JPH01110746A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH01110746A JPH01110746A JP62268895A JP26889587A JPH01110746A JP H01110746 A JPH01110746 A JP H01110746A JP 62268895 A JP62268895 A JP 62268895A JP 26889587 A JP26889587 A JP 26889587A JP H01110746 A JPH01110746 A JP H01110746A
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- Japan
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- integrated circuit
- temperature
- electrode
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- schottky barrier
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- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 31
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
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Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に詳細には、温度モニタ
ーをそのチップ上に有する半導体集積回路装置に関する
。
ーをそのチップ上に有する半導体集積回路装置に関する
。
近年、半導体装置の動作速度の高速化が求められている
。それに伴い、半導体チップ内での発熱により半導体装
置の動作特性が変化することが問題となっている。そこ
で、回路設計上の観点より、動作時の半導体装置のチッ
プ内の温度の正確な測定が望まれ、又熱放散設計上の観
点からもチップ内の温度の簡便な評価法の開発が望まれ
ている。
。それに伴い、半導体チップ内での発熱により半導体装
置の動作特性が変化することが問題となっている。そこ
で、回路設計上の観点より、動作時の半導体装置のチッ
プ内の温度の正確な測定が望まれ、又熱放散設計上の観
点からもチップ内の温度の簡便な評価法の開発が望まれ
ている。
従来、このような半導体装置の集積回路表面の温度を調
べる方法としては、半導体装置の外側から放熱温度計を
用いて半導体装置の温度を測定し、その測定値から、内
部の温度を推定していたり、また半導体チップ上に比較
的高抵抗で、温度係数の大きい金属を蒸着して、抵抗パ
ターン体を形成し、この抵抗値を測定することにより行
っていたが、このように放熱温度計を用いる場合には、
特別な装置が必要であり、また、金属層を蒸着すること
によって抵抗パターンを形成するには、集積回路の形成
のプロセスとは別の独立したプロセスが必要となってい
た。このように、従来は集積回路チップ内の温度を簡単
にかつ、正確に知る方法がなかった。
べる方法としては、半導体装置の外側から放熱温度計を
用いて半導体装置の温度を測定し、その測定値から、内
部の温度を推定していたり、また半導体チップ上に比較
的高抵抗で、温度係数の大きい金属を蒸着して、抵抗パ
ターン体を形成し、この抵抗値を測定することにより行
っていたが、このように放熱温度計を用いる場合には、
特別な装置が必要であり、また、金属層を蒸着すること
によって抵抗パターンを形成するには、集積回路の形成
のプロセスとは別の独立したプロセスが必要となってい
た。このように、従来は集積回路チップ内の温度を簡単
にかつ、正確に知る方法がなかった。
本発明は上記問題点を解決し、集積回路チップ上の温度
をモニターし、精度良く動作時の温度の上昇や、異なる
動作条件に於ける温度変化を知る手段を有する半導体装
置を提供することを目的とする。
をモニターし、精度良く動作時の温度の上昇や、異なる
動作条件に於ける温度変化を知る手段を有する半導体装
置を提供することを目的とする。
更に、本発明は集積回路プロセスに対して大きな変更を
加えずに、温度モニターを有する半導体装置を提供する
ことを目的とする。
加えずに、温度モニターを有する半導体装置を提供する
ことを目的とする。
本願発明者はＧａＡｓ半絶縁性基板表面上に形成された
ショットキーダイオードの順方向特性にはその立ち上が
り電圧において顕著な温度依存性があり一定微少電流が
流れるときの端子間電圧（例えば、ショットキー接触面
積１μｍ２あたり１μＡ程度の電流のとき）で、立ち上
がり電圧を定義すると、温度に対して、約−１ｍＶ／ｄ
ｅｇで変化することに着目しく第２図参照）、この様な
ショットキーダイオードを半導体装置のチップ内に設け
この温度依存性を利用して、集積回路動作中のチップ内
の温度をモニターすることとした。
ショットキーダイオードの順方向特性にはその立ち上が
り電圧において顕著な温度依存性があり一定微少電流が
流れるときの端子間電圧（例えば、ショットキー接触面
積１μｍ２あたり１μＡ程度の電流のとき）で、立ち上
がり電圧を定義すると、温度に対して、約−１ｍＶ／ｄ
ｅｇで変化することに着目しく第２図参照）、この様な
ショットキーダイオードを半導体装置のチップ内に設け
この温度依存性を利用して、集積回路動作中のチップ内
の温度をモニターすることとした。
本発明の半導体装置は半導体基板上に形成された集積回
路を有する半導体チップより構成され半導体チップ上に
、前記集積回路とは独立に、ショットキー障壁ダイオー
ドを設け、一定の微少電流が該ショットキー障壁ダイオ
ードを流れる時のその端子間電圧より、集積回路の温度
をモニターすることを特徴とする 〔作用〕 本発明は上述のごとくショットキー障壁ダイオードを構
成し、ショットキー障壁ダイオードに予め、微少定電流
を与えたときの、このショットキー障壁ダイオード端子
間電圧−周囲温度特性を調べておくことによって、回路
チップの温度、温度上昇等を簡単に評価できる。その結
果、集積回路の効率的な放熱及び冷却対策が可能となる
。
路を有する半導体チップより構成され半導体チップ上に
、前記集積回路とは独立に、ショットキー障壁ダイオー
ドを設け、一定の微少電流が該ショットキー障壁ダイオ
ードを流れる時のその端子間電圧より、集積回路の温度
をモニターすることを特徴とする 〔作用〕 本発明は上述のごとくショットキー障壁ダイオードを構
成し、ショットキー障壁ダイオードに予め、微少定電流
を与えたときの、このショットキー障壁ダイオード端子
間電圧−周囲温度特性を調べておくことによって、回路
チップの温度、温度上昇等を簡単に評価できる。その結
果、集積回路の効率的な放熱及び冷却対策が可能となる
。
以下図面を参照しつつ、本発明に従う実施例を説明する
。
。
第１図は本発明に従う実施例の半導体装置内に設けられ
たショットキーダイオードの断面形状を示す。この図に
おいては、集積回路自身については本発明と直接関係が
ないので省略しである。
たショットキーダイオードの断面形状を示す。この図に
おいては、集積回路自身については本発明と直接関係が
ないので省略しである。
第１図に示すショットキー障壁ダイオードはＧａＡｓ基
板１内に形成された導電層２と、その一端にショットキ
ー障壁を形成するために接触するショットキー電極３と
、上記導電層２の他端に接触し導電層２に電流を流すた
めの端子電極４と、導電層２と端子電極４との接触部分
に設けられ、導電層２と端子電極４とをオーミック接触
状態にするための高濃度注入層５と、ショットキー電極
の上部に接触しショットキー電極３から電流を取り出す
端子電極６とより構成されている。
板１内に形成された導電層２と、その一端にショットキ
ー障壁を形成するために接触するショットキー電極３と
、上記導電層２の他端に接触し導電層２に電流を流すた
めの端子電極４と、導電層２と端子電極４との接触部分
に設けられ、導電層２と端子電極４とをオーミック接触
状態にするための高濃度注入層５と、ショットキー電極
の上部に接触しショットキー電極３から電流を取り出す
端子電極６とより構成されている。
そして、このように構成したショットキー障壁ダイオー
ドをチップ内の集積回路とは独立に設ける。
ドをチップ内の集積回路とは独立に設ける。
次にこの様に構成されたショットキー障壁ダイオードを
用いて温度を測定する方法について説明する。
用いて温度を測定する方法について説明する。
ショットキー障壁ダイオードは順方向電流と温度と端子
間順方向電圧との間に第２図に示すような関係を有して
いる。そこで、この温度特性を利用する。この第２図に
おいて縦軸のＡをショットキー障壁ダイオードに印加す
る一定の微少電流値とし、この一定の微少電流をショッ
トキー障壁ダイオードの順方向に印加すると、集積回路
チップの温度が上昇するにつれて、端子間順方向電圧が
Ｄ４Ｃ→Ｂと低下していく。そこで、この関係を利用す
ることにより、集積回路チップの温度と端子間順方向電
圧との関係を求める。
間順方向電圧との間に第２図に示すような関係を有して
いる。そこで、この温度特性を利用する。この第２図に
おいて縦軸のＡをショットキー障壁ダイオードに印加す
る一定の微少電流値とし、この一定の微少電流をショッ
トキー障壁ダイオードの順方向に印加すると、集積回路
チップの温度が上昇するにつれて、端子間順方向電圧が
Ｄ４Ｃ→Ｂと低下していく。そこで、この関係を利用す
ることにより、集積回路チップの温度と端子間順方向電
圧との関係を求める。
第１図において、端子６ａに定電流源（不図示）を接続
し、一定の微少電流を端子６ａから端子７ａに向けて流
す。この状態で、集積回路チップの温度を変えて、端子
６ａ止端子７ａ間の順方向電圧を測定する。この方法に
より、集積回路チップの温度とショットキー障壁ダイオ
ードの端子間電圧との関係を求める。
し、一定の微少電流を端子６ａから端子７ａに向けて流
す。この状態で、集積回路チップの温度を変えて、端子
６ａ止端子７ａ間の順方向電圧を測定する。この方法に
より、集積回路チップの温度とショットキー障壁ダイオ
ードの端子間電圧との関係を求める。
この様にして予め得られた、ショットキー障壁ダイオー
ドの温度一端子間順方向電圧関係を用いて、集積回路の
動作時の温度測定を行うことができる。
ドの温度一端子間順方向電圧関係を用いて、集積回路の
動作時の温度測定を行うことができる。
次に上記ショットキー障壁ダイオードの作成方法につい
て説明する。
て説明する。
まずＧａＡｓ基板１に導電層２を形成する。導電層２は
イオン注入法により、Ｓｉを選択的にＧａＡｓ基板１に
注入することにより形成する。
イオン注入法により、Ｓｉを選択的にＧａＡｓ基板１に
注入することにより形成する。
ＧａＡｓの集積回路では一般的に電圧レベル調整等のた
めショットキー障壁ダイオードを設けているため、この
様なショットキー障壁ダイオードを形成する際、使用す
る選択イオン注入用のフォトマスクのパターンの一部を
変更することにより、他の製造プロセスを変更すること
なく、導電層２を容易に形成できる。
めショットキー障壁ダイオードを設けているため、この
様なショットキー障壁ダイオードを形成する際、使用す
る選択イオン注入用のフォトマスクのパターンの一部を
変更することにより、他の製造プロセスを変更すること
なく、導電層２を容易に形成できる。
次に、高濃度注入層５を導電層２と同様な方法で形成す
る。この高濃度注入層も集積回路内で使用されるショッ
トキー障壁ダイオード等で一般に使用されているため、
この製作工程を利用して、使用するフォトマスクのパタ
ーンの一部を変更するだけて、他の製造プロセスを変更
することなく容品に形成できる。
る。この高濃度注入層も集積回路内で使用されるショッ
トキー障壁ダイオード等で一般に使用されているため、
この製作工程を利用して、使用するフォトマスクのパタ
ーンの一部を変更するだけて、他の製造プロセスを変更
することなく容品に形成できる。
次にショットキー電極３を導電層２の一端に形成する。
まずショットキー電極となる金属、例えばＭＯ等をスパ
ッタリング等により、付着させ、それをフォトレジスト
等のマスクを用いて選択的にエツチングすることにより
、シヨ・ソトキー電極３を形成する。この様なシヨ・ソ
トキー電極は集積回路内のショットキー障壁ダイオード
を形成する際、そこで使用するフォトマスクの／くター
ンの一部を変更するだけで、容易に形成できる。
ッタリング等により、付着させ、それをフォトレジスト
等のマスクを用いて選択的にエツチングすることにより
、シヨ・ソトキー電極３を形成する。この様なシヨ・ソ
トキー電極は集積回路内のショットキー障壁ダイオード
を形成する際、そこで使用するフォトマスクの／くター
ンの一部を変更するだけで、容易に形成できる。
最後に、端子電極４及び６をそれぞれ、導電層２の高濃
度注入層と導電層２の接触部及びシヨ・ントキー電極３
上に形成する。この端子電極の形成は集積回路の配線電
極を形成する際、それに使用するフォトマスクのパター
ンの一部を変更するだけで、他の製造プロセスを変更す
ることなく容易に形成できる。
度注入層と導電層２の接触部及びシヨ・ントキー電極３
上に形成する。この端子電極の形成は集積回路の配線電
極を形成する際、それに使用するフォトマスクのパター
ンの一部を変更するだけで、他の製造プロセスを変更す
ることなく容易に形成できる。
以上説明したように、温度測定に使用するショットキー
障壁ダイオードは、単に集積回路作成の際使用するフォ
トマスクのパターンの一部を変更するだけで容易に形成
できる。
障壁ダイオードは、単に集積回路作成の際使用するフォ
トマスクのパターンの一部を変更するだけで容易に形成
できる。
本発明は上記実施例に限定されるものでなく種々の変形
例が考えられ得る。
例が考えられ得る。
具体的には、この様なショットキー障壁ダイオードを半
導体チップ内に複数設けておいてもよいし、又半導体パ
ッケージに収納したとき、そのショットキー障壁ダイオ
ードの端子電極に接続されたポンディングパッドと外部
端子に接続されたポンディングパッドとをワイヤボンデ
ィングで電気接続し、パッケージの外部に該ダイオード
の接続端子を出すようにしてもよい。
導体チップ内に複数設けておいてもよいし、又半導体パ
ッケージに収納したとき、そのショットキー障壁ダイオ
ードの端子電極に接続されたポンディングパッドと外部
端子に接続されたポンディングパッドとをワイヤボンデ
ィングで電気接続し、パッケージの外部に該ダイオード
の接続端子を出すようにしてもよい。
また、導電層を形成する際、イオン注入法の代わりにＭ
ＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法等を使用してもよい。更に、ショ
ットキー電極としてＭ ｏの代わりにＡＩ、Ｐｔ等を使
用してもよい。
ＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法等を使用してもよい。更に、ショ
ットキー電極としてＭ ｏの代わりにＡＩ、Ｐｔ等を使
用してもよい。
また、集積回路内に定電流源が設けられているときは、
そこで発生する定電流を使用して端子間電圧をモニタす
るようにしてもよい。
そこで発生する定電流を使用して端子間電圧をモニタす
るようにしてもよい。
更に、ショットキー障壁ダイオードから、得られた温度
が、一定の温度を越えたとき集積回路の全部または一部
の機能を停止して、集積回路を保護するように構成して
もよい。
が、一定の温度を越えたとき集積回路の全部または一部
の機能を停止して、集積回路を保護するように構成して
もよい。
以上のように構成した半導体装置では、精度良く、集積
回路チップの温度をモニターでき、動作時の温度上昇の
評価が可能である。
回路チップの温度をモニターでき、動作時の温度上昇の
評価が可能である。
又、本発明に従う半導体装置では、特別なプロセスを使
うこと無く、集積回路の形成プロセスを利用することに
より、温度モニターとして機能する素子を容易に形成す
ることができる。
うこと無く、集積回路の形成プロセスを利用することに
より、温度モニターとして機能する素子を容易に形成す
ることができる。
第１図は本発明の半導体装置の温度モニタ一部の構成図
、及び第２図はショットキー障壁ダイオードの温度特性
を示す図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・導電層、３・・・ショ
ットキー電極、４．６・・・端子電極、５・・・高濃度
注入層。
、及び第２図はショットキー障壁ダイオードの温度特性
を示す図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・導電層、３・・・ショ
ットキー電極、４．６・・・端子電極、５・・・高濃度
注入層。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成された集積回路を有する半導体チ
ップより構成される半導体装置において、半導体チップ
上に、前記集積回路とは独立に、ショットキー障壁ダイ
オードを設け、一定の微少電流が該ショットキー障壁ダ
イオードを流れる時の該ショットキー障壁ダイオードの
端子間電圧より、集積回路の温度をモニターすることを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268895A JPH01110746A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268895A JPH01110746A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110746A true JPH01110746A (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=17464759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62268895A Pending JPH01110746A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01110746A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016489A1 (fr) * | 1992-02-10 | 1993-08-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede pour mesurer la temperature d'une jonction de semi-conducteurs |
| JPH11183488A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Japan Science & Technology Corp | Ｂｅｅｍ測定装置 |
| US7129557B2 (en) | 2004-05-25 | 2006-10-31 | International Business Machines Corporation | Autonomic thermal monitor and controller for thin film devices |
| CN102072783A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-05-25 | 上海第二工业大学 | Led结温测试方法 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62268895A patent/JPH01110746A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016489A1 (fr) * | 1992-02-10 | 1993-08-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede pour mesurer la temperature d'une jonction de semi-conducteurs |
| US5401099A (en) * | 1992-02-10 | 1995-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of measuring junction temperature |
| JPH11183488A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Japan Science & Technology Corp | Ｂｅｅｍ測定装置 |
| US7129557B2 (en) | 2004-05-25 | 2006-10-31 | International Business Machines Corporation | Autonomic thermal monitor and controller for thin film devices |
| CN102072783A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-05-25 | 上海第二工业大学 | Led结温测试方法 |
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