JPS62156850A - 半導体装置 - 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〕 本発明は半導体装置に関し、特に半導体装置自体を一定
温度に維持できるように構成した半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

近年における大規模半導体集積回路装置では、半導体装
置自体が多数個の部品や素子からなる一つのシステムと
して構成されることがある。この場合、構成いかんによ
っては装置内部に温度変化に敏惑な部品を備えなければ
ならないことがある。

一般に、半導体装置以外の装置において温度変化に敏惑
な部品を有する場合には、温度変化に対して装置の特性
の安定化を図るために、前述したような部品を恒温槽に
入れたり或いは断熱材で包む等の対策を施しているが、
素子チップ上に全ての部品を集積している半導体装置で
はその部品のみを分離して恒温槽に入れることは不可能
であり、したがって半導体装置全体を恒温槽内に入れた
り或いは断熱材で包んでシステムを構成することが要求
されることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の半導体装置は、半導体装置の素子チップ
全体を恒温槽に入れ或いは断熱材で包むことにより温度
の一定維持は実現できるが、例えばこの素子チップを恒
温槽に入れた状態でプリント基板に実装したりハイブリ
ッド集積回路を構成しようとする場合には、このチップ
とシステムを構成しようとする他の部品や回路との間の
電気的接続を行うための配線引き回しが極めて困難にな
る。また、素子チップを断熱材で包むような場合には実
装に際しての寸法的な制約が生じ、システムの小型化を
図る上での障害になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、半導体装置自体で温度制御を可
能としてその温度を一定に保持し、温度変化に敏感な部
品を有する半導体装置の特性の安定化を図るものである
。

本発明の半導体装置は、半導体装置の温度を検出する温
度検出手段と、半導体装置を加熱可能な発熱手段と、前
記温度検出手段の出力に基づいて発熱手段を制御して半
導体装置を一定温度に保つ゛制御手段とを夫々半導体装
置に設けた構成としている。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略斜視図であり、シリコ
ン等の半導体基板１に所要の半導体回路部２を形成して
いる。この半導体回路部２には種々の素子、所要の配線
及びこれらに接続した信号引出しパッドを形成しており
、これにより一つの独立した半導体素子チップを構成す
ることになる。

そして、この半導体回路部２の周囲位置における前記半
導体基板１の一部には半導体基板１の温度を検出する温
度検出部３を設けるとともに、これと隣接する位置には
制御部４を設けている。また前記半導体回路部２を包囲
するように半導体基板１の周囲位置には発熱部５を延設
しており、これら温度検出部３．制御部４及び発熱部５
をアルミニウム配線６で相互に電気接続している。

即ち、第２図に回路図を併せて示すように、前記温度検
出部３は温度センサ用としてのトランジスタＴｒ、と３
個の抵抗Ｒ１、Ｒ２＋　　Ｒ３でブリッジ回路を構成し
ている。そして、例えば前記トランジスタＴｒ、の■、
の−’ｌ　ｍ　ｖ　／　’Ｃの温度特性を利用すること
により、半導体基板１の温度変化をブリッジ回路におけ
る電位差或いは電流の変化に変換し、これを温度検出部
３のブリッジ信号として出力する。

また、制御部４はトランジスタＴｒｚ、Ｔｒ３及び抵抗
Ｒ４，Ｒ５からなる差動増幅器と電圧電流トランジスタ
Ｔ　ｒ　ｓ　とで構成し、前記ブリッジ信号を差動増幅
して電圧電流トランジスタＴｒａを制御し、発熱部５へ
通流する電流量をブリッジ回路の出力に比例して変化さ
せる。

発熱部５は多結晶シリコン膜或いは不純物拡散層からな
る発熱抵抗ＨＲとして構成し、通電時に発する抵抗熱に
よって半導体基板１を加熱することができる。

この構成によれば、温度検出部３ではトランジスタＴｒ
、と抵抗Ｒ＋　、Ｒｚ　、Ｒ：＋のブリッジ回路によっ
て温度変化を検出し、その電位差或いは電流の変化をブ
リッジ信号として出力する。制御部４では差動増幅器に
よってこのブリッジ信号を増幅し、電圧電流トランジス
タＴｒ４のベースに供給するバイアス電圧を変化させる
。これにより、トランジスタＴｒ、のコレクタ電流、即
ち発熱部５に通流する電流が前記ブリッジ信号に比例し
て変化される。発熱部５の発熱抵抗ＨＲは通流された電
流によって全長に亘って発熱し、半導体回路部２の周囲
位置において半導体基板１を前記電流量に応じた発熱量
で加熱する。

この結果、温度検出部３からの信号が小さい時には低い
発熱量で半導体基板１を加熱し、信号が大きい時には高
い発熱量で半導体基板１を加熱することになり、これに
より半導体基板ｌ及び半導体回路部２を一定の温度に維
持し、半導体回路部２内に含まれる温度変化に敏感な部
品、つまり素子の特性を安定に保ち、半導体装置全体の
特性の安定化を達成する。

なお、温度検出部３．制御部４及び発熱部５は回路部２
内に余裕のある場合には回路部２内に一体的に組入れる
ことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体装置の温度を検出
する温度検出手段、半導体装置を加熱可能な発熱手段及
び前記温度検出手段の出力に基づいて発熱手段を制御し
て半導体装置を一定温度に保つ制御手段を備えているの
で、半導体装置を恒温槽に入れ或いは断熱材で包む等の
対策を施すことなく一定の温度に保つことができ、シス
テム化した際の半導体装置の特性の安定化を実現できる
。

また、恒温槽や断熱材を不要とすることにより、前記効
果と同時に半導体装置の実装効率や経済性の向上を図る
ことができ、かつ部品点数低減による信頼性の向上を達
成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略斜視図、第２図は回路
図である。 ■・・・半導体基板、２・・・半導体回路部、３・・・
温度検出部、４・・・制御部、５・・・発熱部、６・・
・アルミニウム配線、Ｔｒ、ｘＴｒ４・・・トランジス
タ、Ｒ，〜Ｒ１・・・抵抗、ＨＲ・・・発熱抵抗。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板に所要の回路を構成してなる半導体装置
   において、前記半導体基板の一部に半導体装置の温度を
   検出する温度検出手段と、半導体装置を加熱可能な発熱
   手段と、前記温度検出手段の出力に基づいて前記発熱手
   段を制御して半導体装置を一定温度に保つ制御手段とを
   夫々設けたことを特徴とする半導体装置。 ２、温度検出手段は半導体基板に形成したトランジスタ
   及び抵抗でブリッジ回路を構成し、半導体基板の温度変
   化をブリッジ信号として出力するように設けてなる特許
   請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３、発熱手段は半導体基板に延設した抵抗で構成し、通
   電する電流量に応じた発熱量で半導体基板を加熱する特
   許請求の範囲第１項記載の半導体装置。