JP2004505461A - 温度センサーを備えた集積回路 - Google Patents

Abstract

チップ温度がある既定値未満に低下するとき、温度に応じた測定信号を供給する、または少なくとも信号を発生する温度センサー（１）が、集積回路と共にチップ上に集積化されている。この目的のために、集積回路の温度を所定の最低温度以上に保つ電流を導体（２）構造を介して発生する特殊な回路デバイスが、チップ上に配置されている。

Description

本発明は、温度センサーを集積した、半導体チップ上に位置する集積回路に関するものである。
【０００１】
集積回路は、非常に幅の広い温度範囲内で駆動している。非常に低温であるときにも回路の完全な駆動が求められる場合は、少なくとも無作為抽出検査によって、低温時における回路のサンプルをいくつかテストする必要がある。しかし、この余分な選択によって、使用可能な回路の生産量が実質的に減っている。この問題は、例えばＤＲＡＭのようなメモリーモジュールを用いた場合に特に発生する。
【０００２】
本発明の目的は、低温でも駆動確実性の高い集積回路を提供することにある。
【０００３】
本目的は、請求項１の特徴を有する集積回路を用いて達成される。また、詳細を従属請求項に示す。
【０００４】
半導体チップ上に配置された本発明の集積回路は、少なくとも１つの温度センサーが、本半導体チップ上の回路に集積されている。この温度センサーは、チップ温度が所定の値未満になると、温度に応じた測定信号を供給するか、または、少なくとも信号を送信する。本集積回路の場合、特殊な回路デバイスがチップ上に備えられ、これが導体構造によって電流を発生させて、集積回路の温度を所定の最低温度以上に十分保つことのできる量の熱を発する。このような集積回路は、低温時に完全に機能するチップの生産量を高めるだけでなく、従来と比べてより低温である場合にも使用できる。
【０００５】
所望の熱作用を達成するために導体構造に必要なことは、導通状態にある電流が、導体のオーム抵抗を用いて十分な熱量を発生させるように設計されていることのみである。とりわけこの導体は、必要に応じて電流を発生させる特殊な回路デバイスと電気的に接続されており、集積回路上に通常備えられている導体経路であってもよい。
【０００６】
半導体メモリーの各記憶装置（Ｓｐｅｉｃｈｅｒｂｌｏｅｃｋｅ）（バンク）では、実際の記憶工程または読み出し工程には用いられない導体を使用できる。この場合は特に、導体は、格納された信号をメモリーセルに供給したりメモリーセルから読み出したりするアドレス線である。熱電流を発生させるために、メモリーチップのどのバンクをその都度実際に用いるかということは、メモリーの駆動回路を介して決まる。特殊な回路デバイスは、非活性な状態にある記憶装置において現在使用していない導体と、必要に応じて接続される。
【０００７】
本発明の集積回路の一例を、平面略図を用いて正確に説明する。
【０００８】
図の例によると、半導体チップの表面には複数の温度センサー１が配置されている。また、導体２は、メモリーの非活性な各部分領域４のアドレス線３、または、メモリーセル領域の周辺に位置するダミーセル１０によって構成される。メモリーにおける様々なバンク５の全てが、同時に活性化するのではないから、非活性のバンクに備えられた導体をチップの加熱に利用できる。さらに、特殊な回路デバイスでは、導体が選択され、電流が発生する。特殊な回路デバイスの電子素子（図示せず）は、メモリーの駆動回路と同様に、記憶装置間あるいは半導体チップの周辺に配置されている。
【０００９】
基本的に、温度センサー１としてあらゆる超小型集積温度センサーが使用できる。この素子は、それ自体知られており、従来はチップ上に位置する電子駆動回路および電子評価回路（Ａｕｓｗｅｒｔｅｓｃｈａｌｔｕｎｇ）と共に集積される。したがって、製造技術の観点から言えば、本発明による集積回路は、基本的に新たな要求を持つものではない。
【００１０】
発熱に用いられる導体に対しては、導体のオーム抵抗が適度に高く、かつ、発生した熱によってチップ領域が温まるように導体をパターン化することのみが求められる。導体は、印加された電位差のある電極を、互いに電気的に接続する必要はない。特に半導体メモリーの場合、十分に高い周波数の交流電圧を用いて容量を蓄積する（ｂｅａｕｆｓｃｈｌａｇｔ）ことによって、例えば接触面によって生じる、通常チップ上に存在する十分に大きな容量を使用することが有効である。交流電圧周波数の上昇に伴って、容量が短絡回路として次第に作用してゆくので、供給線のオーム抵抗を加熱できる程に十分に高い電流も、発生する。
【００１１】
ＤＲＡＭ用のメモリーチップとして備えられた半導体チップの場合、例えば、間断なく続くリフレッシュ・サイクルによって、熱作用を実現できる。この熱作用の実施には、加熱に利用され、かつ、活性化命令および事前充電命令によって駆動する記憶装置の非活性領域が用いられる（このために、例えば標準ＳＤＲＡＭの場合、オンチップバンク（Ｏｎ−Ｃｈｉｐ−Ｂａｅｎｋｅ）の４部分を使用できる）。
【００１２】
メモリーセルに高い要求を課すことによるデータ喪失の可能性を阻止するために、メモリーセル領域の周辺において、発熱用に、いわゆるダミーセルを付加的に使用するか、あるいは、好ましくはダミーセルのみを使用するとよい。このダミーセルは、通常、リソグラフィープロセス工程においてセル領域周辺のチップの光学的な特性を改善するために備えられる。このダミーセルは、一般的に独自の電気的機能を有していないので、熱伝導体としての使用に適している。
【００１３】
特殊な回路デバイスを介して作用する加熱機能は、必要に応じて、外部命令（活性化、事前充電、読み込みなど）を用いて中断することもできる。この結果、本発明によるメモリーセル構造の機能性は妨害されない。特に、電流が導通状態にある場合、特殊な回路デバイスの熱伝導体を介して発生した信号によって、加熱機能を示すことができる。この信号は、必要に応じて加熱を中断する外部回路に供給できる。さらに、集積回路のある所定の駆動状態において、特殊な回路デバイスによって予め自動的に電流を中断することが好ましい。この回路は、全加熱機能を制御するために備えられており、これらの加熱機能は、半導体チップの本来の集積回路の機能を損なわず、ただ正確な駆動モードを保証する最低のチップ温度を保つことのみに配慮されたものである。
【図面の簡単な説明】
本発明の集積回路の一例を示す平面略図である。

Claims (6)

1. 温度センサー（１）を集積し、導体（２）構造を備えた、半導体チップ上に位置する集積回路において、
   所定値より低い温度が検出されたときに、上記温度センサーの測定信号に応じて、上記導体を介して電流を発生する特殊な回路デバイスが備えられていることを特徴とする集積回路。
2. 上記導体（２）が、メモリーの各部分領域（４）に位置してメモリーの駆動状態に応じて特殊な回路デバイスと連結するアドレス線（３）によって、その都度構成されている、請求項１に記載の集積回路。
3. 上記導体（２）が、メモリーセル領域の周辺に位置するダミーセル（１０）によって構成される、請求項１または２に記載の集積回路。
4. 上記特殊な回路デバイスは、メモリーの駆動状態を変更するための命令によって駆動する、請求項２または３に記載の集積回路。
5. 上記特殊な回路デバイスは、活性化命令および事前充電命令によって駆動する、請求項４に記載の集積回路。
6. 電流が導通状態にある特殊な回路デバイスは、集積回路が所定の駆動状態にある場合に、上記導体を介して電流を切断する信号を生成する、請求項１〜５のいずれかに記載の集積回路。