JPH03190271A - 半導体回路の温度補償方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は広い温度範囲忙ゎ九って安定した動作精度が
要求される半導体回路のｍＲ補償方法に関するものであ
シ、具体的には例えばシリコンダイヤスラム式半導体圧
力センサの温度補償方法、ことに調整抵抗値の決定方法
に関する。

〔従来の技術〕

自動車の各種計測用、制御用に周込られる半導体回路は
、その雰囲気温度が一３０’Ｃから８０’Ｃといった広
い温度範囲で変化するのに対し、シリコンチップ上に半
導体プロセスによって形成される半導体集積回路は通常
大きな温度依存性を持つために、上記広い温度範囲にゎ
たりて半導体回路の動作特性が変化しないよう温度補償
を行う必要がある。以下、自動車の電子式エンジン制御
に利用される半導体圧力センサを例に詳細な内容を説明
する。

第５図は従来の半導体圧力センサを示す概略断面図であ
る。図において、中央部にダイヤ７２ム１１Ａが形成さ
れたシリコンチップ１１は導圧パイプ１２Ａを有する支
持体１２を介して基台１３上に固定され、基台１３上に
は支持体１２を包囲する額縁状の抵抗基板１４が固定さ
れる。１はセンシング部としてのストレインゲージブリ
ッジであり、シリコンチップ１１のダイヤフラム１１Ａ
上に拡散によって形成された４個の半導体ストレインゲ
ージＧｌ、　Ｇ！、　Ｇ、　、　Ｇ、からなり、ホイー
トストンブリッジを形成する。２はＩＣ回路部としての
二つのオペアンプＯｐ、　、　Ｑｐ、からなシ、ダイヤ
フラム１１Ａ’ｅ包囲するシリコンチップ１１の肉厚部
分に半導体プロセスによって形成される。３は温度補償
抵抗であシ、シリコンチップ１１の肉厚部分にストレイ
ンゲージと同じ拡散プロセスによって形成した抵抗値Ｒ
１、Ｊ　、　Ｒｓ　からなる６個の温度補償抵抗素子で
構成される。以上センシング部１．ＩＣ回路部２．およ
び温度補償抵抗６からなる半導体回路４がダイヤスラム
を有するシリコンチップ１１上に半導体プロセスによっ
て形成されることによ）、ｍ度依存性を有するすべての
素子が一体化したＩＣセンサチップが構成される。また
、５はトリミング抵抗であり、例えば抵抗値ｒ４ｙ　ｒ
ｌｌ＃　ｒＩＩ　ｒ７ｔ　’＠およびｒ９からなる６個
のトリミング抵抗素子からな夛、抵抗基板１４上に温度
依存性のほとんどない厚膜抵抗素子として形成され、例
えばボンディングワイヤ１５によって半導体回路４の要
所に導電接続されるとともに、半導体回路４の入出力端
子もボンディングワイヤ１５およびピン１６を介して外
部に引き出される。

第６図は従来の半導体回路の回路構成をその回路定数の
測定回路を含めて示す接続図であシ、半導体ストレイン
ゲージ素子Ｇ１．　Ｇ、　、　Ｇ、　　およびＧ４から
なるホイートストンブリッジ１の電源側は外部回路とし
ての定電圧直流電源２３に接続され二つの端子間に電源
電圧ｙｃｃ　　が印加される。

またブリッジ１の出力側の一方はボルテージフォロワと
してのオペアンプＯＰ１でインピーダンス整合され、出
力抵抗制御用のトリミング抵抗ｒ４ヲ介して出力増幅回
路としてのオペアンプＯＰ、の一入力端に接続され、ブ
リッジ１の他方端はＯＰ：の十入力側に直結される。Ｏ
Ｐ、のフィードバック抵抗Ｒ８はゲージ素子Ｇ１．Ｇｌ
と同じ拡散抵抗であシ、したがって正の温度依存性を有
する温度補償抵抗Ｒ３と温度依存性を持たない厚膜抵抗
からなるトリミング抵抗ｒ７　との並列回路からな夛、
抵抗Ｒ３によって検出感度（ＯＰ、のゲイン）の温度補
償が行われるとともに、ｒ７の抵抗値を調整することに
よって温度補償値の調整が行われる。−方、ｍ変補償抵
抗Ｒ１，Ｒ１およびトリミング抵抗ｒ５　＃　ｒ６　ｖ
　ｒＩＩ　Ｈｒ９はオフセットの温度補償用抵抗群であ
り、温度補償の調整は例えばＶＯＱ　　ライン側に接続
されたトリミング抵抗ｒＨｅ”＠の抵抗値を調整するこ
とによって行われる。

上述のように構成された半導体圧力センサの圧力Ｐに対
する出力電圧特性（感度特性）および基準圧力における
零点移動（オフセラ）％性）の温度依存比が可使用温度
範囲内で保証値以内に保たれているか否かを検証し、か
つ保証値以内に保つために行うトリミング抵抗ｒ４　ｍ
　’８　ｔ　ｒ＠　　およびｒ７　の調整を行うために
は、可使用温度範囲の下限に近い低温Ｔ１および上限に
近い高ｍＴｈの２湛度でセンサの出力電圧ｖｏｔ−測定
し、その測定結果に基づいて各素子の回路定数を温度Ｔ
ｌ　、　Ｔｈおよび出力電圧ｖＯの関数として演算によ
って求め、さらＫその結果からトリミング抵抗！’４．
ｌ’ｆｉ。

ｒ６　　およびｒ７の抵抗調整値を算出し、出力電圧Ｖ
ｏ　ｋ監視しながらトリミング抵抗を局部的にカットし
て抵抗調整する、いわゆる７７ンクシヨントリミング作
業を行う必要がある。

第７図は、上記調整作業を行うための試験装置の概略構
成図であシ、複数の供試半導体圧力センサ１０は、恒温
槽２１に収納され、まず低温Ｔ１に冷却された後、安定
化電源２３からスキャナー２２を介して印加電圧Ｖｃｏ
　　ｔ−印加し、出力電圧Ｖｏ　’にスキャナー２２を
介して電圧検出器２４で検出、その検出電圧Ｖｏ　ｋコ
ンピュータ２５に記憶させる。また恒温槽２１の温度Ｔ
１は熱電対等の濁度センサ２６および温度測定器２７で
検出しコンピュータ２５に記憶させる。この操作を複数
の半導体圧力センサＩＯＫついて順次行った後、恒温槽
２１の温度を高温ＴｈＫ上げ前記同様な測定作業を行い
、得られたデータをコンピュータ２５に記憶させる。記
憶データの解析はコンピュータ２５にあらかじめプログ
ラムされ念算式に基づいて行われ、得られ之トリミング
抵抗Ｒ４ｓ　ＲＩ　ＩＲ６、Ｒｙの調姫抵抗値に基づい
てファンクショントリミングが行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の半導体圧カセ／すの温度補償の調整値の測定およ
び算出方法では、半導体回路が第６図のように結線され
た状態で測定を行わなければならないために、抵抗素子
個々の抵抗値を直接測定することは一般に困難である。

そこで、出力電圧Ｖ。

とその測定温度Ｔｌ、Ｔｈｔ−正確に測定し、これに基
づいて回路定数および調整抵抗値の計算が行われる。と
ころが、恒温槽内のｍ度には場所によるｍ度のむらがあ
シ、かつ恒温槽内に挿入した複数の供試半導体圧力セン
サのｍ度が恒温槽内の雰囲気温度と等しくなるためには
１時間前後の待ち時間を必要とするために、計算の基礎
となる測定温度Ｔｌ　、　Ｔｈ　　の測定が不正確にな
シ易く、かつ測定までの待ち時間が長く測定設備の回転
率が制約されるために、量産効率を高めるためには複数
台の恒温槽を用意する必要があ夛、測定設備費がかさむ
という経済的不利益が発生する。また、拡散によって形
成されるストレインゲージ素子や温度補償抵抗素子には
拡散条件に基づき抵抗値やその温度依存性に差が生ずる
ことが多いが、抵抗値の測定が困難なために設計値と実
際値の差を検知できず、これが原因で計算結果に誤差を
生じやすく、ファンクシ四ントリミング作業でこの計算
誤差を含めた調整を行わなければならないために、調整
作業に手間がか＼るという問題もある。

この発明の目的は、測定時に正確な温度測定を必要とす
ることなく温度補償抵抗値を正確に知ることができ、し
たがって測定準備時間の短縮および調整抵抗値の算定精
度の向上が可能な温度補償方法を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、半導体
プロセスにより一つのシリコンチップ上に形成しなセン
シング部、ＩＣ回路部、および温度補償抵抗を含む温度
依存性を有する半導体回路と、この半導体回路に導電接
続された温度依存性の少いトリミング抵抗素子とからな
シ、前記半導体回路の温度依存性を前記トリミング抵抗
素子の抵抗値全調整することにより補償するものにおい
て、前記シリコンチップ上に前記半導体プロセスによっ
て１種類以上のモニター抵抗素子を形成し、このモニタ
ー抵抗素子の抵抗値および前記半導体回路の入出力特性
全会くとも互いに異なる二つのｍ度で測定し、この測定
結果に基づいて前記半導体回路各素子の回路定数を前記
二つの温度それぞれについて求められた回路定数に基づ
いて前記厚膜抵抗素子の？Ｊ！４！！抵抗値を所定の算
式に基づいて求めることとする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、シリコンチップ上に半導体プ
ロセスにより形成される半導体回路に、この半導体回路
に含まれる温度補償抵抗体と同じ拡散プロセスによって
モニター抵抗素子をあらかじめ形成しておき、測定に際
して互いに異なる温度例えばＴｌ、ＴｈＫ近い温度でモ
ニター抵抗素子の抵抗値Ｒｍおよび出力電圧ＶＯを求め
るよう構成したことによシ、同じ拡散プロセスで形成さ
れた温度補償抵抗素子、モニター抵抗素子相互の各温度
における抵抗値は抵抗パターンの比によってほぼ決まる
ので、各測定温度でのモニター抵抗の測定値を用いて温
度補償抵抗素子の抵抗値を容易かつ正確に知ることがで
きる。また、両抵抗素子が同一シリコンチップ上に形成
されて両者の温度を速やかに等しくできるので、温度Ｔ
ｌ　、　Ｔｈを測定することなく二つの温度における補
償抵抗素子の抵抗をそれぞれ相対値として正確に求める
ことができる。また、得られた抵抗値および出力電圧の
測定値（圧力センサの場合圧力Ｐと出力電圧ｖＯの測定
値を含む）を用いれば、二つの温度における半導体回路
の感度やオフセット電圧等のパラメータの値も求まるの
で、これらの結算結果に基づいて所定の連立方程式を解
くことＫよシ、トリミング抵抗の調整抵抗値を精度よく
求める仁とができる。さらに、発明方法では補償値やパ
ラメータの計算を二つの温度それぞれについて独立して
行うので、正確な温度測定値を求めることなく温度補償
を行うことが可能忙なる。し九がって、同じシリコンチ
ップ上く形成され九半導体回路とモニター抵抗の温度が
温度Ｔ１およびＴｈ　Ｉｃ近す温度で互いに等しくなれ
ばよく、そのための待ち時間を従来技術のそれより大幅
に短縮することができる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は仁の発明の実施例忙なる半導体回路の温度補償
方法を半導体圧力センサに適用するための半導体圧力セ
ンサの概略断面図、第２図は実施例における測定器を含
めた半導体回路の接続図、第６図は実施例における測定
方法および計算手順を示す温度補償方法の流れ図であり
、従来技術と同じ部分には同一参照符号を用いることＫ
より詳細な説明を省略する。第１図において、ダイヤフ
ラム１１Ａを有するシリコンチップ１１上には、ストレ
インゲージブリッジ１．温度補償抵抗３゜およびＩＣ回
路部２としてのオペアンプｏｐ、　、　。

Ｐ２　からなる半導体回路４が半導体プロセスによって
形成されるとともに１温度補償抵抗素子Ｒ１゜Ｒｚ　、
　Ｒｓと同じ拡散プロセスによってモ二り抵抗３１（抵
抗値Ｒｍ　）がシリコンチップ１１の厚肉部分に形成さ
れる。また、半導体回路４は第２図に示すように半導体
プロセスにより結線され、かつ抵抗基板１４上に厚８１
Ｋ抵抗として形成され九図では６個のトリミング抵抗５
が半導体回路４の要所に導電接続され、かつモニタ抵抗
３１はボンディングワイヤ３５Ａ、３５Ｂおよび図示し
ない端子を介して外部に引き出され、半導体圧力センサ
３０が構成される。

上述のように構成された半導体圧力センサ３゜の温度補
償特性の測定はっぎのようにして行われる。複数個の供
試半導体圧力センサは、その可使用温度範囲下限に近い
温度Ｔ工にあらかじめセットされた恒温槽、つぎに上限
に近い温度Ｔｈ　Ｉｃあらかじめセットされた恒温槽と
を例えばベルトコンベアーに載せられてゆっ〈夛と通過
する過程で温度Ｔ１への冷却と温度Ｔｈへの加熱が行わ
れるが、半導体回路４とモニター抵抗３１とが同一シリ
コンチップ上に近接して形成されているととｋよシ、両
者の温度差は短時間のうちに小さくなる。

そこで従来の方法と同様に半導体回路４の端子をスキャ
ナー２２を介して安定化電源２３．電圧検出器２４に接
続するとともに、モニター抵抗３１をスキャナー２２を
介して抵抗検出器２８に接続。

さらＫはシリコンチップ１１の導圧パイプ１２Ａを図示
しな５圧力制御装置に連結する測定準備作業が行われ、
ついで第３図に示す測定手順によって測定が行われる。

すなわち、温度ＴＩ　においてはモニター抵抗６１の温
度ＴＩ　Ｋおける抵抗値Ｒｍ１の測定、温度Ｔ１基準圧
力（これを圧力零とする）における出力電圧Ｖｏｌｏの
測定、温度Ｔｌ。

基準圧力＋圧力Ｐにおける出力電圧Ｖｏｌｐの測定が行
われ、その測定データはコンピュータ２５に記憶される
。また温度Ｔｈにおいても同様にモニター抵抗の抵抗値
Ｒ１１１ｈ、基準圧力の出方電圧ｖ。

ｈｏ　、基準圧力＋Ｐでの出力電圧Ｖｏｈｐの測定が行
われ、それぞれの測定データはコンビ為−夕２５に記憶
される。なお、低温側、高温側それぞれの測定時間中シ
リコンチップ１１の温度がＴｌ訃よびＴｈに近い一定温
度に保たれてさえいればよく、シ念がって従来方法のよ
うに温度Ｔｌ　、　’Ｉ’）１を正確に測定する必要社
ない。

次に、上記測定データに基づいて行う半導体回路４の回
路定数の算出方法について説明する。まず、３個の温度
補償抵抗３の抵抗値Ｒ１ａ　Ｒ１ｇ　Ｒ３とモニター抵
抗３１の抵抗値Ｒｍは同じ拡散プロセスで形成されるこ
とによシ、両者の温度が互いに等しい温度Ｔｌ　、　Ｔ
ｈ　　それぞれに保たれた条件下では、両者の抵抗はそ
れぞれ抵抗パターンの比ｓＨ依存する。したがって次式
を用いて温度Ｔ１およびＴｈにおける補償抵抗の抵抗値
Ｒｎｌ　およびＲｎｈ（ｎ＝１．２．３）をそれぞれ０
．５％程度の精度で求めることができる１次だし、添字
ｌｈはそれぞれ温度Ｔｌ　、　Ｔｈを意味する。

Ｒｎｌ　＝　Ｓ　ｘ　Ｒｍｌ　　　・・甲・・・・町田
・・・　（１）Ｒｎｈ　＝　Ｓ　ｘ　Ｒｍｈ　　　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・　（２）なお、ト
リミング抵抗５の抵抗値ｒｎ（ｎ＝４゜５．６，７，８
．９）の温度特性は無視できる程度であり、かつ半導体
回路４に導電接続する前に常温で簡単に測定することも
可能なので、その抵抗値は既知であるものとする。

また、上記以外の抵抗値以外のパラメータであるストレ
インゲージブリッジ１の基準圧力における出力電圧をＶ
ｉｎｏ　を基準圧力におけるオペアンプＯＰ、　　のオ
フセット電圧をＶｏｆとした場合、それぞれのパラメー
タ値は出力電圧Ｖｏ　、および抵抗値Ｒｎ　、　ｒｎの
関数として次式で表わされる。

し念がって上記のｖＯを温度ＴｌまたはＴｈにおける出
力電圧測定値Ｖｏｌｏま念はＶｏｈｏ　とし、補償抵抗
Ｒｎ　（ｎ＝　１　、２　、３　）　ヲ（１）式ｔタハ
（２）式で求めた抵抗値ＲｎｌまたはＨｎｈ（ｎ＝１．
２　ｅ３）とすることＫより、温度Ｔ１ｔたはＴｈ　で
の基準圧力に対応したブリッジ出力Ｖｉｎｏとオフセッ
ト電圧Ｖｏｆ　　との和をそれぞれ求めることができる
。

また、温度Ｔ１またはＴｈ　において圧力を基準圧力＋
Ｐとし九場合のブリッジ出方をＶｉｎｐとすると、次式
が成シ立つ したがって、ｖＯｐおよびＲｎを各温度での測定値Ｖｏ
ｌｐ　、　Ｒｎｌ、またはＶｏｈｐ　、　Ｒｎｈ　　と
おくこと【０、基準圧力＋Ｐなる圧力における各温度の
パラメータ値Ｖｉｎｐ　＋　Ｖｏｆ　　を求めることが
できる。

また、出力電圧Ｔｏｐ　　中に占める圧力信号成分をΔ
Ｔｏｐ　＝　Ｍｏｐ　−ＶＯ、ブリッジ出刃のそれをΔ
Ｔｉｎ　＝　Ｖｉｎｐ　−Ｖｉｎｏとした場合Δ■ｉｎ
は次式で表わされる。

ΔＶｉｎ＝ΔＶｏｐ／ｆ（Ｒｎ、ｒｎ）　　＝・（５）
し九がって、温度ＴｌおよびＴｈＶｃおける抵抗値およ
び出力゛電圧を用いてブリッジの出力電圧Ｔｉｎの圧力
パラメータとしての圧力信号成分ΔＶｉｎｌおよびΔＶ
ｉｎｈを各測定温度ととに求めることができる。

次に、上記抵抗値およびパラメータの計算結果に基づき
、トリミング抵抗５（抵抗値’４ｍ”ＩＩ・・・・ｒ１
等ｍ）のＡ整抵抗値を求める方法について説明する。圧
力センサの場合、基準圧力における出力電圧および圧力
信号成分が次式に示すように一定値ＡおよびＢを保つよ
うトリミング抵抗値をｇ４整する必要がある。

Ｖｏｌｏ　　＝　　Ｖｏｈｏ　　＝　Ａ　　　・・・・
・・・・・・・・・・　（６）ΔＶｏｌｐ　＝　　ΔＶ
ｏｈｐ　＝　Ｂ　　　・・・・・・・・・・・・・・　
（７）ただし、ｖｏｌｏおよびＶｏｈｏは温度Ｔ１　　
およびＴｈ　Ｋおける基準圧力に対応する出力電圧、Δ
ｖ０１ｐおよびΔＶｏｈｐは温度ＴｌおよびＴｈ　Ｉｃ
おける出力信号の圧力信号成分である。第２図に示す半
導体回路では、トリミング抵抗ｒＩ　ｐ　ｒｇは固定値
とし”　４　＃　’Ｉ　＊　ｒｇ　＃　ｌ’７　　の抵
抗値を調整して６式および７式を満たす７アンクシ曹ン
トリミングを行うので、上記４個の抵抗値を変数とする
４元連立方程式を必要とする。これらの方程式は、６式
に３式をあてはめることによシ下記の８式および９式が
得られ、また７式に５式をあてはめることによシ下記の
１０式および１１式が得られる。

Ｖｏｌｏ　　＝　ｆ　　（Ｒｎ、ｒｎ）（Ｖｉｎｌｏ−
１ｏｆ）＋１）（Ｒｎ、ｒｎ）＝Ａ　　・・・川・・・
（８）Ｖｏｈｏ　＝　ｆ　（Ｒｎ、ｒｎ）（Ｖｉｎｈｏ
＋Ｖｏｆ）＋９（Ｒｎ、ｒｎ）　＝Ａ−−−、−，，，
・（ｇ）ΔＶＯ１ｐ　＝　ｆ（Ｒｎ、ｒｎ）ΔＶｉｎｌ
−、Ｂ　−・中・・・・・ＱｌΔＶｏｈｐ　　＝　ｆ（
Ｒｎ、ｒｎ）　　ΔＶｉｎｈ＝Ｂ　　　−−−−・−・
・・・　（１りしたがって、上記４元連立方式を複数の
トリミング抵抗値ｒｎ中の’４　ｓ　ｐ、　ｇ　ｒ１６
　、　ｒ７を変数として解くことによシトリミング抵抗
の調整抵抗値ｒ４、ｒｇ、ｒ・およびｒ７を求めること
ができる。なお、出力電圧ｖＯを監視しつつトリミング
抵抗の７アンクシ曹ントリミングを行う場合、３式およ
び４式を用いて出力電圧ｖＯに換算したトリミング抵抗
の調整値を求める。

上述の計算においては、補償抵抗３の抵抗値や各パラメ
ータ、および４元連立方程式が温度Ｔ１およびＴ）１そ
れぞれの測定値を互いに独立した形で取シ扱っておシ、
二つの温度の関数となる部分を含まないので、測定の過
程で温度Ｔ１およびＴｈを正確に測定する必要がなく、
シたがって恒温槽の温度分布および複数の供試半導体セ
ンサ間の温度のむらをなくすために必要とした待ち時間
を大幅に短縮することが可能になシ、これに伴なって設
備の稼動率を向上することができる。

第４図はこの発明の異なる実施例を示す半導体圧力セン
サの回路素子の配置図であり、ｒ４４　ｅ　ｒ４１１・
・・・・・ｒ４．からなる６個のトリミング抵抗４５を
薄膜抵抗としてシリコンチップ１１の厚肉部分に形成し
ていわゆるオンチップ形の半導体圧力センサ４０を構成
するとともに、同一チップ上に温度補償抵抗Ｒ１−Ｒ１
、Ｒ３と同じ拡散プロセスで形成したモニター抵抗６１
と、トリミング抵抗４５と同じ金属材料を用いて薄膜抵
抗例えばクロム系。

タンタル系などとして形成したモニター抵抗４１とを設
けた点が前述の実施例と異なっている。このように構成
した場合、モニター抵抗４１の抵抗値Ｒ４，を測定する
ことによシ、トリミング抵抗４５の抵抗値ｒ４４　ｔ　
ｒ４１１・・・・・・ｒ４゜等ｒｎの値を両者の抵抗パ
ターンの比Ｓを用いて正確に求めることができるので、
これら既知の抵抗値を用いて前述の実施例と同様な計算
方法によって各種パラメータおよびトリミング抵抗のｖ
４ｆ値を求めることができ、まなこの計算値に基づいて
トリミング抵抗の抵抗パターンをトリミングすることに
より、基準圧力における出力電圧および基準圧力士Ｐに
おける圧力信号成分を一定値ＡおよびＢＫｖＩ４整する
ファンクシロントリミングを行うことができる。

なお、前述の実施例は半導体圧力センサへの適用例に基
づいて説明したが、温度補償を必要とする櫨々の半導体
回路の温度補償にも広く適用できることはいうまでもな
いことである。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、同じシリコンチップ上に温度
補償抵抗を含む半導体回路および温度補償抵抗と同じ拡
散プロセスで形成したモニター抵抗とを設け、このモニ
ター抵抗の抵抗値を互いに異なる二つの温度で測定する
よう構成した。その結果、それぞれの温度における温度
補償抵抗の抵抗値をモニター抵抗の測定値に抵抗パター
ンの比を乗することＫよって容易かつ正確に求めること
が可能になるとともに、求めた精度の高い抵抗値と出力
電圧の測定値とを用いて行うパラメータおよび抵抗調整
値の計算を二つの温度に対してそれぞれ独立して精度よ
く行うことが可能となり、二つの温度の測定値から抵抗
値を推定する従来方法で問題になった温度の測定誤差や
拡散プロセスによって生ずる抵抗値の誤差が排除され抵
抗調整値の計算精度が高く、シたがって７７ンクシヨン
トリミング作業を容易化できる半導体回路の温度補償方
法を提供することができる。

また、半導体回路とモニター抵抗が同一シリコンチップ
上く形成され、測定時における両者の温度を短時間のう
ちに同じ温度にすることができ、かつ温度の測定値を計
算に使用しないので、温度の測定そのものが不要になる
とともに、複数の供試半導体回路間の温度差を減らすた
めに従来必要とした待ち時間を大幅に短縮することが可
能になり、これＫよって恒温槽などの試験設備の利用率
が向上し設備費を低減できるとともに、例えばベルトコ
ンベアを用いた量産化に適した試験設備の導入が容易に
なるなどの利点が得られる。

さらに、トリミング抵抗を薄膜抵抗とし、同一プロセス
で形成したモニター抵抗とともにシリコンチップ上に形
成するよう構成すれば、抵抗パターン比を換算係数とし
てトリミング抵抗値を正確に求めることができ、したが
って温度補償抵抗およびトリミング抵抗の関数として求
められる調整抵抗値およびパラメータの計算精度を一層
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例になる半導体回路の温度補償
方法を半導体圧力センサに適用するための半導体圧力セ
ンサの概略断面図、第２図は実施例における測定器を含
め九牛導体回路の接続図、第３図は実施例における測定
方法および計算手順を示す温度補償方法の流れ図、第４
図はこの発明の異なる実施例を示す半導体圧力センサの
回路素子の配置図、第５図は従来の半導体圧力センナを
示す概略断面図、第６図は従来の半導体圧力センサの回
路構成をその回路定数の測定回路を含めて示す接続図、
第７図は測定装置の概略構成図である。 １・・・センシング部（ストレインゲージブリッジ）２
・・・ＩＣ回路部（オペアンプ）、３・・・温度補償抵
抗（拡散抵抗）、４・・・半導体回路、５・・・トリミ
ング抵抗（厚膜抵抗）、１０，３０．４０・・・半導体
圧力センサ、１１・・・シリコンチップ、１１Ａ・・・
ダイ、ヤフラム、１２・・・支持体、１３・・・基台、
１４・・・抵抗基板、２１・・・恒温槽、２２・・・ス
キャナー２３・・・安定化電源、２４・・・電圧検出器
、２５・・・コンピュータ、２６・・・温度センサ、２
８・・・抵抗検出器、３１・・・モニター抵抗（拡散抵
抗）、４１・・・モニター抵抗（薄膜抵抗）、４５・・
・トリミング抵抗（薄膜抵抗）、Ｇ１　ｅ　Ｇ！　＋　
Ｇ３　＃　Ｇ４・・・半導体ストレインゲージ素子、Ｒ
ｍ・・・モニター抵抗値、Ｒ１１Ｒ１、Ｒ３・・・温度
補償抵抗素子（抵抗値）、ｒｌ　＊　ｒｌ　＋　ｒ、・
・・・・・ｒ９・・・トリミング抵抗素子（抵抗値）、
ｖＯｃ・・・印加電圧、ｖＯ・・・出力電圧、Ｔｌ・・
・下限側の測定温度、Ｔｈ・・・上限側の測定温度、Ｒ
ｍｌ・・・温度Ｔ１でのモニター抵抗測定値、Ｒｍｈ・
・・温度Ｔｈでのモニター抵抗測定値。 躬１固 Ｒ 躬４Ｚ 躬２固 Ｍ７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）半導体プロセスにより一つのシリコンチップ上に形
   成したセンシング部、ＩＣ回路部、および温度補償抵抗
   を含む温度依存性を有する半導体回路と、この半導体回
   路に導電接続された濃度依存性の少いトリミング抵抗素
   子とからなり、前記半導体回路の温度依存性を前記トリ
   ミング抵抗素子の抵抗値を調整することにより補償する
   ものにおいて、前記シリコンチップ上に前記半導体プロ
   セスによって１種類以上のモニター抵抗素子を形成し、
   このモニター抵抗素子の抵抗値および前記半導体回路の
   入出力特性を少くとも互いに異なる二つの濃度で測定し
   、この測定結果に基づいて前記半導体回路各素子の回路
   定数を前記二つの温度それぞれについて求め、得られた
   回路定数に基づいて前記厚膜抵抗素子の調整抵抗値を所
   定の算式に基づいて求めることを特徴とする半導体回路
   の温度補償方法。