CN115413366A - 半导体装置、温度补偿系统和警报系统 - Google Patents

半导体装置、温度补偿系统和警报系统 Download PDF

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竹中恭一
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Abstract

[问题]本发明的目的是提供一种能够在驱动设备的同时识别每个半导体芯片的实际温度的半导体装置。[方案]本发明的半导体装置设置有半导体芯片、形成在半导体芯片中的多个焊盘电极以及电连接在多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件。半导体装置被构造为能够通过从半导体芯片外部在与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量半导体芯片的温度。

Description

半导体装置、温度补偿系统和警报系统
技术领域
本发明涉及半导体装置、温度补偿系统和警报系统。
背景技术
一些半导体装置在设备内部装配有温度传感器以测量设备的内部温度。在这种类型的半导体装置中，制造偏差等有时会导致由温度传感器的温度测量发生波动。通过使焊盘电极与热电偶接触以测量设备的温度并使用所获得的测量结果来补偿由温度传感器测量的温度，从而校正各个设备中的这种波动(例如，参见专利文献1)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2019-134318
发明内容
本发明要解决的技术问题
上述温度补偿由于晶片的面内温度波动而面临挑战。因此，需要对每个半导体芯片执行温度传感器中的温度测量和补偿。专利文献1中公开的传统技术通过使焊盘电极与热电偶接触来测量晶片的面内温度。然而，这种传统技术在驱动装置时无法识别每个半导体芯片的实际温度。
因此，本发明旨在提供一种即使在驱动装置的同时也能够识别每个半导体芯片的实际温度的半导体装置、半导体装置的温度补偿系统以及使用温度补偿系统的警报系统。
问题的解决方案
本发明的用于实现上述目的的半导体装置包括：
半导体芯片；
多个焊盘电极，其形成在所述半导体芯片中；以及
阻抗元件，其电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间，其中，
所述半导体装置被构造为能够通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度。
此外，本发明的用于实现上述目的温度补偿系统包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；以及
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度。然后，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，并且
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度。
此外，本发明的用于实现上述目的的警报系统包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度；以及
警报单元。然后，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度，
所述警报单元在检测到由所述温度补偿单元补偿的温度超过预定的参考温度时发出警报。
附图说明
图1是示出作为本发明的半导体装置的示例的CMOS图像传感器的基本构造的概要的系统构造图。
图2是示出像素的电路构造的示例的电路图。
图3A是示出晶片中的每个半导体芯片部上的实际温度的示例的图，并且图3B是用于说明利用热电偶测量晶片的面内温度的图。
图4A是示出根据本发明的第一实施例的晶片上的测量目标半导体芯片和半导体装置中的探测针之间的关系的图，并且图4B是示出通过探测针在与电阻元件连接的两个焊盘电极之间施加特定的电气信号以测量温度的构造的图。
图5A是示出根据示例1的温度测量构造的示例的电路图，并且图5B是示出流过电阻元件的电流值与温度之间的关系的示例的图。
图6A是示出根据示例2的用于温度测量的构造示例的电路图，并且图6B是示出根据示例3的用于温度测量的构造示例的电路图。
图7是示出根据示例4的焊盘电极布置结构的示例的图。
图8是示出根据示例5的焊盘电极布置结构的示例的图。
图9是示出根据示例6的焊盘电极布置结构的示例的图。
图10是示出根据示例7的焊盘电极布置结构的示例的图。
图11是示出根据示例8的焊盘电极布置结构的示例的图。
图12是示出根据示例9的焊盘电极布置结构的示例的图。
图13A是示出根据应用示例(第一应用示例)的焊盘电极布置结构的图，并且图13B是示出根据应用示例(第二应用示例)的焊盘电极布置结构的图。
图14是示出处于不同布置位置中的用于温度测量的焊盘电极的图。
图15是示出具有堆叠结构的半导体芯片结构的分解立体图。
图16是示出根据本发明的第二实施例的温度补偿系统的系统构造的示例的系统构造图。
图17是示出根据本发明的第三实施例的警报系统的系统构造的示例的系统构造图。
图18是示出作为能够应用根据本发明的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图19是示出摄像装置在移动体控制系统中的安装位置的示例的图。
具体实施方式
在下文中，使用附图详细说明了用于实施根据本发明的技术的模式(以下称为“实施例”)。根据本发明的技术不限于这些实施例，并且实施例中的各种数值等是示例。在以下说明中，将相同的附图标记用于相同的元件或具有相同功能的元件，并且省略重复的说明。应注意，将按以下顺序进行说明。
1.根据本发明的半导体装置、温度补偿系统和警报系统的总体说明
2.应用有根据本发明的技术的半导体装置(示例性摄像装置)
2-1.CMOS图像传感器的构造示例
2-2.像素的构造示例
2-3.芯片的构造
2-4.使用热电偶的晶片面内温度测量
3.第一实施例(示例性半导体装置)
3-1.示例1(通过向电阻元件施加特定的电压进行的示例性温度测量)
3-2.示例2(通过在电阻元件中流过特定的电流进行的示例性温度测量)
3-3.示例3(示例1的变形例：设置在测量系统中的参考电阻元件的示例)
3-4.示例4(与电阻元件连接的焊盘电极的示例性布置结构)
3-5.示例5(示例4的变形例：使与电阻元件连接的两个焊盘电极的尺寸大于另外的焊盘电极的示例)
3-6.示例6(示例4的变形例：使与电阻元件连接的两个焊盘电极的尺寸小于另外的焊盘电极的示例)
3-7.示例7(示例4的变形例：在与电阻元件连接的两个焊盘电极之间插入另外的焊盘电极的示例)
3-8.示例8(示例4的变形例：与电阻元件连接的两个焊盘电极中的每者包括多个焊盘电极的示例)
3-9.示例9(示例8的变形例：与电阻元件连接的三个焊盘电极的示例)
3-10.示例10(两个焊盘电极的应用示例)
3-11.第一实施例的变形例
3-12.堆叠结构半导体芯片的结构
4.第二实施例(示例性温度补偿系统)
5.第三实施例(示例性警报系统)
6.应用有根据本发明的技术的应用示例(应用于移动体的示例)
7.本发明的可能构造
<根据本发明的半导体装置、温度补偿系统和警报系统的总体说明>
在根据本发明的半导体装置、温度补偿系统和警报系统中，阻抗元件可以被构造为温度相关元件，优选为电阻元件。
此外，在本发明的包括上述优选构造的半导体装置中，半导体芯片可以装配有温度传感器，该温度传感器被构造为测量设备内部的温度。
在本发明的包括上述优选构造的半导体装置中，与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极在尺寸上可以大于另外的焊盘电极。替代地，与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极在尺寸上可以小于另外的焊盘电极。
此外，在本发明的包括上述优选构造的半导体装置中，与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极可以被设置成使得在至少两个焊盘电极之间插入另外的焊盘电极。替代地，与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极可以分别包括彼此相邻且相互电连接的多个焊盘电极。
此外，在本发明的包括上述优选构造的半导体装置中，与阻抗元件连接的焊盘电极可以是三个以上的焊盘电极。另外，三个以上的焊盘电极可以使用布线将电连接到阻抗元件，该布线被设定为具有相等的导体长度、导体材料、线径、电阻。
此外，在本发明的包括上述优选构造的半导体装置中，半导体装置可以是具有堆叠结构半导体芯片的摄像装置，该堆叠结构半导体芯片具有上下布置且电连接的第一半导体芯片和第二半导体芯片。此时，第一半导体芯片可以具有形成在第一半导体芯片上的像素阵列部，该像素阵列部具有布置在像素阵列部中的像素，并且第二半导体芯片可以具有围绕像素阵列部的外围电路部，该外围电路部形成在第二半导体芯片上。然后，阻抗元件设置在第一半导体芯片中，并且与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极可以设置在第二半导体芯片中。
具有本发明的上述优选构造的温度补偿系统和警报系统包括温度测量单元。该温度测量单元可以向电阻元件施加特定的电压，以根据流过电阻元件的电流值计算半导体芯片的温度。替代地，该温度测量单元可以使特定的电流流过电阻元件，以根据电阻元件两端的电压值计算半导体芯片的温度。
<应用有根据本发明的技术的半导体装置>
应用有根据本发明的技术的半导体装置的示例可以包括摄像装置。现在将说明作为摄像装置示例的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，它是一种使用XY地址方案的摄像装置。CMOS图像传感器是通过应用或部分使用CMOS工艺生产的。
[CMOS图像传感器的构造示例]
图1是示出作为本发明的半导体装置的示例的CMOS图像传感器的基本构造的概要的系统构造图。
根据该示例的CMOS图像传感器1具有像素阵列部11和围绕像素阵列部11的外围电路部，像素阵列部11和外围电路部集成在半导体芯片(半导体基板)10上。像素阵列部11包括在行方向和列方向上(即，在矩阵中)以二维阵列布置的像素20。像素20包括产生光电荷的光电转换器，该光电荷的电荷量对应于入射光的量。在此，行方向是指像素行中的像素20的排列方向，即沿像素行的方向(所谓的水平方向)，并且列方向是指像素列中的像素20的排列方向，即沿像素列的方向(所谓的垂直方向)。
围绕像素阵列部11的外围电路部包括诸如行选择单元12、列处理单元13、逻辑电路单元14和时序控制单元15等电路单元。下面将说明行选择单元12、列处理单元13、逻辑电路单元14、时序控制单元15等每个部件的功能。
行选择单元12包括移位寄存器、地址解码器等，并且在选择像素阵列部11的每个像素20时控制像素行的扫描和像素行的寻址。虽然未示出行选择单元12的详细构造，但它通常具有两个扫描系统，即读取扫描系统和清除扫描系统。
读取扫描系统选择性地逐行依次扫描像素阵列部11中的像素20以从像素20读取像素信号。从像素20读取的像素信号是模拟信号。清除扫描系统对已被读取扫描系统读取扫描的读取行进行清除扫描。在读取扫描之前，清除扫描系统以快门速度所用时间执行清除扫描。
清除扫描系统的清除扫描将不必要的电荷从读取行中的像素20的光电转换器中清除，从而使光电转换器复位。然后，通过清除扫描系统清除(复位)不必要的电荷来操作所谓的电子快门模式。在此，电子快门模式是指排出光电转换器的光电荷并重新开始曝光(开始光电荷累积)的操作。
将从由行选择单元12选择的像素行中的每个像素20读取的像素信号提供给每个像素列中的列处理单元13。例如，列处理单元13具有将从像素20输出的模拟像素信号转换为数字像素信号的模数转换器(ADC)等。
列处理单元13的模数转换器的示例可以包括作为参考信号比较模数转换器的一个示例的单斜率模数转换器。然而，模数转换器的示例不限于单斜率模数转换器，并且它们可以包括顺序比较模数转换器、德尔塔-西伽马调制(ΔΣ调制)模数转换器等。
例如，逻辑电路单元14具有算术处理功能等，并且对通过列处理单元13从像素阵列部11的每个像素20读取的像素信号执行预定的信号处理以用于输出。
时序控制单元15产生各种时序信号、时钟信号、控制信号等，以基于产生的所述信号控制行选择单元12、列处理单元13、逻辑电路单元14等的驱动。
作为具有上述构造的CMOS图像传感器1的典型示例的摄像装置在设备中装配有温度传感器16以感测设备的内部温度。例如，温度传感器16被构造为通过与在本领域已知的带隙电压参考电路中使用的技术类似的技术来产生设备内部的温度。
优选地，感测设备内部温度的温度传感器16形成在其中形成有像素阵列部11的外围电路部的区域中。例如，CMOS图像传感器1中的其中在设备的操作期间温度升高的部分似乎是外围电路部的部件之中的列处理单元13。因此，在该示例中，温度传感器16形成在其中形成有列处理单元13的区域中。
[像素的电路构造示例]
图2是示出像素20的电路构造的示例的电路图。例如，像素20具有用作光电转换器(光电检测器)的光电二极管21。除了光电二极管21之外，像素20的像素构造还包括传输晶体管22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25。
此外，在此，该示例的传输晶体管22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25这四个晶体管采用N沟道MOS场效应晶体管(FET)。然而，本文举例说明的这四个晶体管22至25的导电类型的组合仅是说明性的，并且不限于所述或所示的组合。
上述的行选择单元12适当地向像素20提供传输信号TRG、复位信号RST和选择信号SEL。
光电二极管21具有连接到低电位侧电源(例如，接地)的阳极电极，并且将接收的光光电转换为具有与接收光的量对应的电荷量的光电荷(在该示例中为光电子)，以累积光电荷。光电二极管21的阴极电极经由传输晶体管22电连接到放大晶体管24的栅电极。在此，与放大晶体管24的栅电极连接的电连接区域成为浮动扩散部(FD)区域(或杂质扩散区域)。浮动扩散部FD是将电荷转换为电压的电荷-电压转换器。
从行选择单元12向传输晶体管22的栅电极提供高电平(例如，VDD的电平)有效的传输信号TRG。然后，传输晶体管22响应于传输信号TRG而导通。传输晶体管22将由光电二极管21进行光电转换并累积在光电二极管21中的光电荷传输到浮动扩散部FD。
复位晶体管23连接在高电位侧电源电压VDD的节点与浮动扩散部FD之间。从行选择单元12向复位晶体管23的栅电极提供高电平有效的复位信号RST。然后，复位晶体管23响应于复位信号RST而导通。复位晶体管23将浮动扩散部FD的电荷排出到电压VDD的节点，从而复位浮动扩散部FD。
放大晶体管24的栅电极连接到浮动扩散部FD，并且漏电极连接到高电位侧电源电压VDD的节点。放大晶体管24用作用于读出通过光电二极管21中的光电转换获得的信号的源极跟随器的输入单元。换句话说，放大晶体管24的源电极经由选择晶体管25连接到垂直信号线VSL。然后，放大晶体管24和电流源I构成用于将浮动扩散部FD的电压转换为垂直信号线VSL的电位的源极跟随器。电流源I连接到垂直信号线VSL的一端。
选择晶体管25的漏电极连接到放大晶体管24的源电极，并且源电极连接到垂直信号线VSL。从行选择单元12向选择晶体管25的栅电极提供高电平有效的选择信号SEL。然后，选择晶体管25响应于选择信号SEL而导通，这使得像素20处于选择状态，并且将从放大晶体管24输出的信号传递到垂直信号线VSL。
此外，作为像素20中的像素电路，该示例举例说明了包括传输晶体管22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25(即，四个晶体管(Tr))的4-Tr构造。像素电路不限于该示例中的构造。在一个示例中，可以采用省略选择晶体管25并且使放大晶体管24具有选择晶体管25的功能的3-Tr构造。可以根据需要采用具有增加的晶体管数量的5-Tr或更多的构造。
[半导体芯片结构]
如图1所示，上述CMOS图像传感器1的半导体芯片具有所谓的平面结构。平面结构是指在相同的半导体芯片(半导体基板)10上形成外围电路部和布置有像素20的像素阵列部11的芯片结构。像素阵列部11的外围电路部包括行选择单元12、列处理单元13、逻辑电路单元14、时序控制单元15等。
CMOS图像传感器1的半导体芯片结构不限于平面结构，也可以是所谓的堆叠结构。堆叠结构是将像素阵列部11的外围电路部形成在至少一个与形成有像素阵列部11的半导体基板不同的半导体基板上的芯片结构。这种堆叠结构允许首先放置的半导体基板的尺寸(面积)足以形成像素阵列部11，从而减小首先放置的半导体基板，甚至减小整个芯片的尺寸。此外，适合制造像素20的工艺适用于首先放置的半导体基板，并且适合制造电路部分的工艺适用于另一半导体基板。这允许在制造CMOS图像传感器1时获得工艺优化的优点。
[使用热电偶测量晶片的面内温度]
另外，由CMOS图像传感器代表的摄像装置的应用示例可以例如包括安装在车辆上的用于拍摄车辆外部图像等的车载图像传感器。然而，车载图像传感器是说明性的，并且不限于车载使用应用。
车载图像传感器在设备内部装配有温度传感器(温度计)，以在达到上限温度时停止系统操作，作为安全性能。温度传感器特别是在高温范围内需要±1度的高感测精度。因此，通过例如使如图3A所示的上面布置有半导体芯片101的晶片102与如图3B所示的热电偶103接触来校正单个设备中的波动，从而测量设备的温度。基于通过温度测量获得的结果来补偿由温度传感器感测的温度。
这种温度补偿带来的挑战是晶片的面内温度的波动。因此，需要针对每个半导体芯片测量温度，并针对每个半导体芯片补偿由温度传感器测量的温度，然而，在上述通过使焊盘电极与热电偶接触来测量晶片的面内温度的传统技术中，在驱动设备时不能识别每个半导体芯片的实际温度。因此，在晶片探测器中设定的温度与实际温度之间的差异是温度补偿误差，这使得特别是在高温范围内难以达到±1度的精度。此外，图3A示出了在晶片探测器中设定的温度例如为125度的情况下晶片102中的每个半导体芯片101的实际温度(例如，温度为123度、125度和127度)。
<第一实施例>
摄像装置是根据本发明的第一实施例的半导体装置的示例。作为摄像装置的具体示例的CMOS图像传感器1在设备内部装配有温度传感器16。在驱动设备的同时，用于感测设备内部温度的温度传感器16能够以半导体芯片为单位(下文可简称为“以芯片为单位”)识别(测量)实际温度。
在根据本实施例的CMOS图像传感器1的构造中，阻抗元件电连接在半导体芯片10中形成的多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间，从而允许以芯片为单位识别实际温度。另外，在测量半导体芯片10的实际温度时，从半导体芯片10的外部在与阻抗元件连接的至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号(特定的电压或电流)。
如图4A所示，可作为在半导体芯片10中实施的阻抗元件使用的示例可以包括温度相关元件，例如电阻元件31。然后，如图4B所示，在晶片102中的每个半导体芯片10中通过探测针33(33_1、33_2)在与电阻元件31连接的焊盘电极32_1和32_2之间施加特定的电气信号(特定的电压或电流)。这种构造能够使电阻元件31具有温度相关性，从而针对晶片102中的每个半导体芯片10以芯片为单位测量与实际温度成比例的电流或电压。
此外，电阻元件在此作为要在半导体芯片10内部实施的温度测量部件的示例。温度测量部件不限于电阻元件，并且除电阻元件之外还可以包括诸如二极管等阻抗元件。另外，通过探测针33_3向焊盘电极32_3提供时钟、电压等。
如上所述，从半导体芯片10的外部向作为在半导体芯片10中实施的用于温度测量的示例的电阻元件31施加特定的电气信号(特定的电压或电流)。这使得能够测量与半导体芯片10的实际温度成正比的电流或电压，从而在驱动设备的同时以芯片为单位测量实际温度。此外，通过使用在半导体芯片10中实施的作为传感器的电阻元件31，即使对于CMOS图像传感器1的组装部件，也可以感测半导体芯片10的实际温度。
现在将说明将电阻元件31实施为半导体芯片10中的阻抗元件并且以芯片为单位测量半导体芯片10的实际温度的具体示例。
[示例1]
示例1是向电阻元件31施加特定的电压以测量半导体芯片10的实际温度的示例。图5A示出了根据示例1的用于温度测量的构造的示例。此外，图5B示出流过电阻元件31的电流值与温度TJ之间的关系的示例。然而，图5B中的电流值随着温度TJ的升高而减小的关系是示例性的，并且本发明不限于这种关系。
如图5A所示，根据示例1的温度测量是通过以下方式执行的：从电压源41在与电阻元件31连接的焊盘电极32_1和32_2之间施加特定的电压Vin，并且用电流表42测量流过电阻元件31的电流值Imeas。这种构造允许电流表42测量与电阻元件31的电阻值对应的电流值Imeas。该电流值Imeas反映了电阻元件31的阻性材料的特性。
如上所述，根据示例1的温度测量将特定的电压Vin施加到电阻元件31，从而允许测量反映温度相关电阻元件31的阻性材料的特性的电流值Imeas。该测量电流值Imeas能够计算半导体芯片10的内部温度。然后，计算的温度可用作补偿温度，以补偿由装配在CMOS图像传感器1的半导体10中的温度传感器16(参见图1)感测的温度。
[示例2]
示例2是使特定的电流流过电阻元件31以测量半导体芯片10的实际温度的示例。图6A示出了根据示例2的用于温度测量的构造的示例。
根据图6A所示的示例2的温度测量使特定的电流Iforce从电流源43经由焊盘电极32_1流过电阻元件31，从而用连接在焊盘电极32_1和32_2之间的电压表44测量电阻元件两端的电压值。这种构造允许电压表44测量对应于电阻元件31的电阻值的电压值Vmeas。该电压值Vmeas反映了电阻元件31的阻性材料的特性。
如上所述，根据示例2的温度测量使特定的电流Iforce流过电阻元件31，从而允许测量反映温度相关电阻元件31的阻性材料的特性的电压值Vmeas。该测量电压值Vmeas能够计算半导体芯片10的内部温度。然后，计算的温度可用作补偿温度，以补偿由温度传感器16感测的温度。
[示例3]
示例3是示例1的变形例并且示出了在测量系统中设置参考电阻元件的示例。图6B示出了根据示例3的用于温度测量的构造的示例。
考虑到在根据示例1的测量系统中测量系统电阻分量45设置在电流表42和焊盘电极32_1之间，根据示例3的温度测量使用具有如图6B所示的连接在焊盘电极32_1和32_2之间的参考电阻元件46的构造。参考电阻元件46具有随着半导体芯片10外部的测量系统电阻分量45的影响的增加而下降的测量精度。因此，参考电阻元件46插入在焊盘电极32_1和32_2之间。
上述根据示例3的温度测量具有与根据示例1的温度测量相同的基本构造。因此，可以测量反映温度相关电阻元件31的阻性材料的特性的电流值Imeas，并且使用测量的电流值Imeas计算半导体芯片10的内部温度。特别地，根据示例3的温度测量设置有参考电阻元件46，因此允许在考虑电阻分量45的存在的情况下执行测量的同时计算测量系统的电阻分量45的电阻值。
[示例4]
示例4是与电阻元件31连接的焊盘电极的布置结构的示例。图7示出了根据示例4的焊盘电极布置结构的示例。
如图7所示，在CMOS图像传感器1的半导体芯片10中，包括用于输入或输出各种信号的一组焊盘电极的焊盘电极组17A和17B在例如行方向上设置在两端处。然后，这些焊盘电极组17A和17B中的焊盘电极能够用作与电阻元件31连接的焊盘电极。在该示例中，将焊盘电极组17A的端部处的两个电极A和B用作与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2。
根据示例4的焊盘电极的布置结构使用焊盘电极组17A中的焊盘电极作为两个焊盘电极32_1和32_2，但也可以使用焊盘电极组17B中的焊盘电极来代替。焊盘电极不限于焊盘电极组17A和17B的端部处的焊盘电极，并且可以使用焊盘电极组中的中间焊盘电极。另外，虽然将与电阻元件31连接的焊盘电极的数量示例为两个，但该数量不限于两个，只要它们电连接在焊盘电极之间即可。焊盘电极的数量是可选的。
[示例5]
作为示例4的变形例的示例5是与电阻元件连接的具有比另外的焊盘电极的尺寸更大的尺寸的两个焊盘电极的示例。图8示出了根据示例5的焊盘电极布置结构的示例。
在图8所示的根据示例5的焊盘电极布置结构中，与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2的尺寸被设定为大于焊盘电极组17A中的另外的焊盘电极的尺寸。另外的焊盘电极的示例是从芯片外部提供时钟信号等的焊盘电极32_3。
如上所述，通过使与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2的尺寸大于另外的焊盘电极的尺寸，可以根据减小的尺寸使两个焊盘电极32_1和32_2的电阻值低于另外的焊盘电极的电阻值。
[示例6]
作为示例4的变形例的示例6包括与电阻元件31连接的具有比另外的焊盘电极更小的尺寸的两个焊盘电极。图9示出了根据示例6的焊盘电极布置结构的示例。
在图9所示的根据示例6的焊盘电极布置结构中，与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2的尺寸被设定为小于焊盘电极组17A中的另外的焊盘电极的尺寸。另外的焊盘电极的示例是从芯片外部提供时钟信号等的焊盘电极32_3。
如上所述，通过使与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2的尺寸小于另外的焊盘电极的尺寸，可以在其中形成焊盘电极组17A的区域中压缩由两个焊盘电极32_1和32_2占据的区域。
[示例7]
作为示例4的变形例的示例7是在与电阻元件连接的两个焊盘电极之间插入另外的焊盘电极的示例。图10示出了根据示例7的焊盘电极布置结构的示例。
在图10所示的根据示例7的焊盘电极布置结构中，与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2布置成夹持例如焊盘电极组17A中的另外的焊盘电极，例如，两个焊盘电极32_4和32_5。
如上所述，通过在与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2之间插入焊盘电极组17A中的另外的焊盘电极，可以分离两个焊盘电极32_1和32_2以增大它们之间的距离。这使得能够在比相邻布置的情况更宽的范围内测量温度。该示例说明了将插入在两个焊盘电极32_1和32_2之间的焊盘电极的数量设定为两个的情况，但该数量是说明性的并且不限于两个。
[示例8]
作为示例4的变形例的示例8是与电阻元件连接的两个焊盘电极中的每者包括多个焊盘电极的示例。图11示出了根据示例8的焊盘电极布置结构的示例。
在图11所示的根据示例8的焊盘电极布置结构中，与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2分别包括焊盘电极组17A中的彼此相邻且相互电连接的多个焊盘电极。
在该示例中，在焊盘电极组17A中，彼此相邻且相互电连接的焊盘电极32_1和32_4用作与电阻元件31连接的两个焊盘电极(32_1、32_2)中的一者。另外，彼此相邻且相互电连接的焊盘电极32_2和32_5用作与电阻元件31连接的两个焊盘电极中的另一者。
应注意，在本示例中，与电阻元件31连接的两个焊盘电极分别包括焊盘电极组17A中的彼此相邻且相互电连接的两个焊盘电极，然而，本发明不限于此，并且焊盘电极的数量是任意的。
如上所述，与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2分别包括多个焊盘电极。这与增大每个焊盘电极的尺寸具有相似的效果。与包括一个焊盘电极的焊盘电极的情况相比，可以降低两个焊盘电极32_1和32_2各自的电阻值。另外，通过增加焊盘电极的数量，可以消除电阻元件31之外的导体电阻的影响，从而提高温度测量的精度。
[示例9]
作为示例8的变形例的示例9是与电阻元件连接的三个以上的焊盘电极的示例。图12示出了根据示例9的焊盘电极布置结构的示例。
在图12所示的根据示例9的焊盘电极布置结构中，与电阻元件31连接的焊盘电极的数量被设定为三个，例如焊盘电极32_1、焊盘电极32_2和焊盘电极32_6，但也可以使用三个以上的焊盘电极。
三个以上的焊盘电极(例如，三个焊盘电极32_1、32_2和32_6)通过布线电连接到电阻元件31。例如，使用曲折布线等来设定布线，使得导体长度(L_1、L_2、L_3)、导体材料、线径和电阻相等(例如，对于导体长度，L_1＝L_2＝L_3)。在此，术语“相等”不仅是指完全相等的情况，而且也指实质相等的情况，并且可以容忍设计或制造中引起的各种差异的存在。
由于用于将三个焊盘电极32_1、32_2和32_6与电阻元件31电连接的布线具有相等的导体长度、导体材料、线径和电阻，因此可以消除导体电阻的影响，从而提高温度测量的精度。
[示例10]
示例10是与电阻元件连接的两个焊盘电极的应用示例。以上对示例1至9的说明是针对以下情况给出的：与电阻元件31连接的两个焊盘电极32_1和32_2采用专门用于CMOS图像传感器1的半导体芯片10的温度测量的焊盘电极以提高温度传感器16的感测精度。
对示例10的说明是针对其中将两个焊盘电极32_1和32_2用于除专门用于温度测量的焊盘电极之外的其它用途的应用示例给出的。图13A示出了根据应用示例(第一应用示例)的焊盘电极布置结构，并且图13B示出了根据应用示例(第二应用示例)的焊盘电极布置结构。
图13A所示的应用示例(第一应用示例)是将电阻元件31和两个焊盘电极32_1和32_2用作过热检测器的示例。具体地，用于将两个焊盘电极32_1和32_2与电阻元件31连接的布线连接到设置在半导体芯片10中的列处理单元13(参见图1)中的模数转换器50(50_1、50_2)。然后，当电流流过两个焊盘电极32_1和32_2时，模数转换器50_1和50_2可以处理电阻元件31两端的电压，从而检测半导体芯片10中的过热。
图13B所示的应用示例(第二应用示例)是将开关元件52_1和52_2连接在两个焊盘电极32_1和32_2与电阻元件31之间的示例。例如，可以使用构成CMOS开关的开关元件52_1和52_2来断开用于温度测量的电阻元件31与两个焊盘电极32_1和32_2之间的电连接。这使得能够消除在两个焊盘电极32_1和32_2之间通过的电流。然后，在正常驱动期间，使用两个焊盘电极32_1和32_2作为电源或接地(GND)降低了电源阻抗，从而改善了CMOS图像传感器1的成像特性。
[第一实施例的变形例]
在上文中，基于优选实施例说明了根据本发明的技术；然而，根据本发明的技术不限于这些实施例。上述第一实施例所述的摄像装置的构造和结构是示例性的，并且可以适当地更改。
在一个示例中，上述第一实施例使用两个焊盘电极A和B作为与电阻元件31连接的用于温度测量的两个焊盘电极32_1和32_2。两个焊盘电极A和B位于焊盘电极组17A和17B之中的焊盘电极组17A的下端部中。用于温度测量的焊盘电极的数量和位置不限于特定的数量或位置。在一个示例中，如图14所示，可使用焊盘电极组17A的上端部X的焊盘电极，或者可使用焊盘电极组17B的上端部Y或下端部Z的焊盘电极。
[堆叠结构的半导体芯片结构]
CMOS图像传感器1的半导体芯片结构可以是平面结构或堆叠结构。现在将说明CMOS图像传感器1的半导体芯片结构具有堆叠结构的情况。图15是示出具有堆叠结构的半导体芯片结构的分解立体图。
如图15所示，在CMOS图像传感器1的半导体芯片10的堆叠结构中例如堆叠有第一半导体芯片10A和第二半导体芯片10B。在图15中，将第一半导体芯片10A用作上层芯片，并且将第二半导体芯片10B用作下层芯片。在第一半导体芯片10A上形成有像素阵列部11。像素阵列部11具有以矩阵排列的像素20。第二半导体芯片10B具有像素阵列部11的外围电路部。外围电路部形成在第二半导体芯片10B上。在该示例中使用了第一半导体芯片10A和第二半导体芯片10B这两个半导体芯片的堆叠结构，但也可以使用三个以上的半导体芯片的堆叠结构。
另外，在该示例中，除在半导体芯片10在行方向上的两端处设置焊盘电极组17A和17B之外，还在列方向上的两端处设置焊盘电极组17C和17D。焊盘电极组17A包括上层芯片侧焊盘电极组17A_1和下层芯片侧焊盘电极组17A_2。焊盘电极组17B包括上层芯片侧焊盘电极组17B_1和下层芯片侧焊盘电极组17B_2。类似地，焊盘电极组17C包括上层芯片侧焊盘电极组17C_1和下层芯片的焊盘电极组17C_2。焊盘电极组17D包括上层芯片侧焊盘电极组17D_1和下层芯片侧焊盘电极组17D_2。
在上述堆叠结构中，用于温度测量的电阻元件31设置在作为上层芯片的第一半导体芯片10A上。两个焊盘电极32_1和32_2设置在作为下层芯片的第二半导体芯片10B上。具体地，下层芯片侧焊盘电极组17D_2的端部处的两个焊盘电极A、B用作两个焊盘电极32_1和32_2。
然后，电阻元件31和两个焊盘电极32_1和32_2通过用于电连接第一半导体芯片10A和第二半导体芯片10B的连接部10C电连接。图15示出了使用直通芯片互连部(TCV：through-chip via)53作为用于电连接电阻元件31和两个焊盘电极32_1和32_2的连接部10C的连接方法。然而，该示例中所示的连接部10C的连接方法是说明性的，且该方法不限于该示例。另一种优选连接方法可以例如为包括Cu-Cu接合的金属-金属接合。
如上所述，半导体芯片10具有其中堆叠有第一半导体芯片10A和第二半导体芯片10B的堆叠结构。在该半导体芯片10中，设置在第一半导体芯片10A上的电阻元件31允许测量上面形成有像素阵列部11的第一半导体芯片10A的温度。该像素阵列部11具有以矩阵排列的像素20。
<第二实施例>
根据本发明的第二实施例的温度补偿系统是补偿由根据第一实施例的具有上述构造的半导体装置(即，CMOS图像传感器1)的半导体芯片10中装配的温度传感器16感测的温度的系统。图16示出了根据本发明的第二实施例的温度补偿系统的系统构造的示例。
除具有上述将温度传感器16安装在半导体芯片10上的构造的CMOS图像传感器1之外，根据本发明的第二实施例的温度补偿系统还包括温度测量单元60。
在半导体芯片10中，温度测量单元60在与电阻元件31连接的焊盘电极32_1和32_2之间施加特定的电气信号(特定的电压或电流)，以测量与半导体芯片10的实际温度成正比的电流或电压，从而测量半导体芯片10的实际温度。在一个示例中，当向电阻元件31施加特定的电压时，温度测量单元60根据流过电阻元件31的电流值计算半导体芯片10的实际温度。替代地，当特定的电流流过电阻元件31时，温度测量单元60根据电阻元件31两端的电压值计算半导体芯片10的实际温度。
在CMOS图像传感器1中，由温度传感器16感测的温度信息经由设置在列处理单元13中的模数转换器50提供给逻辑电路单元14。模数转换器50的示例可以包括单斜率模数转换器，它是参考信号比较模数转换器、顺序比较模数转换器、德尔塔-西伽马调制(ΔΣ调制)模数转换器等的示例。
该示例示出了使用单斜率模数转换器作为模数转换器50的情况。例如，单斜率模数转换器50包括参考信号生成单元501、比较器502和计数器503。
参考信号生成单元501例如由数模转换(DAC)电路构成。参考信号生成单元501生成所谓的斜波参考信号，以作为用于模数转换的参考信号，该斜坡参考信号的电平(电压)随时间单调地减小。
比较器502使用从像素20读取的模拟像素信号作为比较输入，并且使用由参考信号生成单元501生成的参考信号作为参考输入，并且比较这两个信号。然后，例如，比较器502的输出在参考信号大于像素信号时变为第一状态(例如，高电平)，并且当参考信号等于或小于像素信号时变为第二状态(例如，低电平)。该构造允许比较器502输出作为比较结果的脉冲信号，该脉冲信号的脉冲宽度对应于像素信号的信号电平的幅值。
以与向比较器502提供参考信号的开始时序相同的时序，从时序控制单元15向计数器503提供时钟信号。然后，计数器503以与时钟信号同步的方式执行其计数操作，以测量比较器502的输出脉冲的脉冲宽度的时段(即，从比较操作的开始到结束的时段)。被比较器502计数的结果(计数值)变为通过将模拟像素信号数字化而获得的数字值。
由温度传感器16感测的温度信息经由具有上述构造的单斜率模数转换器50提供给逻辑电路单元14。逻辑电路单元14包括信号处理单元141、温度补偿单元142等。
信号处理单元141对通过列处理单元13从像素阵列部11的每个像素20读取的像素信号执行预定的信号处理，并通过焊盘电极32_13输出所得到的信号。
温度补偿单元142对由温度传感器16感测并通过单斜率型模数转换器50提供的温度进行补偿，因此校正各个设备中的波动。在进行这种温度补偿时，每个半导体芯片10的单独温度测量和每个半导体芯片10的温度传感器的单独温度补偿都必须不受晶片表面中的温度波动的影响。
因此，在该温度补偿系统中，温度测量单元60在与电阻元件31连接的焊盘电极32_1和32_2之间施加特定的电气信号(特定的电压或电流)，以测量与半导体芯片10的实际温度成正比的电流或电压，从而测量半导体芯片10的实际温度。由温度测量单元60测量的半导体芯片10的温度信息通过焊盘电极32_11提供给温度补偿单元142。
温度补偿单元142基于由温度测量单元60测量的半导体芯片10的温度来补偿由温度传感器16感测的温度。由温度传感器16感测并由温度补偿单元142补偿的温度信息通过焊盘电极32_12输出到半导体芯片10的外部。
以此方式，通过使用针对每个半导体芯片10单独设置的阻抗元件(在该示例中为电阻元件31)，允许测量每个半导体芯片10的实际温度，也将测量结果反映到由温度传感器16感测的温度的补偿中。因此，可以在不受晶片表面中的温度波动的影响的情况下，针对每个半导体芯片10单独补偿由温度传感器16测量的温度。
<第三实施例>
根据本发明的第三实施例的警报系统是在检测到由根据第一实施例的具有上述构造的半导体装置(即，CMOS图像传感器1)的半导体芯片10中装配的温度传感器16测量的异常温度时发出警报的系统。图17示出了根据本发明的第三实施例的警报系统的系统构造的示例。
根据本发明的第三实施例的警报系统包括设置有根据第二实施例的温度补偿系统的CMOS图像传感器1。在根据第二实施例的温度补偿系统的构造中，将温度测量单元60装配在半导体芯片10外部并将温度补偿单元142装配在半导体芯片10内部。除这种CMOS图像传感器之外，警报系统还包括警报单元70，以用于检测由温度传感器16感测的补偿温度是否超过预定的参考温度，并且在超过时发出警报。
如果由装配在半导体芯片10中的温度传感器16感测的温度指示了异常温度，则警报单元70发出警报以通知发生了异常。在一个示例中，警报单元70在检测到由温度传感器16感测的、由温度补偿单元142补偿的并通过焊盘电极32_12输出的温度信息超过预定的参考温度(例如，系统的上限温度)的情况下发出警报。发出警报的方法的示例可包括视觉方式(使用显示器的警报显示)、听觉方式(警报声音)或使用两者的组合。
如上所述，在包括装配在半导体芯片10中的温度传感器16的CMOS图像传感器1中，通过在由温度传感器16感测的温度异常时发出警报，允许快速地响应于异常的发生。这种响应的示例是停止系统的操作。这种构造能够保护半导体芯片10上的电路元件等免受由温度引起的热破坏等。另外，可以检测温度传感器16自身的异常。此外，将半导体芯片10外部的温度测量单元60用于在半导体芯片10出厂之前的单独调节中校正由温度传感器16感测的值。
<根据本发明的技术的应用示例>
根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实施为安装在诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机械和农业机械(牵引机)等任何类型的移动体上的摄像装置。
[在移动体上的应用示例]
图18是示出作为能够应用本发明的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001相互连接的多个电子控制单元。在图1021所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外，作为集成控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作下述各设备的控制装置，这些设备是：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆的转向角的转向机构和用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020用作以下各设备的控制装置，这些设备是：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯和雾灯等各种灯。在该情况下，能够将从代替钥匙的移动设备发送的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置和车灯等。
车外信息检测单元12030检测具有车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，车外信息检测单元12030连接到摄像单元12031。车外信息检测单元12030使摄像单元12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收的图像，车外信息检测单元12030可以对诸如行人、车辆、障碍物、标志和路面上的字符等物体执行检测处理或执行到其距离的检测处理。
摄像单元12031是用于接收光并输出与接收的光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像单元12031能够将该电气信号作为图像输出，或者能够将该电气信号作为关于测量的距离的信息输出。另外，由摄像单元12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接到车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测部12041例如包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度，或者可以确定驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并且能够将控制命令输出到驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051能够执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能的协同控制，该高级驾驶员辅助系统功能包括车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于跟随距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆外部或内部的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力产生设备、转向机构和制动设备等来执行旨在不依赖驾驶员的操作等而使车辆进行自主行驶的自动驾驶的协同控制。
另外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030获取的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051能够根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对面车辆的位置，通过控制前照灯以例如将远光灯变为近光灯而执行旨在防眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或听觉上向车辆的乘客或车辆外部通知信息。在图18的示例中，作为这种输出设备，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063。显示部12062可以包括例如车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图19是示出摄像单元12031的安装位置的示例的图。
在图19中，车辆12100包括作为摄像单元12031的摄像单元12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像单元12101、12102、12103、12104和12105可以被布置在车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部等位置处。设置在前鼻上的摄像单元12101和设置在车辆内部的挡风玻璃上部上的摄像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在后视镜上的摄像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。设置在后保险杠或后门处的摄像单元12104主要获取车辆12100后方的图像。由摄像单元12101和12105获取的前部图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志或车道等。
顺便提及，图19示出了摄像单元12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻上的摄像单元12101的摄像范围，摄像范围12112和12113分别表示设置在后视镜上的摄像单元12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后门上的摄像单元12104的摄像范围。例如，通过将由摄像单元12101至12104拍摄的图像数据叠加，能够获得从上方看到的车辆12100的鸟瞰图像。
摄像单元12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像单元12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像单元12101至12104获得的距离信息来确定到摄像范围12111至12114中的各个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而将特别是在车辆12100的行驶路径上最靠近的三维物体并且在与车辆12100基本相同的方向上以预定速度(例如，等于或大于0km/h)行驶的三维物体作为前方车辆。此外，微型计算机12051能够预先设定在前方车辆的前方要保持的跟随距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟随停止控制)和自动加速控制(包括跟随启动控制)等。因此，可以执行旨在不依赖驾驶员的操作等而使车辆自主行驶的自动驾驶的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像单元12101至12104获得的距离信息，将与三维物体有关的三维物体数据分类为两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其它三维物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并且使用该提取的三维物体数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100附近的障碍物识别为车辆12100的驾驶员在视觉上能够识别的障碍物和车辆12100的驾驶员在视觉上难以识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险等于或大于设定值并且存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。因此，微型计算机12051可以辅助驾驶以避免碰撞。
摄像单元12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过确定在摄像单元12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别该行人。这种行人识别例如通过以下过程来执行：提取作为红外相机的摄像单元12101至12104的拍摄图像中的特征点；以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来确定是否为行人。当微型计算机12051确定在摄像单元12101至12104的拍摄图像中存在行人并因此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得显示用于强调的方形轮廓线以便叠加在识别出的行人上。此外，声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得在期望的位置处显示表示行人的图标等。
上面已经说明了可以应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。例如，在根据本发明的技术中，根据第一实施例的将温度传感器16安装在半导体芯片10上的CMOS图像传感器可以用作上述构造中的成像单元12031。
作为安全性能，安装在车辆上的CMOS图像传感器包括设备内的温度传感器16，以便在系统达到上限温度时停止功能。特别是在高温范围内，温度传感器16需要具有±1度的高测量精度。因此，通过提供根据第二实施例的温度补偿系统，可以保持温度传感器16的高测量精度。此外，通过提供根据第三实施例的警报，可以在发生诸如系统达到上限温度的异常时发出警报以保持安全性能。
<本发明可采用的构造>
应注意，本发明可以具有以下构造。
<<A.半导体装置>>
[A-1]一种半导体装置，其包括：
半导体芯片；
多个焊盘电极，其形成在所述半导体芯片中；以及
阻抗元件，其电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间，
其中，所述半导体装置被构造为能够通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度。
[A-2]根据[A-1]的半导体装置，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
[A-3]根据[A-2]的半导体装置，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
[A-4]根据[A-1]至[A-3]中任一项的半导体装置，其中，
所述半导体芯片装配有温度传感器，所述温度传感器测量设备内部的温度。
[A-5]根据[A-1]至[A-4]中任一项的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极的尺寸大于另外的焊盘电极的尺寸。
[A-6]根据[A-1]至[A-4]中任一项的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极的尺寸小于另外的焊盘电极的尺寸。
[A-7]根据[A-1]至[A-4]中任一项的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极被设置成夹持另外的焊盘电极。
[A-8]根据[A-1]至[A-4]中任一项的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极分别包括相互电连接的多个焊盘电极。
[A-9]根据[A-1]至[A-4]中任一项的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述焊盘电极的数量三个以上，并且
将所述三个以上的焊盘电极与所述阻抗元件电连接的布线是具有相同的导体长度、导体材料、线径和电阻的布线。
[A-10]根据[A-1]至[A-9]中任一项的半导体装置，其中，
所述半导体装置是具有堆叠结构半导体芯片的摄像装置，在所述堆叠结构半导体芯片中，第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠并相互电连接，
在所述第一半导体芯片上形成有像素阵列部，在所述像素阵列部中布置有像素，
在所述第二半导体芯片上形成有所述像素阵列部的外围电路部，所述阻抗元件设置在所述第一半导体芯片中，并且
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极设置在所述第二半导体芯片中。
<<B.温度补偿系统>>
[B-1]一种温度补偿系统，其包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；以及
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度，
其中，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，并且
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度。
[B-2]根据[B-1]的温度补偿系统，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
[B-3]根据[B-2]的温度补偿系统，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
[B-4]根据[B-3]的温度补偿系统，其中，
所述温度测量单元向所述电阻元件施加特定的电压，并且根据流过所述电阻元件的电流值计算所述半导体芯片的温度。
[B-5]根据[B-3]的温度补偿系统，其中，
所述温度测量单元使特定的电流流过所述电阻元件，并且根据所述电阻元件两端的电压值计算所述半导体芯片的温度。
<<C.警报系统>>
[C-1]一种警报系统，其包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度；以及
警报单元，
其中，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度，
所述警报单元在检测到由所述温度补偿单元补偿的温度超过预定的参考温度时发出警报。
[C-2]根据[C-1]的警报系统，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
[C-3]根据[C-2]的警报系统，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
[C-4]根据[C-3]的警报系统，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
[C-5]根据[C-4]的警报系统，其中，
所述温度测量单元向所述电阻元件施加特定的电压，并且根据流过所述电阻元件的电流值计算所述半导体芯片的温度。
[C-6]根据[C-4]的警报系统，其中，
所述温度测量单元使特定的电流流过所述电阻元件，并且根据所述电阻元件两端的电压值计算所述半导体芯片的温度。
附图标记列表
1CMOS图像传感器
10半导体芯片(半导体基板)
11像素阵列部
12行选择单元
13列处理单元
14逻辑电路单元
15时序控制单元
16温度传感器
20像素
21光电二极管
22传输晶体管
23复位晶体管
24放大晶体管
25选择晶体管
31电阻元件
32_1至32_6焊盘电极
33(33_1、33_2)探测针
50模数转换器
60温度测量单元
70警报单元

Claims (20)

1.一种半导体装置，其包括：
半导体芯片；
多个焊盘电极，其形成在所述半导体芯片中；以及
阻抗元件，其电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间，
其中，所述半导体装置被构造为能够通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述半导体芯片装配有温度传感器，所述温度传感器测量设备内部的温度。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极的尺寸大于另外的焊盘电极的尺寸。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极的尺寸小于另外的焊盘电极的尺寸。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极被设置成夹持另外的焊盘电极。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极分别包括彼此相邻且相互电连接的多个焊盘电极。
9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
与所述阻抗元件连接的所述焊盘电极的数量三个以上，并且
将所述三个以上的焊盘电极与所述阻抗元件电连接的布线是具有相同的导体长度、导体材料、线径和电阻的布线。
10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述半导体装置是具有堆叠结构半导体芯片的摄像装置，在所述堆叠结构半导体芯片中，第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠并相互电连接，
在所述第一半导体芯片上形成有像素阵列部，在所述像素阵列部中布置有像素，
在所述第二半导体芯片上形成有所述像素阵列部的外围电路部，
所述阻抗元件设置在所述第一半导体芯片中，并且
与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极设置在所述第二半导体芯片中。
11.一种温度补偿系统，其包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；以及
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度，
其中，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，并且
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度。
12.根据权利要求11所述的温度补偿系统，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
13.根据权利要求12所述的温度补偿系统，其中，
所述阻抗元件是电阻元件。
14.根据权利要求13所述的温度补偿系统，其中，
所述温度测量单元向所述电阻元件施加特定的电压，并且根据流过所述电阻元件的电流值计算所述半导体芯片的温度。
15.根据权利要求13所述的温度补偿系统，其中，
所述温度测量单元使特定的电流流过所述电阻元件，并且根据所述电阻元件两端的电压值计算所述半导体芯片的温度。
16.一种警报系统，其包括：
半导体装置，其具有装配有温度传感器的半导体芯片；
温度测量单元，其测量所述半导体芯片的温度；
温度补偿单元，其补偿由所述温度传感器感测的温度；以及
警报单元，
其中，
所述半导体装置具有形成在所述半导体芯片中的多个焊盘电极和电连接在所述多个焊盘电极之中的至少两个焊盘电极之间的阻抗元件，
所述温度测量单元通过从所述半导体芯片的外部在与所述阻抗元件连接的所述至少两个焊盘电极之间施加特定的电气信号来测量所述半导体芯片的温度，
所述温度补偿单元基于由所述温度测量单元测量的所述半导体芯片的温度来补偿由所述温度传感器感测的温度，
所述警报单元在检测到由所述温度补偿单元补偿的温度超过预定的参考温度时发出警报。
17.根据权利要求16所述的温度补偿系统，其中，
所述阻抗元件是温度相关元件。
18.根据权利要求17所述的温度补偿系统，其中，所述阻抗元件是电阻元件。
19.根据权利要求18所述的温度补偿系统，其中，所述温度测量单元向所述电阻元件施加特定的电压，并且根据流过所述电阻元件的电流值计算所述半导体芯片的温度。
20.根据权利要求18所述的温度补偿系统，其中，所述温度测量单元使特定的电流流过所述电阻元件，并且根据所述电阻元件两端的电压值计算所述半导体芯片的温度。
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