TWI731065B - 半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器 - Google Patents

半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器 Download PDF

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TWI731065B
TWI731065B TW106112847A TW106112847A TWI731065B TW I731065 B TWI731065 B TW I731065B TW 106112847 A TW106112847 A TW 106112847A TW 106112847 A TW106112847 A TW 106112847A TW I731065 B TWI731065 B TW I731065B
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池田昌功
龜山禎史
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日商瑞薩電子股份有限公司
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Abstract

本發明提供可用高準確度測量溫度及電源電壓之半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器。 依據一實施形態，半導體裝置1包含：溫度感測模組10，其輸出關於溫度之非線性之數位值及關於溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部30，其記憶溫度、數位值及感測電壓值；及控制部40，其使用記憶於記憶部30中之溫度、數位值及感測電壓值算出特性式，且記憶於記憶部30中之溫度、數位值及感測電壓值包含絕對溫度測量下之絕對溫度、在絕對溫度之數位值及在絕對溫度之感測電壓值。

Description

半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器
本發明係關於半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器，例如，關於可用高準確度測量溫度及電源電壓之半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器。
車載資訊終端不僅具有導航機能，亦具有電視、DVD、音響機能並朝高機能化發展。為實現高速處理，使用如此車載資訊終端之半導體裝置裝設有監視半導體裝置之溫度的溫度感測模組。
與溫度感測模組相關之技術揭示於例如專利文獻1中。
專利文獻2揭示利用確認半導體製造時之特性時取得之特性偏差值，修正各溫度感測模組之溫度特性的技術。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2013-064677號公報
〔專利文獻2〕日本特開2014-145704號公報
例如，在如專利文獻2所述地，利用確認半導體製造時之特性時取得之特性偏差值，修正各溫度感測模組之溫度特性的方法中，為準確度良好地修正，必須增加可測量半導體晶片之絕對溫度的晶圓狀態下之測試步驟，因此有成本增加等之問題。
一實施形態係為解決如此問題而作成，並提供可用高準確度測量溫度及電源電壓之半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器。
其他課題及新特徵可由本說明書之記述及添附圖式了解。
依據一實施形態，半導體裝置包含：溫度感測模組，其輸出關於溫度之非線性之數位值及關於前述溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部，其記憶前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值；及控制部，其使用記憶於前述記憶部中之前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值算出特性式，且記憶於前述記憶部 中之前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值包含絕對溫度測量下之絕對溫度、前述在絕對溫度之前述數位值及前述在絕對溫度之前述感測電壓值。
位據前述一實施形態，可提供可用高準確度測量溫度及電源電壓之半導體裝置、溫度感測器及電源電壓監測器。
1:半導體裝置
2:半導體裝置
3:半導體裝置
10:溫度感測模組
10a:參考用溫度感測模組
10b:通常操作用溫度感測模組
10c:溫度感測模組
10d:溫度感測模組
11:溫度感測部
11a~11d:特性
12:電源電壓監測部
13:控制邏輯
14:溫度檢測電路
14a:弓形特性
14b:大致線性特性
15:A/D轉換器
16:類比緩衝器
17:類比緩衝器
18:類比緩衝器
19:A/D轉換器
20:測試模組
30:記憶部
30a:介面
40:控制部
40a:CPU
50:特性
60:特性
71:特性式
71a:特性式
71b:特性式
72:特性式
72a:特性式
72b:特性式
81a~83a:數位值
81b~83b:數位值
81c~83c:數位值
91:差值
92:差值
93:差值
95:安裝基板
96:電源
S11~S14:步驟
S21~S24:步驟
S31~S36:步驟
THCODE:數位值
THCODE_L(61):數位值
THCODE_H(62):數位值
THCODE_T(63):數位值
Tj:接面溫度
TJ1~TJ3:不特定溫度
VDD:電源電壓
Vref:電壓值
Vsense:感測電壓值
Vsense_L:感測電壓值
Vsense_H:感測電壓值
Vsense_T:感測電壓值
VsenseC_L(51):感測電壓值
VsenseC_H(52):感測電壓值
VsenseC_T(53):感測電壓值
△VDD:下降量
△GND:浮升量
〔圖1〕係舉例顯示溫度感測模組之結構圖。
〔圖2〕係舉例顯示溫度檢測電路輸出之電壓值及感測電壓值的溫度特性圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示電壓值。
〔圖3〕係舉例顯示溫度感測模組輸出之數位值的溫度特性的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖4〕係舉例顯示實施形態1之半導體裝置的結構圖。
〔圖5〕係舉例顯示實施形態1之半導體裝置的製造方法的流程圖。
〔圖6〕係舉例顯示實施形態1之半導體裝置的動作的流程圖。
〔圖7〕係舉例顯示藉由實施形態1之半導體裝置製造步驟取得之感測電壓值的溫度特性的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示感測電壓值。
〔圖8〕係舉例顯示藉由實施形態1之半導體裝置製造步驟取得之數位值的溫度特性及特性式的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖9〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例2之半導體裝置製造步驟取得之感測電壓值的溫度特性圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示感測電壓值。
〔圖10〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例3之半導體裝置製造步驟取得之感測電壓值的溫度特性圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示感測電壓值。
〔圖11〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例4之半導體裝置製造步驟取得之數位值的溫度特性及特性式的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖12〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例5之半導體裝置製造步驟取得之數位值的溫度特性及特性式的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖13〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例6之半導體裝置製造步驟取得之感測電壓值的溫度特性圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示感測電壓值。
〔圖14〕係舉例顯示藉由實施形態1之變形例7之半導體裝置製造步驟取得之數位值的溫度特性及特性式的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖15〕係舉例顯示實施形態2之半導體裝置的結構圖。
〔圖16〕係舉例顯示實施形態2之半導體裝置的動作的流程圖。
〔圖17〕係舉例顯示實施形態2之半導體裝置的參考用溫度感測模組起動時輸出的數位值的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖18〕係舉例顯示實施形態2之半導體裝置的通常操作用溫度感測模組起動時輸出的數位值的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
〔圖19〕係舉例顯示實施形態3之半導體裝置的結構圖。
〔圖20〕係舉例顯示溫度感測模組與電源IC之控制關係的圖。
為使說明明確化，以下之記載及圖進行適當、省略及簡略化。此外，作為進行各種處理之機能塊而記載於圖中的各要素可用CPU、記憶體、其他電路硬體地構成，且可藉由載入記憶體之程式等軟體地實現。因此，所屬技術領域中具有通常知識者可理解的是該等機能塊可藉由單獨硬體、單獨軟體或硬體與軟體之組合用各種形式實現，且不限於任一者。此外，在各圖中，相同要素賦予相同符號，且依需要省略重複說明。
首先，由於實施形態之溫度感測模組的構造明確，以下使用圖1至圖3說明本發明人等檢討之溫度感測模組的溫度特性的修正方法。
圖1係舉例顯示溫度感測模組之結構圖。組合在半導體裝置中之溫度感測模組10包含：溫度感測部11、電源電壓監測部12、控制邏輯13。此外，溫度感測部11包含：溫度檢測電路14、A/D轉換器15、類比緩衝器16及17。電源電壓監測部12包含類比緩衝器18及A/D轉換器19。溫度檢測電路14係例如能隙參考電路(BGR電路)。溫度感測部11及電源電壓監測部12統稱為類比部。
如圖2所示地，在溫度感測部11中，溫度檢測電路14輸出：相對接面溫度Tj顯示些許弓形(常溫為尖峰)之特性14a的電壓值Vref及相對接面溫度Tj顯示大致線性之特性14b的感測電壓值Vsense。在此所謂接面溫度Tj係半導體製品之晶片內PN接合部的溫度。溫度檢測電路14輸出之電壓值Vref及感測電壓值Vsense組合並藉由圖1之A/D轉換器15轉換成作為溫度感測器的數位值。
另一方面，在電源電壓監測部12中，半導體裝置內之電源電壓VDD(亦稱為半導體裝置內之內部電壓)及電壓值Vref組合並藉由圖1之A/D轉換器19轉換成作為電源電壓監測器的數位值。A/D轉換係依據藉由特性評價取得之相關性，使用特定之轉換式或轉換表來進行。
如此，經A/D轉換之數位值被儲存在控制邏輯13中之暫存器並被監測。
如圖3所示地，顯示溫度感測模組10在作為A/D轉換後之溫度感測器的數位值中，反映各溫度感測模組10具有之固有特性的偏差的偏差特性11a至11c。在此，有使如此偏差之特性11a至11c，如特性11d地，一律地調整偏移的方式。但是，由於該方式一律地調整偏移，無法修正反映電壓值Vref之弓形(非線性)的特性。此外，為修正反映弓形之特性，雖然有增加在晶圓狀態下進行特性評價之測試步驟的方法，但有因增加測試步驟而成本增加的問題。
(實施形態1)
以下說明實施形態1之半導體裝置。首先，說明實施形態1之半導體裝置的結構。圖4係舉例顯示實施形態1之半導體裝置1的結構圖。如圖4所示地，半導體裝置1包含溫度感測模組10、測試模組20、記憶部30及控制部40。此外，半導體裝置1不限於使用於車載資訊終端之半導體裝置1，亦可使用於可攜式資訊終端、高速計算機等任意之半導體機器。
如圖1及圖4所示地，溫度感測模組10包含：溫度感測部11、電源電壓監測部12及控制邏輯13。溫度感測部11之內部包含溫度檢測電路14。溫度檢測電路14係例如能隙參考電路(BGR電路)。
如圖2所示地，溫度檢測電路14輸出相對接面溫度Tj顯示些許弓形(常溫為尖峰)之非線性特性14a的類比電壓值Vref及相對接面溫度Tj顯示大致線性之特性14b的類比感測電壓值Vsense。電源電壓監測部12監測半導體裝置1內之電源電壓VDD(亦稱為半導體裝置1內之內部電壓)。
溫度感測模組10輸出數位值THCODE。數位值THCODE係組合類比感測電壓值Vsense與類比電壓值Vref並使用A/D轉換器15轉換之數位值。因為電壓值Vref相對接面溫度Tj具有些許弓形之非線性的特性，所以數位值THCODE亦關於溫度具有非線性的特性。溫度感測模組10，例如，在高溫時輸出感測電壓值Vsense_H及數位值THCODE_H，且在低溫時輸出感測電壓值Vsense_L及數位值THCODE_L。
此外，溫度感測模組10輸出作為電源電壓監測之數位值。作為電源電壓監測之數位值(電源電壓數位值)係組合半導體裝置1內之電源電壓VDD及類比電壓值Vref並使用A/D轉換器19進行A/D轉換者。
測試模組20係用以由外部端子對溫度感測模組10進行控制。由外部端子輸入之控制信號係透過測試模組20輸入溫度感測模組10。此外，由溫度感測模組10輸出之輸出信號可透過測試模組20由外部端子取出至外部。
記憶部30係例如熔絲型記憶體(FUSE)等。記憶部30記憶溫度、數位值、感測電壓值等。記憶部30在半導體裝置1起動時依據來自控制部40之控制信號，對溫度感測模組10之控制邏輯13及控制部40等輸出記憶之數位值、溫度、感測電壓值等。
控制部40係例如CPU(Central Processing Unit(中央處理單元))等。控制部40透過溫度感測模組10之控制邏輯13的暫存器及控制部40之暫存器等讀取記憶於記憶部30之溫度、數位值、感測電壓值。此外，控制部40使用記憶於記憶部30之溫度、數位值、感測電壓值算出特性式。
特性式係用以將A/D轉換器15及19輸出之數位值轉換成溫度值的式，且係用以修正溫度感測模組10之溫度特性的式。半導體裝置1之內部溫度為變數時，基準電壓因能隙參考電路之特性變動而變動，因此數位值亦變動。因此，這是用以考慮該等變動之式。在本實施形態中，考慮基準電壓因溫度變化而變動。
接著，說明實施形態1之半導體裝置1的製造方法。圖5係舉例顯示實施形態1之半導體裝置1的製造方法的流程圖。首先，說明半導體裝置1安裝在印刷基板上前之晶圓狀態下的檢查。晶圓狀態下的檢查可直接測量半導體裝置1之溫度。 即，晶圓狀態下的檢查為在可測量半導體裝置1之絕對溫度的環境下的檢查。藉由控制載置半導體裝置1之製造裝置等的溫度，可在特定溫度下檢查晶圓狀態之半導體裝置1的特性。檢查係在例如晶圓測試步驟、探針檢查步驟等之步驟中進行。
接著，如圖5之步驟S11所示地，在晶圓狀態之半導體裝置1中，設定為比常溫低之溫度的低溫(第一溫度)，藉由溫度感測模組10輸出類比感測電壓值(Vsense_L)及數位值(THCODE_L)。具體而言，藉由控制製造裝置等之溫度，設定半導體裝置1為比常溫低之低溫，例如-41℃。此時之低溫成為可直接測量作為半導體裝置1之絕對溫度的環境。設定半導體裝置1為低溫後，通過測試模組20只控制溫度感測模組10。在半導體裝置1安裝在印刷基板上後的通常動作中，藉由控制部40及相位同步電路(phase locked loop(鎖相電路)：PLL)等動作，大電流流動，使雜訊混入接地(GND)，且使接地浮升。但是，藉由使另一模組未動作，且通過測試模組20只控制溫度感測模組10，可成為雜訊未進入接地之平穩狀態來進行測量。
如此，在低溫時，可測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有大致線性特性的類比感測電壓值Vsense_L，同時可測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有非線性特性的數位值THCODE_L。
接著，如圖5之步驟S12所示地，在晶圓狀態之半導體裝置1中，設定為比常溫高之溫度的高溫(第二溫度)，藉由溫度感測模組10輸出類比感測電壓值 (Vsense_H)及數位值(THCODE_H)。具體而言，與低溫之情形同樣地，藉由控制製造裝置等之溫度，設定半導體裝置1為比常溫高之高溫，例如96℃。此時之高溫成為可直接測量作為半導體裝置1之絕對溫度的環境。設定半導體裝置1為高溫後，通過測試模組20只控制溫度感測模組10。藉此，在高溫時，可測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有大致線性特性的類比感測電壓值Vsense_H，同時可測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有非線性特性的數位值THCODE_H。
此外，低溫及高溫不限於-41℃及96℃。例如，低溫係比任意之常溫低的溫度，例如包含-41℃至常溫，且為了算出特性式，宜為-40℃至-20℃。另外，高溫係比任意之常溫高的溫度，例如包含常溫至150℃，且為了算出特性式，宜為96℃至150℃。
接著，將半導體裝置1組裝為封裝體並安裝在印刷基板上。安裝後，由於封裝體之熱阻及對印刷基板之熱擴散等，難以由外部控制溫度。此外，安裝後，成為無法直接測量半導體裝置1之絕對溫度的環境。但是，藉由使用測試模組20測量關於溫度具有線性特性之感測電壓值Vsense，可推定半導體裝置1之溫度。因此，可在半導體裝置1安裝在印刷基板上之狀態下進行不特定溫度之測量。在此，不特定溫度係無法如步驟S11及S12之測量地進行直接測量之溫度。不特定溫度係例如任意之常溫。
如圖5之步驟S13所示地，在安裝在印刷基板上之半導體裝置1中，在常溫下藉由溫度感測模組10輸出類比感測電壓值(Vsense_T)及數位值(THCODE_T)。具體而言，安裝在印刷基板上之半導體裝置1的溫度設定為不特定之溫度，例如常溫。設定半導體裝置1為常溫後，通過測試模組20只控制溫度感測模組10。藉此，在常溫時，測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有大致線性特性的類比感測電壓值Vsense_T。此外，與此同時，測量關於由溫度感測模組10輸出之溫度具有非線性特性的數位值THCODE_T。在常溫下，電壓值Vref表示弓形特性之峰值。因此，藉由測量常溫，可獲得電壓值Vref之特性。此外，感測電壓值Vsense_T及數位值THCODE_T之測量點不限於常溫1點，亦可在複數個溫度測量，取得複數個值。
接著，如圖5之步驟S14所示地，將在低溫、高溫、常溫輸出之類比之感測電壓值Vsense_L、Vsense_H及Vsense_T A/D轉換成數位值VsenseC_L、VsenseC_H及VsenseC_T並記錄。這是因為難以記錄類比之感測電壓值的緣故。數位化之感測電壓值VsenseC_L、感測電壓值VsenseC_T及感測電壓值VsenseC_H以及數位值THCODE_L、數位值THCODE_T及數位值THCODE_H總共6個值記錄在記憶部30，例如FUSE等中。此外，將類比感測電壓值A/D轉換之時間或記錄之時間可在各溫度時之測量後進行。
如此，記憶於記憶部30之溫度、數位值及感測電壓值包含絕對溫度測量下之絕對溫度、在絕對溫度之數位值及在絕對溫度之感測電壓值等。在此，絕對溫度係半導體裝置1安裝在印刷基板上前溫度感測模組10輸出之溫度。即，記憶 部30在半導體裝置1安裝在印刷基板上前，在可直接測量半導體裝置1之絕對溫度的環境下，包含：由溫度感測模組10輸出之低溫及高溫(絕對溫度)；低溫時之數位值THCODE_L及高溫時之數位值THCODE_H；以及低溫時之感測電壓值VsenseC_L及高溫時之感測電壓值VsenseC_H。此外，記憶於記憶部30之溫度、數位值及感測電壓值在半導體裝置1安裝在印刷基板上後，在無法直接半導體裝置1之絕對溫度的環境下，包含：由溫度感測模組10輸出之常溫(比低溫高溫且比高溫低溫之常溫)；常溫時之數位值THCODE_T；及常溫時之感測電壓值VsenseC_T。數位值THCODE_T係溫度感測模組10與感測電壓值VsenseC_T同時輸出者。
然後，經過預定之步驟，製成實施形態1之半導體裝置1。
接著，說明實施形態1之半導體裝置1的動作。圖6係舉例顯示實施形態1之半導體裝置1的動作的流程圖。
如圖6之步驟S21所示地，讀取在製造步驟時記憶於記憶部30之關於溫度的大致線性之感測電壓值及非線性之數位值。具體而言，首先，半導體裝置1起動後，控制部40經由控制部40之暫存器及溫度感測模組10之控制邏輯13的暫存器，讀取(讀出)在製造步驟時記憶於記憶部30之感測電壓值VsenseC_L、感測電壓值VsenseC_T及感測電壓值VsenseC_H以及數位值THCODE_L、數位值THCODE_T及數位值THCODE_H。
圖7係舉例顯示藉由實施形態1之半導體裝置1製造步驟取得之感測電壓值的溫度特性圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示電壓值。如圖7所示地，讀取(讀出)之感測電壓值VsenseC_L(51)、感測電壓值VsenseC_T(53)及感測電壓值VsenseC_H(52)顯示之特性50顯示相對於溫度大致線性之特性。在此，感測電壓值VsenseC_T(53)係不特定溫度時之感測電壓值。在由溫度特定之感測電壓值VsenseC_L(51)及感測電壓值VsenseC_H(52)算出的特性50顯示之直線上，藉由畫出感測電壓值VsenseC_T(53)，可特定不特定之溫度Tj。如此特定之溫度(第三溫度)係藉由將感測電壓值VsenseC_T(第三感測電壓值)代入控制部40使用低溫(第一溫度)、高溫(第二溫度)、感測電壓值VsenseC_L(第一感測電壓值)、感測電壓值VsenseC_H(第二溫度)算出之大致線性感測特性式而算出。不特定之溫度雖然是常溫之溫度，但可如此地特定常溫之溫度。
如此，如圖6之步驟S22所示地，控制部40使用在特定溫度輸出之感測電壓值VsenseC_L、感測電壓值VsenseC_H及在不特定溫度Tj輸出之感測電壓值VsenseC_T來特定不特定之溫度Tj。
圖8係舉例顯示藉由實施形態1之半導體裝置1製造步驟取得之數位值的溫度特性及特性式的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。如圖8所示地，因為讀取(讀出)之數位值THCODE的特性係使用電壓值Vref及感測電壓值Vsense之溫度特性，所以具有如常溫成為尖峰之弓形非線性的特性60。讀入低溫時之數位值THCODE_L(61)、高溫時之數位值THCODE_H(62)及當初在不特定溫度Tj輸出之數位值THCODE_T(63)。此外，在步驟S22中特定不特定之溫度Tj。
如圖6之步驟S23所示地，控制部40使用低溫之溫度(第一溫度)、數位值THCODE_L(61)(第一數位值)、特定之溫度(第三溫度)及數位值THCODE_T(63)(第三數位值)算出特性式71(第一特性式)。
如圖6之步驟S24所示地，與步驟S23之處理同樣地，控制部40使用高溫之溫度(第二溫度)、數位值THCODE_H(62)(第二數位值)、特定之溫度(第三溫度)及數位值THCODE_T(63)(第三數位值)算出特性式72(第二特性式)。此外，使數位值THCODE_T及特定溫度輸出2點以上時，亦可算出3個以上之特性式。
溫度感測模組10周期地測量溫度。溫度感測模組10輸出測量之溫度作為數位值THCODE。輸出之數位值THCODE儲存在圖1中之控制邏輯13的暫存器中。定期地或依需要監視半導體裝置1之溫度。在此情形中，控制部40在由溫度感測模組10輸出之數位值THCODE比數位值THCODE_T(63)(第三數位值)小時，藉由將數位值THCODE代入特性式71(第一特性式)來算出溫度。
另一方面，由溫度感測模組10輸出之數位值THCODE比數位值THCODE_T(63)(第三數位值)大時，藉由將數位值THCODE代入特性式72(第二特性式)算出溫度。具體而言，CPU等之控制部40讀出數位值THCODE，並在軟體上與數位值THCODE_T(63)進行比較，接著在數位值THCODE≦數位值THCODE_T(63)時，使用特性式71。在數位值THCODE≧數位值THCODE_T(63) 時，使用特性式72，進行對溫度之轉換。如此，控制部40監測半導體裝置1之溫度。
接著，說明本實施形態之效果。
依據本實施形態之半導體裝置1，在安裝在印刷基板上前之晶圓狀態中算出用以算出特性式之低溫及高溫時的數位值。晶圓狀態中之低溫及高溫係直接測量半導體裝置1之絕對溫度而求得之溫度。因此，可高準確度地算出特性式。
此外，溫度及數位值保持在記憶部30中。因此，半導體裝置1起動時，例如，可藉由軟體等算出特性式。
溫度感測模組10輸出之溫度雖然有時反應各溫度感測模組10具有之固有特性的偏差，但因為對各溫度感測模組10個別地算出特性式，所以可作成因應固有特性之偏差的特性式。因此，可比使用偏移一律地調整各溫度感測模組10之特性偏差更高準確度地測量溫度及電源電壓。
此外，可比統一修正各溫度感測模組10之特性更迅速地測量溫度。為統一修正非線性之特性，修正條件或修正量增加，因此會超過可修正範圍。因此，統一修正之方法難以提高準確度。
此外，溫度感測模組10包含溫度檢測電路14。而且，溫度檢測電路14輸出關於溫度具有大致線性特性之感測電壓值。因此，藉由利用關於溫度大致線性之特性，可用高準確度特定不特定之溫度。
溫度感測模組10將感測電壓值數位化處理。因此，可高速地處理。此外，可迅速地對應半導體裝置1之溫度變化，因此可高準確度地測量溫度。
(變形例1)
此外，雖然在實施形態1之半導體裝置1中，只特定1點不特定之溫度Tj而算出特性式，但實施形態1之變形例1的半導體裝置不只限於不特定之溫度1點的情形。如不特定溫度Tj_1、Tj_2、...、Tj_n地增加特定之不特定溫度數時，可算出可更高準確度地修正之特性式。如此，變形例1之半導體裝置的記憶部30由複數個任意之感測電壓值特定溫度感測模組10輸出複數個任意之感測電壓值的複數個溫度，算出特性式。
(變形例2)
接著，說明測量感測電壓值及數位值之溫度的個數。首先，說明測量感測電壓值之溫度的個數。在實施形態1之半導體裝置1中，如圖7所示地，設定低溫及高溫2個溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度。接著，藉由測量低溫及高溫時之感測電壓值(VsenseC_L)(51)及感測電壓值(VsenseC_H)(52)，算出特性式50，但溫度之個數不限於此。
如圖9所示地，亦可在變形例2之半導體裝置中，設定例如低溫之1點溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度。接著，控制部40亦可藉由測量低溫時之感測電壓值(VsenseC_L)(51)，由低溫及感測電壓值(VsenseC_L)(51)算出特性式50。在此情形中，感測電壓值(VsenseC)之斜率值預先記憶於記憶部30中。例如，感測電壓值(VsenseC)之斜率使用藉由製造多個半導體裝置1而累積之資料，或使用溫度檢測電路14中固有感測電壓值(VsenseC)之溫度相關性等，藉此預先記憶於記憶部30中。此外，記憶部30記憶低溫(第一溫度)及低溫時之感測電壓值(第一感測電壓值)。
(變形例3)
如圖10所示地，在變形例3之半導體裝置中，設定例如高溫之1點溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度，並藉由測量高溫時之感測電壓值(VsenseC_H)(52)，算出特性式50。在此情形中，感測電壓值(VsenseC)之斜率值亦預先記憶於記憶部30中。
如此，在變形例2及3之半導體裝置中，即使在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度為1點，亦可算出特性式50。然後，與上述實施形態1同樣地，組裝變形例2及3之半導體裝置作成封裝體，並安裝在印刷基板上。接著，控制部40由1個特定溫度、該溫度時之感測電壓值、及任意之感測電壓值，特定溫度感測模組10輸出任意之感測電壓值的溫度。具體而言，溫度感測模組10將任意之感測電壓值代入特性式而特定任意之溫度。
(變形例4)
接著，說明測量數位值之溫度的個數。在實施形態1中，如圖8所示地，設定低溫、高溫2個溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度。接著，測量低溫及高溫時之數位值THCODE_L(61)及數位值THCODE_H(62)，並藉由組合該等數位值與常溫時之數位值THCODE_T(63)，算出特性式71及72，但溫度之個數不限於此。
如圖11所示地，亦可在變形例4之半導體裝置中，設定例如低溫之1點溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度。控制部40測量低溫時之數位值THCODE_L(61)。接著，亦可藉由一起使用安裝在印刷基板上後測量之常溫時的數位值THCODE_T(63)，算出特性式71。
(變形例5)
如圖12所示地，亦可在變形例5之半導體裝置中，設定例如高溫之1點溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度。控制部40測量高溫時之數位值THCODE_H(62)。接著，亦可藉由一起使用安裝在印刷基板上後測量之常溫時的數位值THCODE_T(63)，算出特性式72。
(變形例6)
此外，在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度亦可為3個以上之溫度。在此情形中，3個以上之溫度亦可包括低溫及高溫中之任一者或低溫及高溫兩者。
如圖13所示地，亦可在變形例6之半導體裝置中，設定例如特定之溫度(-41℃)、特定之溫度(-41+α℃)、特定之溫度(96℃)及特定之溫度(96+α℃)的4點溫度，作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度，並藉由測量對應各溫度之感測電壓值(VsenseC)51、54、52及55，算出特性式50。在此情形中，記憶部30進一步記憶包含第一溫度之3個以上之複數個溫度及分別對應複數個溫度之感測電壓值，且控制部40由複數個特定溫度、分別對應複數個溫度之感測電壓值及任意之感測電壓值，特定溫度感測模組10輸出任意之感測電壓值的溫度，並算出特性式。如此，可用高準確度測量溫度及電源電壓。
(變形例7)
此外，如圖14所示地，在變形例7之半導體裝置中，設定與圖13同樣之4點溫度作為在製造步驟時之晶圓狀態中測量的特定溫度，並測量對應各溫度之數位值(THCODE)61、64、62及65。接著，測量安裝在印刷基板上後測量之常溫時的數位值THCODE_T(63)。控制部40由4點之溫度、分別對應4點溫度之數位值及常溫時之數位值THCODE_T(63)，算出特性式71及72。藉由如此地算出，可用高準確度測量溫度及電源電壓。此外，亦可算出複數個特性式。
(實施形態2)
接著，說明實施形態2之半導體裝置。溫度感測模組10在長期間使用時，由於長時間變化，類比特性產生變化。因此，半導體裝置1之使用保證期間，例如，7至15年中，為維持高準確度地測量半導體裝置1的溫度Tj，必須修正溫度感測 模組10之溫度特性的長時間變化。本實施形態係溫度特性之長時間變化的因應方法。
圖15係舉例顯示實施形態2之半導體裝置2的結構圖。如圖15所示地，本實施形態之半導體裝置2具有複數個溫度感測模組10a及10b。而且，半導體裝置2起動時，互相鄰接之參考用溫度感測模組10a(其中一溫度感測模組)及通常操作用溫度感測模組10b(另一溫度感測模組)動作。起動後，參考用溫度感測模組10a停止動作，通常操作用溫度感測模組10b繼續動作。此外，半導體裝置2雖然具有記憶部30、控制部40等及模組，但在圖15中，省略它們。
藉由相鄰配置參考用溫度感測模組10a及通常操作用溫度感測模組10b，兩者可測得大致相同之溫度Tj。
實施形態2之半導體裝置2的製造方法，因為對半導體裝置2之各溫度感測模組使用與實施形態1之半導體裝置1或變形例1至7之半導體裝置的溫度感測模組10同樣的製造方法，所以省略說明。
接著，說明實施形態2之半導體裝置2的動作。圖16係舉例說明實施形態2之半導體裝置2的動作的流程圖。
圖17係舉例顯示實施形態2之半導體裝置2的參考用溫度感測模組10a起動時輸出的數位值的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。圖18係舉例顯示實 施形態2之半導體裝置2的通常操作用溫度感測模組10b起動時輸出的數位值的圖，橫軸顯示溫度，且縱軸顯示數位值。
如圖16之步驟S31及圖17所示地，半導體裝置2起動時，參考用溫度感測模組10a輸出起動時之複數個溫度及複數個數位值81a、82a及83a(第一起動時數位值)。
如圖16之步驟S31及圖18所示地，半導體裝置2起動時，通常操作用溫度感測模組10b輸出起動時之複數個溫度及複數個數位值81b、82b及83b(第二起動時數位值)。具體而言，半導體裝置2起動時，由於CPU等之控制部40的操作，基本上溫度上升。利用該溫度上升，參考用溫度感測模組10a及通常操作用溫度感測模組10b輸出例如1至3點以上之溫度及數位值。
如圖17所示地，參考用溫度感測模組10a中之3點以上的溫度及數位值係例如不特定溫度TJ1時之數位值81a、不特定溫度TJ2時之數位值82a及不特定溫度TJ3時之數位值83a。
如圖18所示地，通常操作用溫度感測模組10b中之3點以上的溫度及數位值係例如不特定溫度TJ1時之數位值81b、不特定溫度TJ2時之數位值82b及不特定溫度TJ3時之數位值83b。如上所述，參考用溫度感測模組10a及通常操作用溫度感測模組10b由於相鄰配置，溫度感測模組10a中之不特定溫度TJ1至TJ3與溫度 感測模組10b中之不特定溫度TJ1至TJ3係大致相同之溫度。輸出之溫度及數位值儲存在溫度感測模組10之控制邏輯13的暫存器及控制部40之暫存器等中。
接著，如圖16之步驟S32所示地，半導體裝置2起動而輸出不特定溫度Tj時之複數個(3點以上)數位值後，為抑制長時間變化，停止參考用溫度感測模組10a。停止係藉由切斷對參考用溫度感測模組10a之電源、控制控制部40等來進行。停止參考用溫度感測模組10a包含停止溫度測量等之類比部。如此可抑制類比部之長時間變化。
接著，如圖16之步驟S33所示地，使用實施形態1或變形例1至7之上述方法，控制部40算出參考用溫度感測模組10a之特性式71a及特性式72a及通常操作用溫度感測模組10b之特性式71b及特性式72b。特性式71a、特性式71b、特性式72a及特性式72b係使用例如在出貨時預先在常溫時輸出之數位值算出。在此出貨時係製品之生產步驟的動作測試時。
接著，如圖16之步驟S34所示地，控制部40藉由將參考用溫度感測模組10a起動時之複數個數位值(第一起動時數位值)代入參考用溫度感測模組10a之特性式71a或特性式72a，算出起動時之複數個溫度(第一起動時溫度)。具體而言，如圖17所示地，參考用溫度感測模組10a藉由將數位值81a至83a代入特性式71a或特性式72a，特定溫度TJ1至TJ3。此外，使用特性式71a或特性式72a中的哪一個特性式係如前所述地由對作為基準之數位值的大小關係來決定。
接著，如圖16之步驟S35及圖18所示地，藉由將由步驟S34算出之起動時的複數個溫度代入通常操作用溫度感測模組10b之特性式71b或特性式72b，算出複數個數位值81c至83c(第三起動時數位值)。接著，算出各複數個溫度時之數位值81c至83c與數位值81b至83b間的差值91至93。
參考用溫度感測模組10a與通常操作用溫度感測模組10b相鄰配置。因此，溫度感測模組10a及溫度感測模組10b之實際溫度大致相同。因此，溫度感測模組10a及溫度感測模組10b輸出之溫度應該大致相同。將參考用溫度感測模組10a算出之起動時的複數個溫度TJ1至TJ3代入通常操作用溫度感測模組10b之特性式71b或72b而算出的數位值81c至83c本來應該與通常操作用溫度感測模組10b起動時輸出之數位值81b至83b大致相同。但是，溫度感測模組10b產生長時間變化時，在數位值81c至83c與數位值81b至83b之間產生差值91至93。因此，算出如此之差值。
接著，如步驟S36所示地，控制部40使用算出之差值，修正通常操作用溫度感測模組10b之特性式71b及特性式72b中之任一特性式。此外，控制部40使用差值91至93修正電源電壓監測部12輸出之電源電壓。修正係進行對出貨時等之特性式加上或減去差值的量等。
使用如此修正之特性式71b及72b，監測半導體裝置2之溫度。
接著，說明實施形態2之效果。
依據實施形態2之半導體裝置2，藉由相對通常操作用溫度感測模組10b相鄰配置參考用溫度感測模組10a，可使兩者測得大致相同之溫度。
起動時在參考用及通常操作用溫度感測模組10a及10b同時地輸出相對不特定溫度TJ1至TJ3之複數個(至少1至3點)數位值。由輸出之數位值算出差值，並由算出之差值對特性式進行修正。因為差值反映長時間變化，所以藉由該修正，可修正長時間變化。藉此，在半導體裝置2之使用保證期間，可高準確度地測量溫度。
此外，測量半導體裝置2內之電源電壓時，藉由使用長時間變化之差值進行修正，在半導體裝置2之使用保證期間，可高準確度地測量電源電壓。除此以外之效果與實施形態1及變形例1至7相同。
(實施形態3)
接著，說明實施形態3之半導體裝置3。實施形態3係在半導體裝置3中配置參考用及通常操作用溫度感測模組以外之1個以上的溫度感測模組，並對該等溫度感測模組亦使用差值來進行修正。圖19係舉例顯示實施形態3之半導體裝置3的結構圖。
如圖19所示地，半導體裝置3具有參考用及通常操作用溫度感測模組10a及10b以外之溫度感測模組10c及10d(其他溫度感測模組)。參考用及通常操作用溫度感測模組10a及10b互相相鄰配置。除此以外之複數個溫度感測模組10c及10d 在半導體裝置3中配置於溫度容易上升之CPU40a附近。另外，為提高電源電壓之準確度，亦配置於CPU40a之附近。
實施形態3之半導體裝置3的製造方法係對半導體裝置3之各溫度感測模組10a至10d，使用與實施形態1之半導體裝置1或變形例1至7之半導體裝置的溫度感測模組10同樣的製造方法。此外，設有CPU40a、對DDR(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory(雙倍資料速率同步動態隨機存取記憶體))之介面30a等。然後，經過預定之步驟，製成半導體裝置3。
接著，說明實施形態3之半導體裝置3的動作。使用在前述實施形態2中算出之差值，修正各溫度感測模組10c及10d中之第一特性式及第二特性式中之至少一特性式。接著，各溫度感測模組10c及10d使用修正之特性式，將數位值轉換成溫度。此外，長時間變化量因各溫度感測模組之個別特性及動作條件等而變化。因此，宜在每次半導體裝置3起動時進行考慮進行長時間變化量之特性式修正。另外，各溫度感測模組具有作為電源電壓監測器之機能。如此之各電源電壓監測器使用差值修正作為電源電壓之數位值並輸出。
接著，說明實施形態3之效果。
依據本實施形態之半導體裝置3，將在實施形態2算出之長時間變化的差值使用於各溫度感測模組來修正各溫度感測模組之特性式。半導體裝置3之各溫度感測模組由於考慮長時間變化為大致相同，藉由將由溫度感測模組10a及溫度感測模組10b算出之差值使用於各溫度感測模組中特有之各特性式，可對各溫度感 測模組具有之特性進行長時間變化的修正。因此，可高準確度地測量溫度及電源電壓。
此外，半導體裝置3內之各溫度感測模組由於考慮長時間變化為大致相同，相鄰配置之參考用及通常操作用溫度感測模組的組有至少一組即可。因此，可不需要參考用之溫度感測模組10c及10d，故可縮小半導體裝置3內之空間，使半導體裝置3微細化。
接著，說明溫度感測模組與電源IC之控制關係。圖20係舉例顯示溫度感測模組10與電源IC96之控制關係的圖。如上所述地，溫度感測模組10中設有電源電壓監測部12。因此，溫度感測模組10，除了具有作為溫度感測器之機能以外，亦具有作為電源電壓監測器之機能。
而且，在設有半導體裝置1之安裝基板95上設有電源IC96。電源IC96供給下降至目的電壓之電源電壓至半導體裝置1。由電源IC96至電源電壓監測部12之間具有配線等之負載。因此，電源電壓VDD減少下降量△VDD。另一方面，由電源IC96之接地至電源電壓監測部12之間具有配線等之負載。因此，接地電壓上升浮升量△GND。因此，供給至電源電壓監測部12之電源中，半導體裝置1之電源電壓VDD(亦稱為內部電壓)為減去下降量△VDD及浮升量△GND之電壓。
在電源電壓監測部12中，半導體裝置1內之電源電壓VDD(+△VDD-△GND)及電壓值Vref組合而藉由A/D轉換器19轉換成作為電源電壓監測之數位值。轉換 之數位值在控制邏輯13中被監測是否為適切之電源電壓。此外，控制部40，如以上在實施形態2所述地，使用考慮長時間變化之差值來修正數位值。控制邏輯13對控制部40輸出監測後之電源電壓。控制部40依據不同情形使IC電源控制機能動作，以控制電源IC96之電源。
以上，雖然依據實施形態具體地說明本發明人作成之發明，但本發明不限於上述實施形態，且當然在不偏離其要旨之範圍內可有各種變更。
此外，亦可作成以下之程式，使電腦實行上述實施形態1至3之半導體裝置的動作方法。
(實施形態1之程式)
一種程式，其使電腦實行半導體裝置之溫度測量方法，該半導體裝置包含：溫度感測模組，其輸出關於溫度之非線性之數位值及關於前述溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部，其記憶前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值；及控制部，其使用記憶於前述記憶部之前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值算出特性式，該程式實行以下步驟：在前述半導體裝置安裝在前述印刷基板上前，使前述記憶部記憶：比任意常溫低溫之絕對溫度測量下的第一溫度、在前述第一溫度時由前述溫度感測模 組輸出之第一數位值及第一感測電壓值；及比前述任意常溫高溫之絕對溫度測量下的第二溫度、在前述第二溫度時由前述溫度感測模組輸出之第二數位值及第二感測電壓值；在前述半導體裝置安裝在前述印刷基板上後，使前述記憶部記憶：藉由將在前述常溫時由前述溫度感測模組輸出之第三感測電壓值代入前述控制部使用前述第一溫度、前述第二溫度、前述第一感測電壓值及前述第二感測電壓值算出之大致線性感測特性式而算出的第三溫度，即作為前述常溫之溫度而特定的第三溫度；及與前述第三感測電壓值一起輸出之第三數位值；使前述控制部藉由前述第一溫度、前述第一數位值、前述第三溫度及前述第三數位值算出第一特性式，並藉由前述第三溫度、前述第三數位值、前述第二溫度及前述第二數位值算出第二特性式；及使前述控制部在由前述溫度感測模組輸出之前述數位值比前述第三數位值小時，藉由將輸出之前述數位值代入前述第一特性式，而算出前述溫度，並在由前述溫度感測模組輸出之前述數位值比前述第三數位值大時，藉由將輸出之前述數位值代入前述第二特性式，而算出前述溫度。
(實施形態2之程式)
如以上記載之程式，其中具有複數個前述溫度感測模組，且具有以下步驟：起動時，使互相相鄰之其中一及另一前述溫度感測模組動作；及起動後，停止前述其中一溫度感測模組之動作，並繼續前述另一溫度感測模組之動作，在前述動作之步驟中， 使前述其中一溫度感測模組測量起動時之複數個第一起動時數位值，使前述控制部藉由將複數個前述第一起動時數位值代入其中前述一溫度感測模組之前述第一特性式或前述第二特性式，而算出起動時之複數個第一起動時溫度，使前述另一溫度感測模組測量起動時之複數個第二起動時數位值，使前述控制部算出藉由將複數個前述第一起動時溫度代入前述另一溫度感測模組之前述第一特性式或前述第二特性式而算出的第三起動時數位值與前述第二起動時數位值間的差值，並使用算出之前述差值修正前述另一溫度感測模組之前述第一特性式及前述第二特性式中之至少一特性式。
此外，如以上記載之程式，其中：前述溫度感測模組包含監測前述半導體裝置之電源電壓的電源電壓監測部，且具有使前述控制部使用前述差值修正前述電源電壓之步驟。
(實施形態3之程式)
如以上記載之程式，其中：在前述其中一溫度感測模組及前述另一溫度感測模組以外的1個以上其他溫度感測模組中，使前述控制部，使用前述差值修正各前述其他溫度感測模組之前述第一特性式及前述第二特性式中之至少一特性式。
此外，如以上記載之程式，更具有使前述控制部使用前述差值修正各前述其他溫度感測模組之前述電源電壓的步驟。
(附記1)
一種溫度感測器，其包含：溫度感測模組，其輸出關於溫度之非線性之數位值及關於前述溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部，其記憶前述數位值及前述感測電壓值；及控制部，其使用記憶於前述記憶部之前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值算出特性式，記憶於前述記憶部之前述溫度、前述數位值及前述感測電壓值中包含絕對溫度測量下之絕對溫度、前述在絕對溫度之前述數位值及前述在絕對溫度之前述感測電壓值。
(附記2)
如附記1記載之溫度感測器，其中：前述絕對溫度包含第一溫度及比前述第一溫度高溫之第二溫度，前述數位值包含前述第一溫度時之第一數位值及前述第二溫度時之第二數位值，前述記憶部更包含：第三溫度，其比前述第一溫度高溫且比前述第二溫度低溫；及第三數位值，係前述第三溫度時之數位值。
(附記3)
如附記2記載之溫度感測器，其中：前述絕對溫度係前述溫度感測器安裝在印刷基板上前，前述溫度感測模組輸出之前述溫度，前述第三溫度係前述溫度感測器安裝在前述印刷基板上後，前述溫度感測模組輸出之溫度。
(附記4)
如附記2或附記3記載之溫度感測器，其中前述控制部：使用前述第一溫度、前述第一數位值、前述第三溫度及前述第三數位值算出第一特性式，且使用前述第三溫度、前述第三數位值、前述第二溫度及前述第二數位值算出第二特性式。
(附記5)
如附記4記載之溫度感測器，其中前述控制部：在由前述溫度感測模組輸出之前述數位值比前述第三數位值小時，藉由將前述數位值代入前述第一特性式算出前述溫度，且在由前述溫度感測模組輸出之前述數位值比前述第三數位值大時，藉由將前述數位值代入前述第二特性式算出前述溫度。
(附記6)
如附記2至附記5中任一項記載之溫度感測器，其中：前述第一溫度係比任意之常溫低之溫度，前述第二溫度係比前述常溫高之溫度，前述記憶部包含前述第一溫度時之第一感測電壓值及前述第二溫度時之第二感測電壓值，作為前述絕對溫度測量下之前述感測電壓值，前述記憶部更包含由前述溫度感測模組在前述常溫時輸出作為前述感測電壓值之第三感測電壓值，前述第三數位值係前述溫度感測模組在前述常溫時與前述第三感測電壓值一起輸出者，前述第三溫度係前述控制部藉由將前述第三感測電壓值代入使用前述第一溫度、前述第二溫度、前述第一感測電壓值、前述第二感測電壓值算出之大致線性感測特性式而算出的溫度，即作為前述常溫之溫度而特定的溫度。
1‧‧‧半導體裝置
10‧‧‧溫度感測模組
20‧‧‧測試模組
30‧‧‧記憶部
40‧‧‧控制部

Claims (18)

  1. 一種半導體裝置，包含：溫度感測模組，輸出關於溫度之非線性之數位值及關於該溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部，記憶該溫度、該數位值及該感測電壓值；及控制部，使用記憶於該記憶部之該溫度、該數位值及該感測電壓值算出特性式；在記憶於該記憶部之該溫度、該數位值及該感測電壓值中，包含絕對溫度測量下之絕對溫度、在該絕對溫度之該數位值及在該絕對溫度之該感測電壓值；其中該絕對溫度包含第一溫度及比該第一溫度高溫之第二溫度，該數位值包含在該第一溫度之第一數位值及在該第二溫度之第二數位值，該記憶部更包含：第三溫度，其比該第一溫度高溫且比該第二溫度低溫；及第三數位值，係在該第三溫度之數位值。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中：該絕對溫度係在將該半導體裝置安裝在印刷基板上之前，該溫度感測模組所輸出之該溫度，該第三溫度係在將該半導體裝置安裝在該印刷基板上之後，該溫度感測模組所輸出之溫度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置，其中該控制部：使用該第一溫度、該第一數位值、該第三溫度及該第三數位值算出第一特性式，且使用該第三溫度、該第三數位值、該第二溫度及該第二數位值算出第二特性式。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中該控制部：在由該溫度感測模組輸出之該數位值比該第三數位值小時，藉由將該數位值代入該第一特性式，而算出該溫度，且在由該溫度感測模組輸出之該數位值比該第三數位值大時，藉由將該數位值代入該第二特性式，而算出該溫度。
  5. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中具有複數個該溫度感測模組，且於起動時，互相相鄰之其中一該溫度感測模組及另一該溫度感測模組動作；及於起動後，該其中一溫度感測模組停止動作，而該另一溫度感測模組繼續動作。
  6. 如申請專利範圍第5項之半導體裝置，其中，於該起動時，該其中一溫度感測模組輸出起動時之複數個第一起動時數位值，該另一溫度感測模組輸出起動時之複數個第二起動時數位值， 該控制部藉由將複數個該第一起動時數位值代入該其中一溫度感測模組之該第一特性式或該第二特性式，而算出起動時之複數個第一起動時溫度，該控制部算出「藉由將複數個該第一起動時溫度代入該另一溫度感測模組之該第一特性式或該第二特性式，所算出的複數個第三起動時數位值與複數個該第二起動時數位值間的差值」，並使用算出之該差值修正該另一溫度感測模組之該第一特性式及該第二特性式中之至少一特性式。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中：該溫度感測模組包含監測該半導體裝置之電源電壓的電源電壓監測部，該控制部使用該差值修正該電源電壓。
  8. 如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中，更具有該其中一溫度感測模組及該另一溫度感測模組以外的1個以上其他溫度感測模組，該控制部使用該差值修正各該其他溫度感測模組之該第一特性式及該第二特性式中的至少一特性式。
  9. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中，該控制部使用該差值修正各該其他溫度感測模組之該電源電壓。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置，其中：該第一溫度係比常溫低之溫度，該第二溫度係比該常溫高之溫度， 該記憶部包含在該第一溫度之第一感測電壓值及在該第二溫度之第二感測電壓值，以作為在該絕對溫度測量下之該感測電壓值，該記憶部更包含由該溫度感測模組在該常溫時輸出作為該感測電壓值之第三感測電壓值，該第三數位值係該溫度感測模組在該常溫時與該第三感測電壓值一起輸出者，該第三溫度係該控制部藉由將該第三感測電壓值代入至「使用該第一溫度、該第二溫度、該第一感測電壓值、該第二感測電壓值所算出之大致線性感測器特性式」而算出的溫度，即被確定作為該常溫之溫度。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置，其中，該溫度感測模組包含溫度檢測電路，其輸出：關於該溫度之非線性之類比電壓值；及關於該溫度之大致線性之類比感測電壓值，該溫度感測模組輸出「將該類比電壓值與該類比感測電壓值組合而得之數位值」、及「將該類比感測電壓值數位化而得之該感測電壓值」。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置，其中，該溫度感測模組包含：溫度檢測電路，其輸出「關於該溫度之非線性之類比電壓值」及「關於該溫度之大致線性之類比感測電壓值」；及電源電壓監測部，其監測電源電壓， 該溫度感測模組輸出「將該電源電壓與該類比電壓值組合而得之電源電壓數位值」。
  13. 一種溫度感測器，具有：溫度感測模組，其由相對於溫度為非線性之基準電壓值及相對於溫度為大致線性之感測電壓值輸出數位值；記憶部，其記憶該溫度、該數位值、該感測電壓值；及控制部，其使用該溫度、該數位值、該感測電壓值，算出用來修正該溫度感測模組之溫度特性的特性式；其中該記憶部記憶第一溫度及在該第一溫度之第一感測電壓值，該控制部由該第一溫度、該第一感測電壓值及任意之感測電壓值，確定出該溫度感測模組輸出該任意之感測電壓值的溫度，並算出該特性式；且該記憶部更記憶比該第一溫度高之第二溫度及在該第二溫度之第二感測電壓值，該控制部由該第一溫度、該第一感測電壓值、該第二溫度、該第二感測電壓值及任意之感測電壓值，確定出該溫度感測模組輸出該任意之感測電壓值之溫度，並算出該特性式。
  14. 如申請專利範圍第13項之溫度感測器，其中：該記憶部更記憶包含該第一溫度之3個以上之複數個溫度及分別對應於該複數個溫度的感測電壓值， 該控制部由該複數個溫度、分別對應於該複數個溫度的感測電壓值及任意之感測電壓值，確定出該溫度感測模組輸出該任意之感測電壓值之溫度，並算出該特性式。
  15. 如申請專利範圍第13項之溫度感測器，其中，該控制部由複數個任意之感測電壓值，確定出該溫度感測模組輸出該複數個任意之感測電壓值之複數個溫度，並算出該特性式。
  16. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之溫度感測器，其中，具有複數個該溫度感測模組，且於起動時，互相相鄰之其中一該溫度感測模組及另一該溫度感測模組動作；於起動後，該其中一溫度感測模組停止動作，且該另一溫度感測模組繼續動作，於該起動時，該其中一溫度感測模組輸出在起動時之複數個第一起動時數位值，該另一溫度感測模組輸出在起動時之複數個第二起動時數位值，該控制部藉由將複數個該第一起動時數位值代入該其中一溫度感測模組之該特性式，而算出起動時之複數個第一起動時溫度，該控制部算出「藉由將複數個該第一起動時溫度代入該另一溫度感測模組之該特性式所算出的複數個第三起動時數位值與複數個該第二起動時數位值間的差值」，並使用算出之該差值修正該另一溫度感測模組之該特性式。
  17. 如申請專利範圍第16項之溫度感測器，其中：該溫度感測模組包含監測該溫度感測器之電源電壓之電源電壓監測部，該控制部使用該差值修正該電源電壓。
  18. 一種電源電壓監測器，包含：溫度感測模組，其輸出關於溫度之非線性之數位值及關於該溫度之大致線性之感測電壓值；記憶部，其記憶該溫度、該數位值及該感測電壓值；控制部，其使用記憶於該記憶部之該溫度、該數位值及該感測電壓值算出特性式；及電源電壓監測部，其監測電源電壓，記憶於該記憶部之該溫度、該數位值及該感測電壓值中，包含在絕對溫度測量下之絕對溫度、在該絕對溫度之該數位值及在該絕對溫度之該感測電壓值，該溫度感測模組具有溫度檢測電路，其輸出：關於該溫度之非線性之類比電壓值；及關於該溫度之大致線性之類比感測電壓值，該溫度感測模組輸出將該電源電壓與該類比電壓值組合而得之電源電壓數位值。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6962795B2 (ja) * 2017-11-22 2021-11-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置および半導体システム
CN109032893A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 郑州云海信息技术有限公司 一种存储系统电压监测方法及装置
JP7080807B2 (ja) 2018-12-27 2022-06-06 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置および半導体装置をテストする方法
JP7345284B2 (ja) * 2019-06-05 2023-09-15 東京エレクトロン株式会社 載置台、検査装置および温度校正方法
KR20230057785A (ko) 2021-10-22 2023-05-02 삼성전자주식회사 비휘발성 메모리 장치
US12061123B2 (en) * 2021-11-19 2024-08-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and trimming method of the same
JP2024042754A (ja) 2022-09-16 2024-03-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及び温度特性検査方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080069176A1 (en) * 2004-09-15 2008-03-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital Temperature Sensors and Calibration Thereof
CN102735360A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 瑞萨电子株式会社 半导体器件和数据生成方法
TW201243300A (en) * 2011-01-12 2012-11-01 Tokyo Electron Ltd Temperature sensor, method of manufacturing the temperature sensor, semiconductor device, method of manufacturing the semiconductor device, and method of controlling the semiconductor device
TW201601255A (zh) * 2014-06-30 2016-01-01 愛思開海力士有限公司 半導體裝置及包含該半導體裝置的半導體系統

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298160A (ja) * 2000-04-17 2001-10-26 Hitachi Ltd 集積回路
US6456145B1 (en) 2000-09-28 2002-09-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Non-linear signal correction
GB0420486D0 (en) * 2004-09-15 2004-10-20 Koninkl Philips Electronics Nv Digital temperature sensors and calibration thereof
JP2009133926A (ja) 2007-11-28 2009-06-18 Kyocera Corp 投影装置
JP2011086742A (ja) 2009-10-15 2011-04-28 Renesas Electronics Corp 半導体装置
KR101752829B1 (ko) * 2010-11-26 2017-06-30 삼성전자주식회사 반도체 장치
JP5786571B2 (ja) * 2011-09-07 2015-09-30 富士電機株式会社 パワー半導体装置の温度測定装置
JP5738141B2 (ja) 2011-09-20 2015-06-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及び温度センサシステム
JP5972808B2 (ja) 2013-01-30 2016-08-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 モニタ回路、半導体集積回路、半導体装置及びその電源電圧制御方法
JP6379578B2 (ja) * 2014-03-27 2018-08-29 株式会社ソシオネクスト 温度測定装置、集積回路および温度測定方法
JP6313150B2 (ja) * 2014-07-15 2018-04-18 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法
KR102325564B1 (ko) * 2017-03-08 2021-11-12 삼성전자주식회사 전자 장치의 동적 열 관리 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080069176A1 (en) * 2004-09-15 2008-03-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital Temperature Sensors and Calibration Thereof
TW201243300A (en) * 2011-01-12 2012-11-01 Tokyo Electron Ltd Temperature sensor, method of manufacturing the temperature sensor, semiconductor device, method of manufacturing the semiconductor device, and method of controlling the semiconductor device
CN102735360A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 瑞萨电子株式会社 半导体器件和数据生成方法
TW201601255A (zh) * 2014-06-30 2016-01-01 愛思開海力士有限公司 半導體裝置及包含該半導體裝置的半導體系統

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