程制造的带隙基准电路产生的基准电压。趋势线106具有以不在可接受变化范围AV内的值改变的斜率。可以在制造了集成芯片之后完成生产测试以保证带隙基准电路具有在可接受变化范围AV内的温度相关性。为了适当地解决处理变化，此类生产测试必须测量不止一个温度上的基准电压，因为单个温度上的基准电压的测量不能将具有不同斜率的趋势线区别开。例如，温度Tnreas上的电压V1的测量可以对应于在可接受变化范围AV内变化的趋势线104或不在可接受变化范围AV内变化的趋势线106。然而，测量不止一个温度上的基准电压增加集成芯片(IC)的生产时间。对于具有低利润裕度的IC而言，成本抑制不止一个温度上的测试，因为测试花费太多的时间。因此，在此类IC中，常常不能测试电压基准电路的斜率以保证适当的性能。相应地，本公开提供了用于一定温度范围内的带隙基准电路的方便测试的方法和设备。在某些实施例中，该设备包括具有带隙基准电路和一个或多个加热元件的集成芯片。带隙基准电路被配置成输出具有温度相关的值的基准电压。所述一个或多个加热元件被配置成从控制元件接收控制信号。在接收到控制信号时，所述一个或多个加热元件被配置成产生在一定温度范围内改变包括基准电压电路的集成芯片的子集的温度的热量，而基本上不影响集成芯片的其他部分的温度。通过使用加热元件来改变集成芯片的子集的温度，可以快速地将该子集加热，从而允许在多个温度上测试带隙基准电路。图2图示出具有被测试器件204和一个或多个芯片上、加热元件206的集成芯片202的某些实施例的方框图200。被测试器件204包括位于集成芯片202的子集208内的一个或多个半导体器件。被测试器件204具有温度相关性，使得被测试器件204的操作将作为温度的函数而变。例如，在某些实施例中，被测试器件204包括被配置成产生基准电压的带隙基准电路。在此类实施例中，随着子集208的温度上升，从带隙基准电路输出的基准电压的值将改变。在其他实施例中，被测试器件204可以包括其他类型的电路，例如，诸如其他基准电压电路。一个或多个芯片上、加热元件206被配置成从与加热元件206通信的控制元件210接收第一控制信号SCTKU。在各种实施例中，控制元件210可以包括电流源、电压源或源电压。控制元件210可以包括芯片上控制元件或芯片外控制元件。响应于第一控制信号Sctku，加热元件206被配置成以受控的预定义方式在子集208内产生热量。在某些实施例中，产生的热量以逐步的方式离散地改变子集208的温度，所述逐步方式以在一定温度范围上提供多个不同、离散温度的方式升高子集208的温度。例如，在某些实施例中，在第一时间，加热元件206被配置成接收具有被选择成使子集208升高至第一温度的第一值的第一控制信号SCTRli，并且在第二时间，加热兀件206被配置成接收具有被选择成使子集208升高至第二温度的第二值的第一控制信号SCTKU。在某些实施例中，多个离散温度包括两个离散温度。例如，所述多个离散温度可以包括室温/测试器环境温度和由加热元件206产生的第二提高温度。在其他实施例中，所述多个离散温度包括三个或更多离散温度。例如，所述多个离散温度可以包括室温/测试器环境温度和由加热元件206产生的两个或更多提高温度。在某些实施例中，第一控制信号包括电流。随着电流通过一个或多个加热元件206，加热元件206耗散与电流的平方乘以加热元件206的电阻成比例的热量。耗散热量在基本上不影响在子集208外面的集成芯片202的面积的情况下增加子集208和被测试器件204的温度。在某些实施例中，加热元件206位于集成芯片的子集208内，从而将加热元件206非常接近于被测试器件204放置。加热元件206可以包括大范围的部件，其具有电阻。例如，在各种实施例中，加热元件206可以包括例如电阻器、金属线、晶体管、PN结或诸如调节器、放大器等更复杂的逻辑元件。在某些实施例中，加热元件206包括存在于被测试器件204中的现有电路元件。通过利用存在于被测试器件204内的现有电路元件，加热元件206可以在不消耗集成芯片202的附加面积的情况下控制子集208内的温度。在某些实施例中，加热元件206包括被测试器件204内的现有虚构器件(dummydevice)(例如，虚构晶体管、电阻器等)。虚构器件是对被测试器件204的功能没有贡献的器件，但是已被添加到被测试器件204以改善平版印刷工艺裕度(与有源器件相反，其对被测试器件204的功能有所贡献)。例如，虚构器件允许平版印刷暴露以形成具有使图案密度最优化、降低可变化性并改善制造参数的规则布局的图案。图3图示出具有带隙基准电路304和多个芯片上、加热元件306的集成芯片302的某些实施例的方框图300。带隙基准电路304被配置成输出具有温度相关性的基准电压Veef (即，随着带隙基准电路304的温度改变而变化的VKEF)。加热元件306非常接近于带隙基准电路304定位(即，在允许加热元件增加带隙基准电路304的温度的邻近区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成芯片，包括：带隙基准电路，被包括在集成芯片的子集内并被配置成输出具有温度相关性的基准电压；以及一个或多个加热元件，被包括在集成芯片内并被配置成改变所述子集的温度。

【技术特征摘要】
2012.08.09 US 13/570,6301.一种集成芯片，包括: 带隙基准电路，被包括在集成芯片的子集内并被配置成输出具有温度相关性的基准电压；以及 一个或多个加热元件，被包括在集成芯片内并被配置成改变所述子集的温度。2.权利要求1的集成芯片，其中，所述一个或多个加热元件被配置成以提供多个离散温度的逐步的方式在一定温度范围上改变所述子集的温度。3.权利要求1的集成芯片，其中，所述一个或多个加热元件包括被配置成改善用于集成芯片内的一个或多个元件的平版印刷处理参数的虚构器件。4.权利要求1的集成芯片，其中，所述一个或多个加热元件包括以下各项中的一个或多个:电阻器、晶体管、PN结或金属线。5.权利要求1的集成芯片，还包括: 控制元件，被配置成产生控制信号，其基于控制信号的电流值或由该控制信号驱动的加热元件的数目来改变所述子集的温度； 一个或多个开关元件，被耦合在控制元件与所述一个或多个加热元件之间；以及 开关控制器，被配置成产生第三控制信号，其选择性地操作所述一个或多个开关元件以将控制元件连接到所述一个或多个加热元件，其中，在将控制元件连接到加热元件时，该加热元件产生热量。6.权利要求5的集成芯片，还包括:·· 存储器元件，被配置成存储与用于所述一个或多个开关元件的预定操作序列相对应的数据， 其中，所述开关控制器被配置成根据所述预定序列来操作所述一个或多个开关元件以调整控制信号的值，从而在子集中实现多个离散温度。7.权利要求5的集成芯片，其中，所述控制元件包括芯片上电流源。8.权利要求1的集成芯片，其中，所述加热元件被定位成围绕带隙基准电路。9.权利要求1的集成芯片,还包括: 测量元件，被配置成通过在一定温度范围内的多个离散温度上测量从带隙基准电路输出的基准电压来确定多个基准电压，并根据所述多个基准电压来确定带隙基准电路的温度系数。10.权利要求9的集成芯片，其中，所述测量元件还被配置成产生第二控制信号，其进行操作以修整带隙基准电路内的一个或多个元件以减小温度系数的变化。11.一种测试电路,包括: 被测试器件，被包括在集成芯片的子集内并具有温度相关性，使得被测试器件的操作被配置成作为温度的函数而变；以及 一个或多个虚构器...

【专利技术属性】
技术研发人员：H哈桑德，C林德霍尔姆，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：