JPS5913359A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5913359A JPS5913359A JP12263682A JP12263682A JPS5913359A JP S5913359 A JPS5913359 A JP S5913359A JP 12263682 A JP12263682 A JP 12263682A JP 12263682 A JP12263682 A JP 12263682A JP S5913359 A JPS5913359 A JP S5913359A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
- G01K7/223—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Fire-Detection Mechanisms (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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は半導体装置に係シ、特に抵抗温度センサを具備
した半導体装置に関する。
した半導体装置に関する。
（ｂ） 技術の背景
近時、各種センサと情報処理回路を一半導体チツブ上に
併設せしめ、センサ情報の処理まで合わせて′行う機能
を持たせた半導体装置が、スマート・センサと称して提
供されつつある。
併設せしめ、センサ情報の処理まで合わせて′行う機能
を持たせた半導体装置が、スマート・センサと称して提
供されつつある。
中でも火災検知消火システムや反応装置の温度監視シス
テム等に於ては抵抗温度センサと情報処理回路等が一半
導体チツブ上に併設されてなる半導体装置が温度検知用
のスマート・センサとして多く用いられていた。
テム等に於ては抵抗温度センサと情報処理回路等が一半
導体チツブ上に併設されてなる半導体装置が温度検知用
のスマート・センサとして多く用いられていた。
（ｅ） 従来技術と問題点
上記スマート・センサに於て、抵抗温度センサーは半導
体基板上に形成されている絶縁膜上に配設された抵抗層
によって構成されるが、従来のスマート・センサに於て
は抵抗温度センサが、第１図に模式的にその断面を示し
たように、半導体基板１上に形成された一定の厚さく１
）を有する絶縁膜２上に配設された抵抗体層３ａ、３ｂ
等からのみなっていた。従って該スマート−センサが取
付けられる基体Ｓからスマート−センサのパッケージＰ
及び半導体基板ｌ、絶縁膜２を経て抵抗体層３ａ。
体基板上に形成されている絶縁膜上に配設された抵抗層
によって構成されるが、従来のスマート・センサに於て
は抵抗温度センサが、第１図に模式的にその断面を示し
たように、半導体基板１上に形成された一定の厚さく１
）を有する絶縁膜２上に配設された抵抗体層３ａ、３ｂ
等からのみなっていた。従って該スマート−センサが取
付けられる基体Ｓからスマート−センサのパッケージＰ
及び半導体基板ｌ、絶縁膜２を経て抵抗体層３ａ。
３ｂＫ至る熱の伝導率が一定であるため、該図に示すよ
うにたとえば抵抗体層を二つ以上設けたとしても、一時
点の検知で得られる情報１まその時点の温度情報のみで
ある。
うにたとえば抵抗体層を二つ以上設けたとしても、一時
点の検知で得られる情報１まその時点の温度情報のみで
ある。
即ち従来のスマー）−センサに於ては、一時点の検知で
は温度が一定状態にあるか、成るいは上昇しつつあるか
、下降しつつあるが等のよシ処置に有効な情報が得られ
なかった。
は温度が一定状態にあるか、成るいは上昇しつつあるか
、下降しつつあるが等のよシ処置に有効な情報が得られ
なかった。
そのため従来のスマート・センサを火災検知消火システ
ム等に適用する際には、別な装置を用いてスマート・セ
ンサからの情報を経時的に観測し、火災が拡大しつつあ
るか成るいは消えつつあるか、あるいは、たまたまセン
サーの下で発熱体を使用しただけで本当の火災ではない
か等の判断を行って、適切な消火措置（スプリンクラの
稼動や停止、消防署への情報連絡等）を行わなければな
らず、貴重な時間をロスするという問題があった。
ム等に適用する際には、別な装置を用いてスマート・セ
ンサからの情報を経時的に観測し、火災が拡大しつつあ
るか成るいは消えつつあるか、あるいは、たまたまセン
サーの下で発熱体を使用しただけで本当の火災ではない
か等の判断を行って、適切な消火措置（スプリンクラの
稼動や停止、消防署への情報連絡等）を行わなければな
らず、貴重な時間をロスするという問題があった。
又反応装置の温度監視装置に適用する際にも、同様の理
由により、その温度を別の装置に記憶させて置いて、経
済的に判断しないと適切な処置がとれないという問題が
あった。
由により、その温度を別の装置に記憶させて置いて、経
済的に判断しないと適切な処置がとれないという問題が
あった。
（ｄ） 発明の目的
本゛発明は、一時点の検知によシその時点の温度だけで
なくその変化状態を検出することが可能な抵抗温度セン
サを具備する半導体装置を提供し、上記問題点を除去す
ることを目的とする。
なくその変化状態を検出することが可能な抵抗温度セン
サを具備する半導体装置を提供し、上記問題点を除去す
ることを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
即ち本発明は半導体装置に於て、−半導体チップ上に、
半導体集積回路と、少なくとも異なる膜厚を有する絶縁
膜上に個々に配設された抵抗体層からなる複数の温度セ
ンサが併設されてなることを特徴とする。
半導体集積回路と、少なくとも異なる膜厚を有する絶縁
膜上に個々に配設された抵抗体層からなる複数の温度セ
ンサが併設されてなることを特徴とする。
（ｆ） 発明の実施例
以下本発明を一実施例について、図を用いて詳細に説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例に用いる半導体チップに於け
る機能部配置図、第３図は本発明の一実施例に用いる半
導体チップの要部断面図、第４図は本発明の半導体装置
の一実施例に於けるパッケージング後の断面図である。
る機能部配置図、第３図は本発明の一実施例に用いる半
導体チップの要部断面図、第４図は本発明の半導体装置
の一実施例に於けるパッケージング後の断面図である。
本発明の半導体装置に搭載される半導体チップには、例
えば第２図に示すように、抵抗体層からなる二つの抵抗
温度センサＳｌ、Ｓ、と、これら抵抗温度センサＳ＋、
Ｓｔを駆動する電源回路Ｅ１及び抵抗温度センサＳｌｅ
Ｓｌからの情報を処理して出力情報を作成する機能を
持つ情報処理回路りが集積される。
えば第２図に示すように、抵抗体層からなる二つの抵抗
温度センサＳｌ、Ｓ、と、これら抵抗温度センサＳ＋、
Ｓｔを駆動する電源回路Ｅ１及び抵抗温度センサＳｌｅ
Ｓｌからの情報を処理して出力情報を作成する機能を
持つ情報処理回路りが集積される。
本発明の特徴は、上記のように二つ若しくはそれ以上の
畔の抵抗温度センサを具備し、しかも各抵抗温度センサ
が異なる厚さの絶縁膜上に配設されることである。なお
各抵抗温度センサは通常四重抵抗材料で形成される。
畔の抵抗温度センサを具備し、しかも各抵抗温度センサ
が異なる厚さの絶縁膜上に配設されることである。なお
各抵抗温度センサは通常四重抵抗材料で形成される。
即ち本発明の半導体装置に於ける温度センサ部は、例え
ば第３図に示すように、シリコン（Ｓｌ）基板１１上に
形成された３００〜４００〔＾〕程度の薄い第１の酸化
膜１２ａ上に第１の抵抗温度センサＳ、を構成する厚さ
３０００〜４ｏｏｏ（Ｘ〕程度の第１の多結晶Ｓｔ抵抗
体層１３ａが、又６００ ｏ［ｉ］程度の厚い第２の酸
化膜１２ｂ上に第２の抵抗温度センサＳ！を構成する厚
さ３０００〜４ｏｏｏ（Ｘ）程度の第２の多結晶Ｓ１抵
抗１体層１３ｂが配設される。
ば第３図に示すように、シリコン（Ｓｌ）基板１１上に
形成された３００〜４００〔＾〕程度の薄い第１の酸化
膜１２ａ上に第１の抵抗温度センサＳ、を構成する厚さ
３０００〜４ｏｏｏ（Ｘ〕程度の第１の多結晶Ｓｔ抵抗
体層１３ａが、又６００ ｏ［ｉ］程度の厚い第２の酸
化膜１２ｂ上に第２の抵抗温度センサＳ！を構成する厚
さ３０００〜４ｏｏｏ（Ｘ）程度の第２の多結晶Ｓ１抵
抗１体層１３ｂが配設される。
そして多結晶Ｓ１抵抗体層１３ａ、１３ｂ形成面上に、
゛りん珪酸ガラス（ＰＳＧ）等からなる層間絶縁膜１４
が載設され、該１４間絶縁膜１４にコンタクト窓１５が
設けられ、それぞれのコンタクト窓１５に於工前記多結
晶Ｓｉ抵抗体層１３ａ、１３ｂのそれぞれの端部に接続
するアルミニウム（ＡＬ）配線１６が形成され、該Ａｔ
配線形成面上がＰＳＧ等からなる表面保護膜１７で覆わ
れて表っている。
゛りん珪酸ガラス（ＰＳＧ）等からなる層間絶縁膜１４
が載設され、該１４間絶縁膜１４にコンタクト窓１５が
設けられ、それぞれのコンタクト窓１５に於工前記多結
晶Ｓｉ抵抗体層１３ａ、１３ｂのそれぞれの端部に接続
するアルミニウム（ＡＬ）配線１６が形成され、該Ａｔ
配線形成面上がＰＳＧ等からなる表面保護膜１７で覆わ
れて表っている。
なお上記構造に於て、厚い第２の酸化膜１２ｂとして、
例えばＭＯＳ構造の情報処理回路（図示せず）や電源回
路（図示せず）を形成する際、選択酸化法（ＬＯＣＯ８
）法等で形成した６０００［入〕程度の厚さのフィール
ド酸化膜が用いられる。又薄い酸化膜１２ａとして、例
えば前記選択酸化を終って表出されたＳｔ基板１１面に
、前記回路に配設されるＭＯＳ）ランジスタ（図示せず
）のゲート酸化膜を形成する際同時に形成した３００〜
４００〔久〕程度の厚さの酸化膜が用いられる。
例えばＭＯＳ構造の情報処理回路（図示せず）や電源回
路（図示せず）を形成する際、選択酸化法（ＬＯＣＯ８
）法等で形成した６０００［入〕程度の厚さのフィール
ド酸化膜が用いられる。又薄い酸化膜１２ａとして、例
えば前記選択酸化を終って表出されたＳｔ基板１１面に
、前記回路に配設されるＭＯＳ）ランジスタ（図示せず
）のゲート酸化膜を形成する際同時に形成した３００〜
４００〔久〕程度の厚さの酸化膜が用いられる。
なお又、第１．第２の多結晶Ｓｉ抵抗体層１３ａ。
１３ｂのパターンは、他領域に形成されるＭＯＳトラン
ジスタのゲート電極パターン（図示せず）と同時に３０
００〜４０００［λ〕程度の厚さに形成される。しかし
抵抗体層１３ａ、１３ｂはゲート電極／ジ と異なυ、通７ 、、、〕程度の高い比抵抗に形成す
るので、ノンドープ多結晶Ｓｔからなる第１．第２の抵
抗体層パターンに前記導電性を伺与するための不純物イ
オン注入は、ゲートｉｔ極と別に行う必要がある。
ジスタのゲート電極パターン（図示せず）と同時に３０
００〜４０００［λ〕程度の厚さに形成される。しかし
抵抗体層１３ａ、１３ｂはゲート電極／ジ と異なυ、通７ 、、、〕程度の高い比抵抗に形成す
るので、ノンドープ多結晶Ｓｔからなる第１．第２の抵
抗体層パターンに前記導電性を伺与するための不純物イ
オン注入は、ゲートｉｔ極と別に行う必要がある。
本発明の半導体装置は、上記のような温度センサ部及び
センサ駆動回路、センサ情報φ処理回路が集積された８
１チツグ１８が、 例えば第４図に示すように、キャッ
プ１９側にリード端子２ｏが延出されたセラミック□パ
ッケージ２１に搭載され、該パッケージ２１が断熱性を
有するセラミック・キャップ１９で封止されてなってい
る。そして該セラミック参キャップは断熱性がより高い
ことが好ましく、そのため該セラミックのキャップを、
中空部を有する二層構造にすれば更に効果的である。
センサ駆動回路、センサ情報φ処理回路が集積された８
１チツグ１８が、 例えば第４図に示すように、キャッ
プ１９側にリード端子２ｏが延出されたセラミック□パ
ッケージ２１に搭載され、該パッケージ２１が断熱性を
有するセラミック・キャップ１９で封止されてなってい
る。そして該セラミック参キャップは断熱性がより高い
ことが好ましく、そのため該セラミックのキャップを、
中空部を有する二層構造にすれば更に効果的である。
なお同図に於て、２２はチップｅステージ、２３け金・
シリコン合金層、２４は内部リード、２５ばろ′う拐、
２６は低融点ガラス、２７はボンディング・パッド、２
８はコネクタ線を示している。
シリコン合金層、２４は内部リード、２５ばろ′う拐、
２６は低融点ガラス、２７はボンディング・パッド、２
８はコネクタ線を示している。
上記構造を有する本発明の半導体装置を火災検知に用い
る際には、第４図に示す町うに火災の発生によって昇温
する室内の壁面２９等にパッケージ２１の底面を直かに
密着させて固定する。
る際には、第４図に示す町うに火災の発生によって昇温
する室内の壁面２９等にパッケージ２１の底面を直かに
密着させて固定する。
火災が発生して該壁面２９が昇温すると、該壁面２９の
熱はパッケージ２１．パッケージ内のチップ・ステージ
２２． 全書シリコン合金層２３を介してＳ］チップ
１８に伝わる。そして該ＳＩチップ１８の温度センサ部
は第３図のような構造を有するので、該Ｓｔチップに伝
えられた熱は、Ｓｉ基板１１を通り一方では薄い第１の
酸化膜１２ａを経て第１の多結晶Ｓ１抵抗体層１３ａに
、又一方では厚い第２の酸化膜１２ｂを経て第２の多結
晶Ｓｔ抵抗体層１３ｂに伝わる。このような伝熱経路に
於て、熱抵抗に大きく寄与するのは前記第１゜第２の酸
化膜１２ａ、１２ｂである。
熱はパッケージ２１．パッケージ内のチップ・ステージ
２２． 全書シリコン合金層２３を介してＳ］チップ
１８に伝わる。そして該ＳＩチップ１８の温度センサ部
は第３図のような構造を有するので、該Ｓｔチップに伝
えられた熱は、Ｓｉ基板１１を通り一方では薄い第１の
酸化膜１２ａを経て第１の多結晶Ｓ１抵抗体層１３ａに
、又一方では厚い第２の酸化膜１２ｂを経て第２の多結
晶Ｓｔ抵抗体層１３ｂに伝わる。このような伝熱経路に
於て、熱抵抗に大きく寄与するのは前記第１゜第２の酸
化膜１２ａ、１２ｂである。
従って壁面温度の上昇過程に於ける一時点では、薄い第
１の酸化膜１２ａ上に形成きれている第１の多結晶Ｓｔ
抵抗体層１３ａの温度の方が、厚い第２の酸化膜１２ｂ
上に形成されている第２の多結晶Ｓｔ抵抗体層１３ｂよ
り高温になる。又壁面の温度が一定になっている一時点
では両抵抗体層１３ａ。
１の酸化膜１２ａ上に形成きれている第１の多結晶Ｓｔ
抵抗体層１３ａの温度の方が、厚い第２の酸化膜１２ｂ
上に形成されている第２の多結晶Ｓｔ抵抗体層１３ｂよ
り高温になる。又壁面の温度が一定になっている一時点
では両抵抗体層１３ａ。
１３ｂの温度は等しくなり、逆に壁面温度が下降状態に
ある一時点に於ては、第２の抵抗体層１３ｂが第１の抵
抗体層１３ａより高温になる。
ある一時点に於ては、第２の抵抗体層１３ｂが第１の抵
抗体層１３ａより高温になる。
そこで一時点に於ける第１．第２の多結晶Ｓｔ抵抗体層
１３ａ、１３ｂの温度をその抵抗値によって検出比較す
ることにより、その時点で壁面温度が上昇過程即ち火勢
拡大過程にあるか、壁面温度が一定で火勢が飽和状態に
あるか、成るいは壁面温度が下降過程即ち火勢縮小過程
にあるかが検知される。そして該情報が同一チップ上に
配設された情報処理回路により処理され、消火機構に対
して適切な出力情報が発せられる。
１３ａ、１３ｂの温度をその抵抗値によって検出比較す
ることにより、その時点で壁面温度が上昇過程即ち火勢
拡大過程にあるか、壁面温度が一定で火勢が飽和状態に
あるか、成るいは壁面温度が下降過程即ち火勢縮小過程
にあるかが検知される。そして該情報が同一チップ上に
配設された情報処理回路により処理され、消火機構に対
して適切な出力情報が発せられる。
なお本発明の半導体装置に於て、三種類以上の厚さを有
する絶縁膜上にそれぞれ抵抗体層を設けてなる三種類以
上の抵抗温度センサを具備せしめることにより、温度の
上昇速度、下降速度等、一時点゛の検知により更に多く
の情報を得ることができる。
する絶縁膜上にそれぞれ抵抗体層を設けてなる三種類以
上の抵抗温度センサを具備せしめることにより、温度の
上昇速度、下降速度等、一時点゛の検知により更に多く
の情報を得ることができる。
又抵抗体層は白金等抵抗温度係数の大きい金属で形成し
てもよく、抵抗体層下部の絶縁膜はＰＳＧ膜、窒化シリ
コン（ＳｉｍＮ４）膜等でもよい。
てもよく、抵抗体層下部の絶縁膜はＰＳＧ膜、窒化シリ
コン（ＳｉｍＮ４）膜等でもよい。
Ｑ）発明の詳細
な説明したように、本発明の抵抗温度センサを具備した
半導体装置に於ては、一時点の検知により該半導体装置
を固着した部位の温度が上昇しつつあるか、一定状態に
あるか、成るいは下降しつつあるかの情報が得られる。
半導体装置に於ては、一時点の検知により該半導体装置
を固着した部位の温度が上昇しつつあるか、一定状態に
あるか、成るいは下降しつつあるかの情報が得られる。
従って本発明の半導体装置を火災検知消火システムに適
用するこ七によシ、＼”６な消火活動がなされる。
用するこ七によシ、＼”６な消火活動がなされる。
又反応装置の温度監視システムに適用することにより、
適切な温度制御がなし得る。
適切な温度制御がなし得る。
第１図は従来の抵抗温度センサの模式断面図、第２図は
本発明の半導体装置の一実施例に用いる半導体チップに
於ける機能部配置図、第３図は同一実施例に用いる半導
体チップの要部断面図で、第４図は同一実施例に於ける
バクケージング後の断面図である。 図に於て、１１はシリコン基板、１２ａは薄い第１の酸
化膜、１２ｂは厚い第２の酸化膜、１３ａは第１の多結
晶シリコン抵抗体層、１３ｂは第２の多結晶シリコン抵
抗体層、１４は層間絶縁膜。 １６はアルミニウム配線、１７は表面保換膜、１８はシ
リコン・チップ、１９はセラミック串キャップ、２０は
リード端子、２１はセラミック・パッケージ、２９は壁
面＋Ｓ＋＋Ｓｔは抵抗温度センサ。 Ｅはセンサ駆動用電源回路、Ｌはセンサ情報処理回路を
示す。 矛 ／ 図 着２図
本発明の半導体装置の一実施例に用いる半導体チップに
於ける機能部配置図、第３図は同一実施例に用いる半導
体チップの要部断面図で、第４図は同一実施例に於ける
バクケージング後の断面図である。 図に於て、１１はシリコン基板、１２ａは薄い第１の酸
化膜、１２ｂは厚い第２の酸化膜、１３ａは第１の多結
晶シリコン抵抗体層、１３ｂは第２の多結晶シリコン抵
抗体層、１４は層間絶縁膜。 １６はアルミニウム配線、１７は表面保換膜、１８はシ
リコン・チップ、１９はセラミック串キャップ、２０は
リード端子、２１はセラミック・パッケージ、２９は壁
面＋Ｓ＋＋Ｓｔは抵抗温度センサ。 Ｅはセンサ駆動用電源回路、Ｌはセンサ情報処理回路を
示す。 矛 ／ 図 着２図
Claims (1)
- 一半導体チツブ上に、半導体集積回路と、異なる膜厚を
有する絶縁膜上に個々に配設された抵抗体層からなる複
数の温度センサが併設されてなることを特徴とする半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12263682A JPS5913359A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12263682A JPS5913359A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913359A true JPS5913359A (ja) | 1984-01-24 |
| JPH0414506B2 JPH0414506B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=14840870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12263682A Granted JPS5913359A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913359A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4879747B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2012-02-22 | ツェットエフ、レンクジステメ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング | ラックを加圧する装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4601243B2 (ja) * | 2002-08-06 | 2010-12-22 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | フッ素系のイオン交換膜 |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP12263682A patent/JPS5913359A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4879747B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2012-02-22 | ツェットエフ、レンクジステメ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング | ラックを加圧する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414506B2 (ja) | 1992-03-13 |
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