-
STAND DER TECHNIK
-
Bei der Herstellung von Halbleiterkomponenten und -elementen reifen und verändern sich die Prozesse. Veränderungen in einem Prozess einer Komponente, wie z. B. ein Transistor, haben Auswirkungen auf die Prozesse anderer Komponenten, wie z. B. Widerstände. Üblicherweise ist dies der Fall, wenn die Komponenten gemeinsame Materialien, Kontaktpunkte usw. verwenden. Zum Beispiel kann der gleiche Prozessschritt bei der Herstellung eines Transistors und eines Widerstandes verwendet werden.
-
Zum Beispiel können Leistungsänderungen an einem Transistor eine Veränderung im Prozess nach sich ziehen. Daher folgen auch Prozessänderungen bezüglich eines betroffenen Widerstandes. Der betroffene Widerstand muss daher möglicherweise in der Lage sein, mit jeglicher Veränderung umzugehen, die der neue Prozess nach sich zieht, wie z. B. ein unterschiedlicher Trench-Widerstand. Ferner können, wenn der Prozess reift, unterschiedliche Materialien verwendet werden, wodurch die Widerstandswerte des Widerstandes beeinflusst werden.
-
Beim Design einer Schaltungsarchitektur ist ein bestimmter Widerstandswert erforderlich. Daher müssen jegliche zukünftigen Prozessänderungen bestimmte Widerstandswerte berücksichtigen. Um Prozessänderungen Rechnung zu tragen, ist ein typischer Ansatz die Bereitstellung einer großen Widerstandsschwankung im Schaltungsdesign, jedoch kann dies zu Kompromissen im Architekturdesign führen. Zu weiteren Ansätzen zählen ein neues Schaltungsdesign, die Überarbeitung von Chips, die Neuabstimmung des Produktes in der Entwicklungsphase und/oder die Verwendung von Präzisionswiderständen. Derartige Lösungen sind nachweislich zeitaufwändig und teuer.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die detaillierte Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. In den Figuren identifiziert/en die am weitesten links stehende/n Zahl/en eines Bezugszeichens die Figur, in welcher das Bezugszeichen zuerst erscheint. Die gleichen Zahlen werden in allen Zeichnungen verwendet, um auf ähnliche Merkmale und Komponenten zu verweisen.
-
1 ist ein Diagramm, welches eine Beispielvorrichtung veranschaulicht, die einen abstimmbaren Widerstand implementiert.
-
2 ist ein Diagramm, welches einen beispielhaften prozessabstimmbaren Widerstand mit auswählbaren Werten unter Verwendung gleitender abstimmbarer Anschlussbeinchen und Windungen zum Einstellen des Widerstandes veranschaulicht.
-
3 ist ein Diagramm, welches einen beispielhaften prozessabstimmbaren Widerstand mit parallelen Elementen/Anschlussbeinchen, die hinzugefügt oder entfernt werden können, zum Einstellen des Widerstandes veranschaulicht.
-
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispielverfahren zur Prozessabstimmung eines Widerstandes veranschaulicht.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Überblick
-
Hierin beschrieben sind Prozesse zum Abstimmen eines Widerstandes im Herstellungsprozess zum Angleichen an vordefinierte Werte. Der Widerstand sieht feste Verbindungspunkte vor, welche das Schaltungsdesign nicht beeinträchtigen. Bei bestimmten Implementierungen werden Zeichnungsmaskenschichten modifiziert, um den Widerstand anzupassen, ohne eine Auswirkung auf die Positionierung oder den Anschluss des Widerstandes im Schaltungsdesign zu haben. Der Widerstand kann aus einer Sammlung von Elementen aufgebaut sein, um unterschiedliche Widerstandswerte bereitzustellen. Bei einer Implementierung wird/werden ein „Windungs”-Abschnitt oder -Abschnitte des Widerstandes angepasst oder verschoben, um den Widerstandswert des Widerstandes abzustimmen. Bei einer weiteren Implementierung können Parallelelemente oder Unterbeinchen hinzugefügt oder entfernt werden, um einen bestimmten Widerstandswert zu erreichen.
-
In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Jedoch wird vom Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu beeinträchtigen.
-
Beispielhalbleiterelement
-
1 veranschaulicht ein Beispielhalbleiterelement 100, welches einen prozessabstimmbaren Widerstand 102 beinhaltet. Der prozessabstimmbare Widerstand 102 wird zusammen mit einer oder mehreren anderen Komponenten hergestellt, wie z. B. Komponente A 104 und Komponente B 106. Es soll verstanden werden, dass das Halbleiterelement 100, zusammen mit dem prozessabstimmbaren Widerstand 102, und die Komponente A 104 und die Komponente B 106 unter Verwendung verschiedener bekannter Halbleiterprozesse hergestellt werden können, wie z. B. Maskenschichtung, Ablagerung usw. Es soll auch verstanden werden, dass verschiedene Materialen bei der Herstellung des Halbleiterelementes 100, des prozessbestimmbaren Widerstandes 102, der Komponente A 104 und der Komponente B 106 verwendet werden können.
-
Das Halbleiterelement 100, zusammen mit dem prozessbestimmbaren Widerstand 102, und die Komponente A 104 und die Komponente B 106 können Teil eines/r größeren Schaltungsdesigns oder -architektur sein. Bei bestimmten Implementierungen weist der prozessbestimmbare Widerstand 102 einen festen Schaltungsdesignwiderstand auf, der sich ungeachtet des Herstellungsprozesses des Halbleiterelementes 100 nicht verändert. Mit anderen Worten, wenn ein Herstellungsprozess reift oder sich verändert, bleibt der Widerstandswert des prozessbestimmbaren Widerstandes 102 der gleiche.
-
Der prozessbestimmbare Widerstand 102 stellt einen oder mehrere feste Eingangsverbindungspunkte 108 (z. B. Verbindungspunkt 108-1, 108-2 und 108-3) und einen oder mehrere feste Ausgangsverbindungspunkte 110 (z. B. Verbindungspunkt 110-1, 110-2 und 110-3) bereit. Insbesondere werden die Eingangsverbindungspunkte 108 und die Ausgangsverbindungspunkte 110 für Eingangsstrom bzw. Ausgangsstrom für den prozessabstimmbaren Widerstand 102 verwendet. In dem Beispiel von 2 kann der Eingangsstrom durch die Komponente A 104 bereitgestellt werden, und der Ausgangsstrom wird an die Komponente B 106 bereitgestellt.
-
Beispielhafter prozessabstimmbarer Widerstand
-
Bezugnehmend auf 2 ist ein beispielhafter prozessabstimmbarer Widerstand 102 gezeigt. Wie oben diskutiert, wird der prozessabstimmbare Widerstand 102 bei der Herstellung eines Halbleiterelementes, wie z. B. das Halbleiterelement 100, mit einer oder mehreren Komponenten hergestellt oder verarbeitet.
-
Ein Eingangsstrom 200 kann durch einen oder mehrere feste Eingangsverbindungspunkte 108 (z. B. die Verbindungspunkte 108-1, 108-2 und 108-3) von einer oder mehreren Komponenten empfangen werden. Ferner kann ein Ausgangsstrom 202 durch einen oder mehrere feste Ausgangsverbindungspunkte 110 (z. B. die Verbindungspunkte 110-1, 110-2 und 110-3) bereitgestellt werden.
-
Ein Chipbereich 204 ist für den prozessabstimmbaren Widerstand 102 bereitgestellt. Der Chipbereich 204 kann feststehend sein. Mit anderen Worten, wenn sich der Herstellungsprozess für den prozessabstimmbaren Widerstand 102 verändert (reift), bleibt der Chipbereich 204 der gleiche. Der Chipbereich 204 und der prozessabstimmbare Widerstand können aus verschiedenen bekannten Materialien bestehen.
-
In diesem Beispiel beinhaltet der prozessabstimmbare Widerstand 102 drei Anschlussbeinchen 206-1, 206-2 und 206-3. Die Abschlussbeinchen 206 können, wenn sich der Herstellungsprozess verändert (reift), eine feste Länge beibehalten. Das Anschlussbeinchen 206-1 ist mit den festen Eingangsanschlusspunkten 108 verbunden, und das Anschlussbeinchen 206-3 ist mit den festen Ausgangsanschlusspunkten 110 verbunden.
-
Das Anschlussbeinchen 206-1 ist durch die Windungen 208 mit dem Anschlussbeinchen 206-2 verbunden. In diesem Beispiel sind drei Windungen 208-1, 208-2 und 208-3 vorgesehen, jedoch wird verstanden werden, dass auch eine unterschiedliche Zahl von Windungen vorgesehen sein kann. Ferner wird verstanden, dass unterschiedliche andere Konfigurationen anstelle von Windungen implementiert sein können. Ebenso ist das Anschlussbeinchen 206-3 durch die Windungen 210 mit dem Anschlussbeinchen 206-2 verbunden. In diesem Beispiel sind drei Windungen 210-1, 210-2 und 210-3 vorgesehen, jedoch wird erwartet, dass eine unterschiedliche Zahl von Windungen bereitgestellt sein kann. Daher wird der tatsächliche Widerstand durch die Verbindungen 108 und 110, die Anschlussbeinchen 206 und die Windungen 208 und 210 bereitgestellt.
-
Die Windungen 208 können als eine Sammelgruppe 212 gruppiert sein, und die Windungen 210 können als eine Sammelgruppe 216 gruppiert sein. Die Gruppen 212 und 216, und die Windungen 208 und 210 können anfänglich an einer bestimmten Position entlang der Anschlussbeinchen 206 und auf dem Chipbereich 204 positioniert sein. Die anfängliche Positionierung kann verwendet werden, um einer antizipierten Widerstandsneuausrichtung Rechnung zu tragen. Wenn zum Beispiel das Chipbereichsmaterial einen bestimmten Widerstandswert aufweist, kann die anfängliche Positionierung der Gruppen 212 und 216 in Richtung des Endes der Anschlussbeinchen 206 oder des Endes des Chipbereiches 204 erfolgen. In der Tat ist das Gleiten der Gruppen 212 und 216 analog zum Gleiten einer „Posaune”, wo die „Abstimmung” auf einen bestimmten Widerstandswert gerichtet ist.
-
In zukünftigen Prozessen können die Gruppen 212 und 216 in Richtung der Mitte (d. h. die Verbindungen 108 und 110) eingefahren werden, um den Widerstand zu verringern. In anderen Fällen, wenn der Prozess reift oder sich verändert, kann sich der Materialwiderstand des Chipbereiches 204 ändern. Mit anderen Worten, das in nachfolgenden Prozessen für den Chipbereich 204 verwendete Material kann einen höheren Widerstand aufweisen. Daher können die Gruppen 212 und 216, um den gleichen Widerstandswert des Widerstandes 102 gemäß dem bereits bestehenden Architekturdesign beizubehalten, eingefahren werden, wodurch der gleiche Widerstandswert eines vorhergehenden Prozesses beibehalten wird. Ferner bleiben, zur Unterstützung des bereits bestehenden Architekturdesigns, wie diskutiert, die Verbindungen 108 und 110 an der gleichen Position, was den neuen Prozess transparent für das Architekturdesign macht.
-
Bei einer besonderen Implementierung werden die Anschlussbeinchen 206-1 und 206-3 mit gleichen Längen ausgeglichen und gelten als symmetrisch. Diese symmetrische Beinchenanordnung kann zusätzliche Schwankungen in Prozessen kompensieren. Bei anderen Implementierungen kann eine asymmetrische Beinchenanordnung verwendet werden. Wie oben diskutiert, kann Maskenschichtung verwendet werden, um den prozessabstimmbaren Widerstand 102 und seine Komponenten zu verarbeiten/herzustellen. Bei einem bestimmten Prozess kann eine Neuaufbringung einer Maske für die Gruppen 212 und 216 (d. h. die Windungen 208 und 210) erfolgen.
-
Prozessabstimmbarer Widerstand, alternative Implementierung
-
Bezugnehmend auf 3 ist ein alternativer beispielhafter prozessabstimmbarer Widerstand 102 gezeigt. Wie oben diskutiert, wird der prozessbestimmbare Widerstand 102 bei der Herstellung eines Halbleiterelementes, wie z. B. das Halbleiterelement 100, mit einer oder mehreren Komponenten hergestellt oder verarbeitet.
-
Ein Eingangsstrom 300 kann durch einen oder mehrere feste Eingangsverbindungspunkte 108 (z. B. die Verbindungspunkte 108-1, 108-2 und 108-3) von einer oder mehreren Komponenten empfangen werden. Ferner kann ein Ausgangsstrom 302 durch einen oder mehrere feste Ausgangsverbindungspunkte 110 (z. B. die Verbindungspunkte 110-1, 110-2 und 110-3) bereitgestellt werden.
-
Ein Chipbereich 304 ist für den prozessabstimmbaren Widerstand 102 bereitgestellt. Der Chipbereich 304 kann feststehend sein. Mit anderen Worten, wenn sich der Herstellungsprozess für den prozessabstimmbaren Widerstand 102 verändert (reift), kann der Chipbereich 304 der gleiche bleiben. Der Chipbereich 304 und der prozessbestimmbare Widerstand können aus verschiedenen bekannten Materialien bestehen.
-
In diesem Beispiel beinhaltet der prozessbestimmbare Widerstand 102 drei Anschlussbeinchen 306-1, 306-2 und 306-3. Die Anschlussbeinchen 306 können eine feste Länge beibehalten, wenn sich der Herstellungsprozess verändert (reift). Das Anschlussbeinchen 306-1 ist mit den festen Eingangsverbindungspunkten 108 verbunden, und das Anschlussbeinchen 306-3 ist mit den festen Ausgangsverbindungspunkten 110 verbunden.
-
Das Anschlussbeinchen 306-1 ist durch mehrere parallele Unterbeinchen 308-1 bis 308-N mit dem Anschlussbeinchen 306-2 verbunden. Ebenso ist das Anschlussbeinchen 306-3 durch mehrere parallele Unterbeinchen 310-1 bis 310-N mit dem Anschlussbeinchen 306-2 verbunden. Bei dieser Implementierung wird der Widerstand des prozessabstimmbaren Widerstandes 102 durch die Zahl der enthaltenen Unterbeinchen 308 und 310 bestimmt. Bei einem Herstellungsprozess des prozessabgestimmten Widerstandes 102 ist eine bestimmte Zahl von Unterbeinchen 308 und 310 enthalten. Die größere Zahl der Unterbeinchen 308 und 310 führt zu einem höheren Widerstandswert des prozessabstimmbaren Widerstandes 102. Je kleiner die Zahl der Unterbeinchen 308 und 310 ist, desto niedriger ist der Widerstandswert des prozessabstimmbaren Widerstandes 102. Es wird verstanden, dass unterschiedliche andere Konfigurationen/Elemente als Unterbeinchen implementiert werden können. Daher wird der tatsächliche Widerstand durch die Verbindungen 108 und 110, die Anschlussbeinchen 306 und die Unterbeinchen 308 und 310 bereitgestellt.
-
Bei einer besonderen Ausführungsform werden die Anschlussbeinchen 306-1 und 306-3 mit gleichen Längen ausgeglichen und gelten als symmetrisch. Diese symmetrische Beinchenanordnung kann zusätzliche Schwankungen in Prozessen kompensieren. Bei anderen Implementierungen kann eine asymmetrische Beinchenanordnung verwendet werden. Wie oben diskutiert, kann Maskenschichtung verwendet werden, um den prozessabstimmbaren Widerstand 102 und seine Komponenten zu verarbeiten/herzustellen. Bei einem bestimmten Prozess kann eine Neuaufbringung einer Maske für die Unterbeinchen 308 und 310 erfolgen.
-
Beispielprozess
-
4 zeigt einen Beispielprozess 400 zum Abstimmen eines Widerstandes bei der Herstellung/Verarbeitung. Die Reihenfolge, in welcher das Verfahren beschrieben ist, soll nicht als eine Einschränkung angesehen werden, und es kann jede Zahl der beschriebenen Verfahrensblöcke in jeder Reihenfolge kombiniert werden, um das Verfahren oder ein alternatives Verfahren zu implementieren. Außerdem können einzelne Blöcke aus dem Verfahren gelöscht werden, ohne sich vom Geist und Umfang des hierin beschriebenen Gegenstandes zu entfernen. Ferner kann das Verfahren in jeder geeigneten Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination davon implementiert sein, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen.
-
Bei Block 402 erfolgt das Bestimmen des Widerstandswertes. Insbesondere wird der Widerstandswert auf der Grundlage eines Schaltungsarchitekturdesigns bestimmt. Es erfolgen Überlegungen hinsichtlich des Widerstandes des Materials oder der Materialien, das/die bei der Herstellung oder Verarbeitung des Widerstandes und anderer Komponenten der Schaltung verwendet wird/werden.
-
Bei Block 404 erfolgt das Bereitstellen fester Eingangs- und Ausgangskontaktpunkte für den Widerstand. Die festen Eingangs- und Ausgangskontaktpunkte werden auf der Grundlage des Architekturdesigns bestimmt, unter Berücksichtigung anderer Komponenten, wie z. B. Transistoren, die im Herstellungsprozess mit dem Widerstand verbunden werden.
-
Bei Block 406 erfolgt das Anpassen der Elemente des Widerstandes. Insbesondere können Elemente des Widerstandes verlängert oder verkürzt werden. Wie oben diskutiert, können Elemente, wie z. B. Windungen, welche Widerstand bereitstellen, entlang symmetrischer oder asymmetrischer Anschlussbeinchen, die den Widerstand definieren, verschoben oder strategisch positioniert werden. Bei anderen Implementierungen können Elemente, wie z. B. Unterbeinchen, in Abhängigkeit vom gewünschte Widerstand hinzugefügt oder entfernt werden.
-
Bei Block 408 erfolgt die Herstellung zum Erzeugen des Widerstandes zusammen mit sämtlichen anderen Komponenten der Schaltung. Die Herstellung kann durch Verwendung von Maskenschichten und Ablagerung und/oder einen andere/n Halbleiterprozess/e erfolgen.
-
Bei Block 410 reift oder verändert sich der Herstellungsprozess, wodurch die Schaltung und der Widerstand beeinflusst werden. Daher kann eine Bestimmung oder Berücksichtigung für derartige Veränderungen auf der Grundlage der Prozessreifung erfolgen. Auf der Grundlage der Veränderungen wird Block 406 durchgeführt.
-
Realisierungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurden im Kontext bestimmter Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sollen veranschaulichend und nichteinschränkend sein. Viele Variationen, Modifikationen, Hinzufügungen und Verbesserungen sind möglich. Dementsprechend können Pluralformen von Komponenten bereitgestellt werden, die hierin als eine Singularform beschrieben sind. Die Grenzen zwischen verschiedenen Komponenten, Operationen und Datenspeichern sind recht willkürlich, und bestimmte Operationen sind im Kontext spezifischer veranschaulichender Konfigurationen veranschaulicht. Andere Funktionalitätszuordnungen sind vorstellbar und können in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen. Schließlich können Strukturen und Funktionalität, die in den verschiedenen Konfigurationen als einzelne Komponenten dargestellt sind, als eine kombinierte Struktur oder Komponente implementiert sein. Diese und andere Variationen, Modifikationen, Hinzufügungen und Verbesserungen können in den Umfang der Erfindung fallen, wie in den folgenden Ansprüchen definiert.
