[发明专利]X/Y应力独立电阻器的跟踪温度补偿

说明书

本申请公开X/Y应力独立电阻器的跟踪温度补偿。集成电路(500)包括具有表面的半导体衬底(570)。横向电阻器布置在平行于衬底的表面的第一平面中。竖直参考电阻器包括层(560)，该层(560)布置在平行于衬底的表面并且比第一平面深的第二平面中。掺杂该层以促进电流在第二平面中流动。竖直参考电阻器还包括耦合在该层和衬底的表面之间的第一沟槽(550A)和第二沟槽(550B)。第一沟槽和第二沟槽布置在正交于第一平面和第二平面的竖直方向上，并且被掺杂以阻碍电流在竖直方向上流动。第一沟槽和第二沟槽的横截面绕竖直方向是双重旋转对称的，并且横向电阻器以及第一沟槽和第二沟槽具有相同的温度系数。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月14日提交的美国临时申请号62/792,055的优先权，其通过引用合并于此。

背景技术

机械应力和温度可以例如通过改变管芯上的器件的尺寸或迁移率而引起半导体管芯的改变。这样的改变可能导致对与器件相关联的电路参数(诸如集成振荡器的频率和电阻器的电阻率)的修改，这继而改变了包括器件的集成电路(IC)的行为。一些电路参数(例如带隙电压和振荡器频率)对x方向上的应力的响应与对y方向上的应力的响应不同。确定应力分量的幅度和方向允许适当补偿芯片上的机械应力、芯片温度以及对芯片上器件产生的影响。一些应力感测电路在x和y方向上包括电阻器，以确定每个方向上的应力分量。来自感测电阻器的电阻与来自z方向上的参考电阻器的电阻进行比较。然而，在一些示例中，参考电阻器的温度系数与感测电阻器的温度系数不同，由于温度和应力影响之间的混淆，这可能导致不恰当的调整。此外，在一些示例中，参考电阻器的电阻也受到平面内应力的影响，从而掩盖了应力分量的正确幅度。

发明内容

在一些实施方式中，集成电路包括具有表面的半导体衬底和竖直参考电阻器。竖直参考电阻器包括布置在平行于衬底的表面的平面中的层。该层被掺杂以促进电流在平面中流动。竖直参考电阻器还包括耦合在该层和衬底的表面之间的第一沟槽和第二沟槽。第一沟槽和第二沟槽布置在正交于平面和表面的竖直方向上，并且被掺杂以阻碍电流在竖直方向上流动。第一沟槽和第二沟槽的横截面是绕竖直方向双重旋转对称的(two-foldrotationally symmetric)。

在一些示例中，集成电路还包括布置在平行于衬底的表面的第二平面上的横向(lateral)电阻器。第二平面比在其中布置竖直参考电阻器的层的平面浅。横向电阻器以及第一沟槽和第二沟槽具有相同的温度系数。在一些示例中，横向电阻器以及第一沟槽和第二沟槽具有相同的掺杂。

在一些示例中，第一沟槽和第二沟槽通过隔离结构分开。在一些示例中，第二沟槽的横截面是针孔形的。集成电路可以用作应力感测电路。在这些示例中，集成电路包括横向电阻器、耦合到横向电阻器的第一电流源、耦合到竖直参考电阻器的第二电流源以及耦合到横向电阻器和竖直参考电阻器的放大器。放大器被配置为输出在横向电阻器上的电压与竖直参考电阻器上的电压之间的电压差信号。电压差信号指示集成电路上的平面内应力的幅度和方向。

附图说明

图1示出了展示振荡器如何对两个正交方向上的应力进行不同的响应的曲线图。

图2示出了展示温度对示例参考电阻器和示例感测电阻器的影响的曲线图。

图3示出了示例应力感测元件。

图4示出了包括图3所示的应力感测元件的示例应力感测电路。3。

图5A-图5B示出了用于应力感测元件的示例参考电阻器。

图6示出了图5A-图5B所示的示例参考电阻器中的沟槽的示例布局。

具体实施方式