DE112012002504T5 - Offset reduzierende Widerstandsschaltung - Google Patents

Offset reduzierende Widerstandsschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE112012002504T5
DE112012002504T5 DE112012002504.0T DE112012002504T DE112012002504T5 DE 112012002504 T5 DE112012002504 T5 DE 112012002504T5 DE 112012002504 T DE112012002504 T DE 112012002504T DE 112012002504 T5 DE112012002504 T5 DE 112012002504T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
segments
resistor
circuit according
type
resistance circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE112012002504.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Yijing LIN
Damien McCartney
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analog Devices Inc
Original Assignee
Analog Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analog Devices Inc filed Critical Analog Devices Inc
Publication of DE112012002504T5 publication Critical patent/DE112012002504T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/20Resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5228Resistive arrangements or effects of, or between, wiring layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/0802Resistors only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

Die Widerstandssegmente können in einer räumlichen Region einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Übergänge, die zwischen den Widerstandssegmenten und den Leitern gebildet werden, können derart positioniert sein, dass jeder Übergang ein gepaartes Gegenstück desselben Typs aufweist, der beabstandet ist, um jeweilige Schwerpunkte desselben Übergangstyps zu bilden (d. h. geometrische Mittelpunkte). Die Schwerpunkte unterschiedlichen Typs können im Wesentlichen miteinander zusammenfallen, was bedeutet, dass die Schwerpunkte einander im Wesentlichen überlagern. Auf diese Weise können Übergangsspannungen (oder Offset-Spannungen), die an einem Paar von Übergängen erzeugt werden, die Übergangsspannungen aufheben, die von einem anderen Paar von Übergängen in der Widerstandsschaltung erzeugt werden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG:
  • Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/498,244, eingereicht am 17. Juni 2011.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Reduzieren von Spannungs-Offsets, die in integrierten Schaltungen auftreten können, und insbesondere solchen Spannungs-Offsets, die in Halbleiterwiderständen innerhalb solcher integrierten Schaltungen auftreten können.
  • In Halbleiterwiderständen ist ein Spannungs-Offset eine Spannung, die an einem Übergang zwischen einem Metall und einem Halbleitermaterial erzeugt wird. Spannungs-Offsets bewirken, dass sich integrierte Schaltungen in nicht idealer Weise verhalten. Obwohl Elektroingenieure normalerweise einen Widerstand gemäß der Gleichung V = I·R modellieren, wobei V eine Steuerspannung am Widerstand, I einen Strom, der durch den Widerstand fließt, und R den Widerstand des Materials darstellt, das den Widerstand bildet, kann sich der Widerstand in der Praxis wie V = I·R + ΣVOFFi verhalten, wobei VOFFi die Spannungen darstellt, die von verschiedenen Metall-Halbleiter-Übergängen innerhalb des Widerstands induziert werden. In Anwendungen, die einen Betrieb mit hoher Präzision erfordern, können die Spannungs-Offsets einen Präzisionsverlust verursachen.
  • Spannungs-Offsets entstehen auch in anderen Schaltsystemen, etwa in Verstärkern. In solchen Systemen werden verschiedene Verfahren benutzt, um Spannungs-Offsets zu reduzieren, etwa Zerhacker-Stabilisatoren und Auto-Zero-Schaltungen, doch sind diese Verfahren nicht dazu in der Lage, alle Offset-Phänomene zu bekämpfen. So reduzieren beispielsweise Zerhacker-Stabilisatoren in Verstärkern erzeugte Offset-Spannungen, indem sie die Offset-Spannungen modulieren und in Tiefpassfiltern unterdrücken. Obwohl Zerhacker-Stabilisatoren in Verstärkern erzeugte Offset-Spannungen wirksam reduzieren, sind sie nicht dazu in der Lage, Offset-Spannungen zu reduzieren, die von anderen Schaltkreiskomponenten erzeugt werden. Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf das Reduzieren von Offset-Spannungen, die von einer Widerstandsstruktur erzeugt werden, die einen Widerstandskörper aus einem Halbleitermaterial und Anschlüsse aus leitfähigem Material aufweist.
  • 1 ist ein Querschnitt eines typischen Polysiliziumwiderstands 100, der unerwünschte Offset-Spannungen erzeugt. Metallleiterbahnen 110 (z. B. Aluminium oder Kupfer) sind an Kontaktmaterialen 120 (z. B. TiSi2) angebracht. Die Kontaktmaterialen 120 sind an einer Polysiliziumschicht 130 angebracht. Dem Seebeck-Effekt gemäß wird ein Spannungspotenzial erzeugt, wenn zwei verschiedene leitfähige Materialien an einem Übergang in Kontakt treten. Dieses Potenzial ist eine Funktion der Kontaktmaterialien und proportional zur Temperatur (bei kleinen Temperaturbereichen ist die Funktion annähernd linear). Der Übergang zwischen den leitfähigen Materialien wird als Thermoelement bezeichnet. Für den Polysiliziumwiderstand 100 aus 1 gibt es zwei solche Thermoelemente 140 an jedem Übergang des Polysiliziumwiderstands 100. Die Thermoelemente 140 liegen (a) zwischen den Metallleiterbahnen 110 und den Kontaktmaterialien 120 und (b) zwischen den Kontaktmaterialien 120 und der Polysiliziumschicht 130.
  • Wenn eine Temperaturdifferenz zwischen den Metallleiterbahnen 110 des Polysiliziumwiderstands 100 vorliegt, ist ein Spannungspotenzial (oder eine Offset-Spannung) zu beobachten. Mit anderen Worten, der Widerstand wird in diesem Zustand ein „Thermoelement”. Der typische Wert des Spannungspotenzials, das an einem Metall-Silizium-Übergang erzeugt wird, beträgt etwa 400 μV/°C. Unter solchen Umständen erzeugt eine Temperaturdifferenz von nur 0,01°C am Polysiliziumwiderstand 100 einige μV Potenzialdifferenz zwischen den Metallleiterbahnen 110. Moderne Schaltungsanwendungen verlangen häufig, dass der Offset auf 0,01 μV reduziert wird. Die Situation ist ernster, wenn Schaltungen beträchtliche Leistung abteilen, da damit eine größere Temperaturdifferenz an den Widerständen einhergeht. Daher besteht Bedarf an einem Offset-Reduzierungsverfahren, das Temperaturvariationen an Widerstanden berücksichtigt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Polysiliziumwiderstandstruktur, die unerwünschte Offset-Spannungen erzeugt.
  • 2 zeigt eine Widerstandstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Schaltmodell des Widerstands aus 2.
  • 4 zeigt eine Widerstandstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Schaltungsmodell des Widerstands aus 4.
  • 6 zeigt eine Widerstandsstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine integrierte Schaltungsstruktur für einen Widerstand bereit, die Offset-Spannungen minimiert, die an Materialübergängen in typischen Halbleiterwiderstandsschaltungen auftreten. Die Erfindung kann wenigstens zwei Widerstandssegmente einschließen, die über Metallleiter zusammengeschaltet sein können. Die Widerstandssegmente können in einer räumlichen Region einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Übergänge, die zwischen den Widerstandssegmenten und den Leitern gebildet werden, können derart positioniert sein, dass jeder Übergang ein gepaartes Gegenstück desselben Typs (d. h. Stromflussrichtungstyps) aufweist, der beabstandet ist, um jeweilige Schwerpunkte desselben Übergangstyps zu bilden (d. h. geometrische Mittelpunkte). Die Schwerpunkte mit unterschiedlichen Übergangstypen können im Wesentlichen zusammenfallend sein, was bedeutet, dass die Schwerpunkte einander im Wesentlichen überlagern. Auf diese Weise können Übergangsspannungen (oder Offset-Spannungen), die an einem Paar von Übergängen erzeugt werden, die Übergangsspannungen aufheben, die von einem anderen Paar von Übergängen in der Widerstandsschaltung erzeugt werden.
  • Da die Schwerpunkte gepaarter Übergänge zudem im Wesentlichen zusammenfallend sind, ist es wahrscheinlich, dass die Übergangsspannungen in gleicher, aber entgegengesetzter Weise mit der Temperatur variieren. Die Aufhebungswirkung sollte also bestehen bleiben, auch wenn die Temperatur variiert.
  • Die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung können auf eine beliebige Widerstandstruktur angewandt werden, die einen Widerstandskörper aus Halbleitermaterial aufweist. Beispielsweise können die Widerstandssegmente der vorliegenden Erfindung Polysiliziumwiderstände, Diffusionswiderstände des N-Typs oder des P-Typs oder Muldenwiderstände des N-Typs oder des P-Typs sein. Die Widerstandssegmente der Ausführungsformen sind an Metallleiter gekoppelt. Anstelle von Metall können jedoch auch andere leitfähige Materialien benutzt werden. Darüber hinaus können die Widerstandssegmente als Verbindungsflächen benutzt werden, beispielsweise als Anschlussflächen.
  • 2 zeigt ein Layout eines Widerstands 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Widerstand 200 kann zwei Widerstandssegmente 210, 220 und drei Leiter 230, 240, 250 einschließen. Die ersten zwei Leiter 230, 240 (dargestellt als „Leiterbahnen”) können an Übergängen an jeweilige Widerstandssegmente 210, 220 gekoppelt sein. Die Leiterbahnen 230, 240 können Eingangs-/Ausgangsanschlüsse für den Widerstand 200 bereitstellen. Jeder Übergang zwischen den Leiterbahnen 230, 240 und den Widerstandssegmenten 210, 220 bildet einen Übergang (d. h. ein Thermoelement), das allgemein als TCA für Leiterbahn 230 und als TCD für Leiterbahn 240 dargestellt ist. Der dritte Leiter 250 kann die zweiten Enden der Widerstandssegmente 210, 220 miteinander verbinden. Jeder Übergang zwischen dem dritten Leiter 250 und den Widerstandssegmenten 210, 220 bildet einen Übergang für den Leiter 250, der allgemein als TCB bzw. TCC dargestellt ist. Jeder Übergang erzeugt eine Spannung, wie in 3 weiter erörtert.
  • Die Widerstandssegmente 210, 220 können in einer räumlichen Region einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Wie in 2 gezeigt, kann jeder Übergang, der zwischen den Widerstandssegmenten 210, 220 und dem Leiter 230, 240, 250 gebildet ist, an einer Position um einen Schwerpunkt des Widerstands 200 (dargestellt als CRT) angeordnet sein. Der Schwerpunkt kann als geometrischer Mittelpunkt des Widerstands 200 vorgesehen sein. In einer Ausführungsform kann der Schwerpunkt als der Mittelwert der x-y-Koordinaten der Übergänge TCA, TCB, TCC und TCD definiert sein. Darüber hinaus kann jeder Übergang eine Vielzahl von Kontakten aufweisen, beispielsweise parallele rechteckige Kontakte, und daher kann jeder Übergang auch eine Mittelposition aufweisen. So kann der Schwerpunkt in Bezug auf die Mittelposition jedes Übergangs vorgesehen sein.
  • Jeder Übergang kann mit einem Gegenstück ähnlichen Typs (d. h. N-Typ oder P-Typ) gepaart sein, wo das Paar einen Schwerpunkt dieses Übergangstyps bildet. Der Übergangstyp kann auf Grundlage der Stromflussrichtung durch die Widerstandssegmente klassifiziert sein. Beispielsweise kann ein Übergang mit Stromfluss von einem Metallabschnitt zum Widerstand als ein erster Übergangstyp klassifiziert sein, und ein anderer Übergang mit Stromfluss vom Widerstand zum Metallabschnitt kann als zweiter Übergangstyp klassifiziert sein. Ferner können jeder Übergang und sein Paargegenstück mit einem gemeinsamen Abstand vom Widerstandsschwerpunkt beabstandet sein. Beispielsweise sind die Übergänge TCA und TCC in Bezug auf den Widerstandsschwerpunkt symmetrisch angeordnet und können als der erste Übergangstyp JMR (Übergang mit Stromfluss Metall-zu-Widerstand) klassifiziert sein. Ebenso sind die Übergänge TCB und TCD in Bezug auf den Widerstandsschwerpunkt symmetrisch angeordnet und können als der zweite Übergangstyp JRM (Übergang mit Stromfluss Widerstand-zu-Metall) klassifiziert sein. Die gepaarten Übergänge können zueinander entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Darum ist es wahrscheinlich, dass die Übergangsspannungen im Zusammenhang mit den gepaarten Übergänge TCA und TCC Übergangsspannungen im Zusammenhang mit den gepaarten Übergängen TCB und TCD im Widerstand 200 aufheben.
  • Ferner kann der Widerstand 200 als ein Widerstand benutzt werden, der eine Verbindung zu einer Anschlussfläche bildet. Beispielsweise können die Leiter 230, 240, 250 eine leitfähige Anschlussfläche gekoppelt sein.
  • 3 ist ein elektrisches Modell der Ausführungsform des Widerstands 300 aus 2. Das Modell schließt zwei Widerstandssegmente 310, 320 und drei Leiter 330, 340, 350 ein. Die Übergänge TCA, TCB, TCC und TCD in 3 sind als Spannungen Va, Vb, Vc und Vd modelliert. Die Spannungen Va–Vd stellen die Summe des thermoelektrischen Potenzials an jedem jeweiligen Thermoelement dar. Diese Spannungen können auf Grundlage der Temperatur variieren.
  • Die Summe des thermoelektrischen Potenzials (oder der Offset-Spannung) Vtot, die zwischen den Leiterbahnen 330 und 340 entwickelt wird, ist: Vtot = Va – Vb + Vc – Vd Gl. (1.)
  • Daher kann das thermoelektrische Potenzial (oder die Offset-Spannung) der Widerstandsschaltung 300 aufgehoben werden, solange: Va + Vc = Vb + Vd Gl. (2.)
  • In der vorliegenden Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, sind die Übergangspaare TCA, TCC und TCB, TCD symmetrisch um einen Schwerpunkt des Widerstands 300 angeordnet. Unter der Annahme, dass Wärmegradienten an den einzelnen Widerstandssegmenten 310, 320 linear sind, erfüllt die Temperatur an jedem der Übergänge die folgende Gleichung: TEMPTCa + TEMPTCc = TEMPTCb + TEMPTCd Gl. (3.)
  • Wobei TEMPTCa die Temperatur an TCA ist, TEMPTCb die Temperatur an TCB ist, TEMPTCc die Temperatur an TCC ist und TEMPTCd die Temperatur an TCD ist.
  • Da das thermoelektrische Potenzial eine lineare Funktion der Temperatur ist, sollte die Summe des thermoelektrischen Potenzials (oder die Offset-Spannung) Vtot wie folgt sein: Va – Vb + Vc – Vd = K·(TEMPTCa + TEMPTCc – TEMPTCb – TEMPTCd) Gl. (4.)
  • Wobei K eine Konstante im Zusammenhang mit den leitfähigen Materialien ist, die den Übergang bilden. Die Summe des thermoelektrischen Potenzials (oder die Offset-Spannung) wird wieder Null, wenn TEMPTCa + TEMPTCc = TEMPTCb + TEMPTCd.
  • 4 zeigt ein Layout einer Offset reduzierenden Widerstandsschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform kann der Widerstand 400 vier Widerstandssegmente 410, 420, 430, 440 und fünf Leiter 450, 460, 470, 480, 490 einschließen. Die ersten zwei Leiter 450, 460 (dargestellt als „Leiterbahnen”) können an Übergängen an jeweilige Widerstandssegmente 410, 440 gekoppelt sein. Die Leiterbahnen 450, 460 können Eingangs-/Ausgangsanschlüsse für den Widerstand 400 bereitstellen. Jeder Übergang zwischen den Leiterbahnen 450, 460 und den Widerstandssegmenten 410, 440 bildet einen Übergang, der allgemein als TCA für Leiterbahn 450 und als TCG für Leiterbahn 460 dargestellt ist.
  • Zwischenleiter 470, 480, 490 können die Widerstandssegmente 410, 420, 430, 440 verbinden. Die Zwischenleiter 470, 480, 490 und die Widerstandssegmente 410, 420, 430, 440 können einen Leitweg von Leiterbahn 450 zu Leiterbahn 460 bilden. Der Leiter 470 kann die Widerstandssegmente 410 und 420 verbinden, der Leiter 480 kann die Widerstandssegmente 420 und 430 verbinden, und der Leiter 490 kann die Widerstandssegmente 430 und 440 verbinden. Jeder Übergang zwischen Leitern 470, 480, 490 und Widerstandssegmenten 410, 420, 430, 440 bildet einen Übergang. Der Übergang zwischen dem Leiter 470 und dem Widerstandssegment 410 ist als TCB dargestellt, der Übergang zwischen dem Leiter 480 und dem Widerstandssegment 420 ist als TCC dargestellt usw.
  • Die Widerstandssegmente 410, 420, 430, 440 können in einer räumlichen Region einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Wie in 4 gezeigt, kann jeder Übergang, TCA–TCH, der zwischen Widerstandssegmenten 410, 420, 430, 440 und Leitern 450, 460, 470, 480, 490 gebildet ist, an einer Position um einen Schwerpunkt des Widerstands 400 angeordnet sein. Jeder Übergang kann mit einem Gegenstück ähnlichen Typs (d. h. N-Typ oder P-Typ) gepaart sein, wo das Paar einen Schwerpunkt dieses Übergangstyps bildet. Ferner können jeder Übergang und sein Paargegenstück mit einem gemeinsamen Abstand vom Widerstandsschwerpunkt beabstandet sein. Beispielsweise sind die Übergänge TCA und TCH in Bezug auf den Widerstandsschwerpunkt symmetrisch angeordnet, die Übergänge TCB und TCG sind in Bezug auf den Widerstandsschwerpunkt symmetrisch angeordnet usw. Die gepaarten Übergänge können einander entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Ähnlich wie bei der Ausführungsform aus 2 ist es daher wahrscheinlich, dass die gepaarten Übergangsspannungen in 4 in der Widerstandsschaltung 400 einander aufheben.
  • 5 ist ein elektrisches Modell der Ausführungsform der Widerstandsschaltung 500 aus 4. Das Modell zeigt vier Widerstandssegmente 510, 520, 530, 540 und fünf Leiter 550, 560, 570, 580, 590. Übergänge TCA–TCH sind als Spannungen Va–Vh modelliert. Spannungen Va–Vh stellen die Summe des thermoelektrischen Potenzials an jedem jeweiligen Thermoelement dar. Diese Spannungen können auf Grundlage der Temperatur variieren.
  • Die Summe des thermoelektrischen Potenzials (oder der Offset-Spannung) Vtot, die zwischen den Leiterbahnen 550 und 560 entwickelt wird, ist: Vtot = Va – Vb + Vc – Vd + Ve – Vf + Vg – Vh Gl. (5.)
  • Wie in der Erörterung von 2 und 3 oben beschrieben, wird erwartet, dass Wärmegradienten in der Ausführungsform aus 5 innerhalb der Widerstandssegmente, die an gemeinsamen Positionen um den Schwerpunkt angeordnet sind, ähnlich sind, was bedeutet, dass Wirkungen im Widerstandssegment 520 wahrscheinlich denen im Widerstandssegment 530 gleichen und Wirkungen im Widerstandssegment 510 wahrscheinlich denen im Widerstandssegment 540 gleichen. Weiter gefasst sind die Wärmeeffekte in jedem der Übergänge TCA–TCH mit Wahrscheinlichkeit ähnlich wie diejenigen in einem Übergangsgegenstück (z. B. sollte TCA ähnlich wie TCH sein, TCB sollte ähnlich wie TCG sein usw.). Daher heben die Spannungen an den Übergängen einander wahrscheinlich in großem Umfang auf.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der Widerstand in integrierten Schaltungssystemen benutzt werden, die aus aktiven und passiven Vorrichtungen gebildet sind, die Wärme erzeugen. In einer solchen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, gepaarte Übergänge symmetrisch um einen Wärmeschwerpunkt des Systems zu verteilen, um eine Aufhebung von Offset-Spannung zu erreichen. In diesem Fall kann der Schwerpunkt des Systems vom Schwerpunkt des Widerstands abweichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, können zwei Widerstandsschaltungen 610, 620 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen ähnlich und nah beieinander in einer integrierten Schaltung angeordnet sein. In einer solchen Ausführungsform bewirkt das Reduzieren des Spannungs-Offsets der einzelnen Widerstandsschaltung gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung, dass der Spannungs-Offset, der insgesamt zwischen den zwei Widerstandsschaltungen erzeugt wird, reduziert wird. Genauer ausgedrückt treten an Paaren von Übergängen in den einzelnen Widerstandsschaltungen 610, 620 ähnliche Wärmeeffekte auf, da beide Widerstandsschaltungen 610, 620 nah beieinander angeordnet sind. Gemäß einer solchen Ausführungsform wird die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Widerstandsschaltungen 610, 620 reduziert, weshalb der Spannungs-Offset, der zwischen den zwei Widerstandsschaltungen erzeugt wird, reduziert wird. Die Ausführungsform aus 6 kann besonders für ein Querspannungssignal gelten, wobei die zwei Widerstandsschaltungen 610, 620 die Offset-Spannung reduzieren können, die zwischen dem positiven und dem negativen Teil des Querspannungssignals auftritt.
  • Die Widerstandssegmente in den vorstehenden Ausführungsformen wurden als allgemein lineare Segmente dargestellt, doch die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung sind diesbezüglich nicht eingeschränkt. Die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung lassen beliebige andere geometrische Formen zu, solange eine gerade Anzahl an Metall-Silizium-Übergängen symmetrisch um einen gemeinsamen Schwerpunkt angeordnet und in Reihe geschaltet ist. Ein derartiges Anordnen der Metall-Silizium-Übergänge minimiert die Spannungen, die von den Metall-Silizium-Übergängen aufgrund des Seebeck-Effekts erzeugt werden.
  • Obwohl die vorstehenden Ausführungen nahelegen, dass es zu einer vollkommenen Aufhebung der Spannungen kommt, stellt dies idealisierte Fälle dar. Eine vollkommene Aufhebung ist unwahrscheinlich, wenn Widerstände in integrierten Schaltungen hergestellt werden. Wenn die Widerstände hergestellt werden, ist es unwahrscheinlich, dass sie sich genau wie in den Schaltmodellen aus 3 und 5 beschrieben verhalten. Beispielsweise ist es unwahrscheinlich, dass Wärmegradienten vollkommen linear sind, und es kann zu geringfügigen Nichtübereinstimmungen zwischen Vorrichtungen kommen. Trotzdem können die Anordnungen aus 26 die Summe der Offset-Spannungen, die von diesen Widerständen erzeugt werden, stark reduzieren.
  • Vorliegend wurden mehrere Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen dargestellt und/oder beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass Modifikationen und Abwandlungen der Erfindung von den oben stehenden Lehren innerhalb des Geltungsbereichs der beiliegenden Ansprüche abgedeckt werden, ohne vom Geist oder vorgesehenen Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (61)

  1. Widerstandsschaltung, umfassend: ein erstes und zweites Widerstandssegment, wobei jedes Segment ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, einen ersten Leiter, der an das erste Ende des ersten Segments gekoppelt ist und einen ersten Übergang bildet; einen zweite Leiter, der an das erste Ende des zweiten Segments gekoppelt ist und einen zweiten Übergang bildet; und einen dritten Leiter, der an das zweite Ende beider Widerstandssegmente gekoppelt ist und einen dritten Übergang in Bezug auf das erste Widerstandsegment und einen vierten Übergang in Bezug auf das zweite Widerstandssegment bildet; wobei Übergänge eines ersten Typs einen ersten Schwerpunkt bilden, der im Wesentlichen mit einem zweiten Schwerpunkt zusammenfällt, der von Übergängen eines zweiten Typs gebildet wird.
  2. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Übergangstyp den ersten und vierten Übergang einschließt und der zweite Übergangstyp den zweiten und dritten Übergang einschließt.
  3. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Übergangstyp Übergänge mit Stromfluss vom Metall zum Widerstand der zweite Übergangstyp Übergänge mit Stromfluss vom Widerstand zum Metall einschließt.
  4. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei jeder Übergang eine Vielzahl paralleler Kontakte einschließt.
  5. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Leiter an eine leitfähige Anschlussfläche gekoppelt ist.
  6. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente aus Halbleitermaterial hergestellt sind.
  7. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente Polysiliziumwiderstände sind.
  8. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des N-Typs sind.
  9. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des P-Typs sind.
  10. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des N-Typs sind.
  11. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des P-Typs sind.
  12. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente eine lineare Form aufweisen.
  13. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente eine bogenartige Form aufweisen.
  14. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente eine Ellbogenform aufweisen.
  15. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Leiter aus Metall hergestellt sind.
  16. Widerstandsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandssegmente in einer integrierten Schaltung angeordnet sind.
  17. Widerstandsschaltung, umfassend: ein erstes und zweites Widerstandssegment, einen ersten und zweiten Leiter, der an Übergängen an das jeweilige Widerstandssegment gekoppelt ist, und einen dritten Leiter, der an Übergängen an die anderen Enden der Widerstandssegmente gekoppelt ist, wobei entsprechende Paare von Übergängen unterschiedlichen Typs an symmetrischen Positionen angeordnet sind, um Schwerpunkte eines jeweiligen Übergangstyps zu bilden, die im Wesentlichen miteinander zusammenfallen.
  18. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Übergangstypen nach der Stromflussrichtung klassifiziert sind.
  19. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente aus Halbleitermaterial hergestellt sind.
  20. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente Polysiliziumwiderstände sind.
  21. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des N-Typs sind.
  22. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des P-Typs sind.
  23. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des N-Typs sind.
  24. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des P-Typs sind.
  25. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente eine lineare Form aufweisen.
  26. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente eine bogenartige Form aufweisen.
  27. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Widerstandssegmente eine Ellbogenform aufweisen.
  28. Widerstandsschaltung nach Anspruch 17, wobei die Leiter aus Metall hergestellt sind.
  29. Widerstandsschaltun, umfassend: eine Mehrzahl von Widerstandssegmenten, die in einer integrierten Schaltung angeordnet sind, die an einer Mehrzahl von Übergängen an Leiter gekoppelt sind, wobei Paare von Übergängen an Stellen, die jeweilige Übergangsschwerpunkte jedes Typs bilden, in der integrierte Schaltung angeordnet sind, wobei die Schwerpunkte im Wesentlichen zusammenfallend sind.
  30. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei wenigstens zwei Paare von Übergängen unterschiedliche Übergangstypen bezüglich der Stromausrichtung sind.
  31. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente aus Halbleitermaterial hergestellt sind.
  32. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente Polysiliziumwiderstände sind.
  33. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des N-Typs sind.
  34. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente Diffusionswiderstände des P-Typs sind.
  35. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des N-Typs sind.
  36. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente Muldenwiderstände des P-Typs sind.
  37. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente eine lineare Form aufweisen.
  38. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente eine bogenartige Form aufweisen.
  39. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Widerstandssegmente eine Ellbogenform aufweisen.
  40. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Leiter aus Metall hergestellt sind.
  41. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Paare von Übergängen an symmetrischen Positionen in Bezug auf einen Schwerpunkt der Widerstandssegmente angeordnet sind.
  42. Widerstandsschaltung nach Anspruch 29, wobei die Paare von Übergangen an symmetrischen Positionen in Bezug auf einen Wärmeschwerpunkt der integrierten Schaltung angeordnet sind.
  43. Vorrichtung für eine integrierte Schaltung, umfassend: eine Mehrzahl von Halbleitersegmente, die über Metallleiter zusammengeschaltet sind, Verbindungen zwischen einzelnen Segmenten und Leiter, die einen jeweiligen Übergang bilden, wobei Übergänge eines ersten Typs einen ersten Schwerpunkttyp bilden, der im Wesentlichen mit einem zweiten Schwerpunkttyp zusammenfällt, der von Übergängen eines zweiten Typs gebildet wird.
  44. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente Polysiliziumwiderstände sind.
  45. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente Diffusionswiderstände des N-Typs sind.
  46. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente Diffusionswiderstände des P-Typs sind.
  47. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente Muldenwiderstände des N-Typs sind.
  48. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente Muldenwiderstände des P-Typs sind.
  49. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente eine lineare Form aufweisen.
  50. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente eine bogenartige Form aufweisen.
  51. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Segmente eine Ellbogenform aufweisen.
  52. Vorrichtung für eine integrierte Schaltung, umfassend: zwei Widerstandsschaltungen, die ähnlich angeordnet sind und an der integrierten Schaltung nah beieinander angeordnet sind, eine erste Widerstandsschaltung, umfassend: eine Mehrzahl von Halbleitersegmenten, die über Metallleiter zusammengeschaltet sind, Verbindungen zwischen einzelnen Segmenten und Leiter, die einen jeweiligen Übergang bilden, wobei Übergänge eines ersten Typs einen ersten Schwerpunkttyp bilden, der im Wesentlichen mit einem zweiten Schwerpunkttyp zusammenfällt, der von Übergängen eines zweiten Typs gebildet wird, eine zweite Widerstandsschaltung, umfassend: eine Mehrzahl von Halbleitersegmenten, die über Metallleiter zusammengeschaltet sind, Verbindungen zwischen einzelnen Segmenten und Leiter, die einen jeweiligen Übergang bilden, wobei Übergänge eines ersten Typs einen ersten Schwerpunkttyp bilden, der im Wesentlichen mit einem zweiten Schwerpunkttyp zusammenfällt, der von Übergängen eines zweiten Typs gebildet wird.
  53. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente Polysiliziumwiderstände sind.
  54. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente Diffusionswiderstände des N-Typs sind.
  55. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente Diffusionswiderstände des P-Typs sind.
  56. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente Muldenwiderstände des N-Typs sind.
  57. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente Muldenwiderstände des P-Typs sind.
  58. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente eine lineare Form aufweisen.
  59. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente eine bogenartige Form aufweisen.
  60. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Segmente eine Ellbogenform aufweisen.
  61. Vorrichtung nach Anspruch 52, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, ein Querspannungssignal zu empfangen.
DE112012002504.0T 2011-06-17 2012-06-14 Offset reduzierende Widerstandsschaltung Ceased DE112012002504T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161498244P 2011-06-17 2011-06-17
USUS-61/498,244 2011-06-17
PCT/US2012/042479 WO2012174252A1 (en) 2011-06-17 2012-06-14 Offset reducing resistor circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112012002504T5 true DE112012002504T5 (de) 2014-05-15

Family

ID=47353025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112012002504.0T Ceased DE112012002504T5 (de) 2011-06-17 2012-06-14 Offset reduzierende Widerstandsschaltung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120319241A1 (de)
CN (1) CN103620706A (de)
DE (1) DE112012002504T5 (de)
WO (1) WO2012174252A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101896412B1 (ko) * 2011-08-01 2018-09-07 페어차일드코리아반도체 주식회사 폴리 실리콘 저항, 이를 포함하는 기준 전압 회로, 및 폴리 실리콘 저항 제조 방법
US8872689B2 (en) 2013-03-15 2014-10-28 Infineon Technologies Ag Circuit arrangement and method for operating an analog-to-digital converter
US10014364B1 (en) * 2017-03-16 2018-07-03 Globalfoundries Inc. On-chip resistors with a tunable temperature coefficient of resistance

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4191964A (en) * 1977-01-19 1980-03-04 Fairchild Camera & Instrument Corp. Headless resistor
US4560583A (en) * 1984-06-29 1985-12-24 International Business Machines Corporation Resistor design system
US5029325A (en) * 1990-08-31 1991-07-02 Motorola, Inc. TAB tape translator for use with semiconductor devices
US5654671A (en) * 1995-09-25 1997-08-05 Burr-Brown Corporation Compensation circuit for input stage of high speed operational amplifier
US5856749A (en) * 1996-11-01 1999-01-05 Burr-Brown Corporation Stable output bias current circuitry and method for low-impedance CMOS output stage
US6318847B1 (en) * 2000-03-31 2001-11-20 Hewlett-Packard Company Segmented heater resistor for producing a variable ink drop volume in an inkjet drop generator
US7241663B2 (en) * 2005-04-19 2007-07-10 Texas Instruments Incorporated Maskless multiple sheet polysilicon resistor
US7449783B2 (en) * 2005-05-05 2008-11-11 Texas Instruments Incorporated Nonlinear via arrays for resistors to reduce systematic circuit offsets
JP4697004B2 (ja) * 2006-03-29 2011-06-08 株式会社日立製作所 力学量測定装置
TWI331442B (en) * 2007-04-23 2010-10-01 Novatek Microelectronics Corp Amplifier device capable of reducing offset voltage
US9197423B2 (en) * 2008-02-14 2015-11-24 Akros Silicon, Inc. Electrostatic discharge protection circuit
JP2010109233A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Renesas Technology Corp 半導体装置
US8859337B2 (en) * 2009-12-15 2014-10-14 Soitec Thermal matching in semiconductor devices using heat distribution structures

Also Published As

Publication number Publication date
US20120319241A1 (en) 2012-12-20
WO2012174252A1 (en) 2012-12-20
CN103620706A (zh) 2014-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2826847C2 (de) Hochintegrierte Halbleiterschaltungsanordnung
DE202014004425U1 (de) Halleffekt-Sensoranordnung
DE4412055C1 (de) CMOS-Abschlußwiderstandsschaltung
DE112015005217B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektronisches Bauteil, welches diese verwendet
EP0002751B1 (de) Schaltkreis zur Einstellung des Widerstandswertes eines Abschlusswiderstandes von Leitverbindungen in Halbleiterstrukturen
DE19519796C2 (de) Halbleiterschaltung mit einem Überspannungsschutzkreis
DE102015208430B4 (de) Vertikale Hall-Effekt-Vorrichtungen und System mit solchen
DE112019000469T5 (de) Leistungshalbleitervorrichtung
DE10139071A1 (de) Wandlervorrichtung
DE1539310A1 (de) Thermoelektrische Vorrichtung
DE112018001743T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE102015120157A1 (de) Leistungselektronische Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von Potentialflächen
DE112013000968T5 (de) Anschlussverbindungsaufbau für einen Widerstand
EP0623958A1 (de) Integrierte Halbleiterschaltung mit einem Schutzmittel
DE112012002504T5 (de) Offset reduzierende Widerstandsschaltung
DE102011007624A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112017003183T5 (de) Shunt-Widerstandsbefestigungsstruktur und Befestigungsplatte
DE3400973A1 (de) Monolithisch integrierte gleichrichterbrueckenschaltung
DE112013007417B4 (de) Schaltelement, Halbleiteranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE10247431A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102016118090A1 (de) Leiterplatte
DE2736324C2 (de) Logische Verknüpfungsschaltung
DE2621084A1 (de) Integrierte koppelschaltung
DE102014224260B4 (de) Differentialverstärker
DE102005040342B4 (de) Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: WITTE, WELLER & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01C0007130000

Ipc: H01L0027080000

Effective date: 20140411

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final