[发明专利]电气元件、集成电路和设备

说明书

本申请是申请号为201180057265.X、申请日为2011年9月22日、申请人为株式会社理光、发明名称为“电气元件”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及电气元件，更具体地，涉及温度依赖性电气元件。

背景技术

例如集成电路(IC)或大规模集成(LSI)电路等半导体装置通常通过由半导体制造商提供的设备制造，因为该设备的引入降低该半导体装置的制造中的进口障碍。这是半导体装置的全球化制造基础。结果，半导体装置的价格变得非常低。另外，利用用于半导体集成电路的制造工艺的微机电系统(MEMS)技术能够批量生产具有恒定性能的传感器，例如将要包括在半导体装置中的互补金属氧化物半导体(CMOS)。电流传感器生产设备主要从这样的半导体(IC或LSI)生产设备转变而来。在用于半导体集成电路的制造工艺中，传感器需要温度校准过程来校准，以将由传感器检测到的反应转变为例如电压等数值。该温度校准通常通过将由传感器检测到的反应与测量标准值相比较进行。

应注意的是，在该情况下，传感器为温度依赖性传感器，例如压力传感器或温度传感器，其能够输出与预期的温度变化相关联的测量值。温度依赖性压力传感器的温度校准通常通过测试工作人员或用户进行，其将压力传感器放置到测试仪中来比较根据测试仪中的温度变化的压力值输出和关于压力传感器的已有压力值的数据。温度传感器可以是热电偶、铂电阻温度计传感器和热敏电阻器。下面，在这些中选择热电偶作为用于示出温度校准的温度传感器的示例，该热电偶成本低，并且能够测量较宽的温度范围。热电偶为由两根不同的金属丝(一对金属丝)构成的温度传感器，其每一端连接在一起。由该对金属丝构成的热电偶构造成：测量与该对金属丝 每一端之间的温度差成比例产生的极弱的热电功率，并且输出对应于该测得的热电功率的温度值。即，该类温度传感器输出与温度变化成比例的热电功率。这样的温度依赖性传感器可能通常需要温度校准，以准确地测量温度。通常的用于温度依赖性传感器的温度校准技术如下面所述。将温度传感器(即，热电偶)放置在处于恒定环境下的恒温室中，并且改变恒温室内部的温度。然后，在改变恒温室内部的温度时，测量由热电偶输出的热电功率。将通过热电偶测得的热电功率输出与对应于温度变化的热电功率的标准值相比较。每一个温度装置的温度校准通过利用该比较值作为补偿值来进行。

日本专利No.4178729(下文称为“专利文件1”)公开了利用热电偶作为温度传感器用于热分析装置的温度校准技术的示例。在专利文件1中公开的温度校准技术中，将具有已知相变温度的标准温度材料和热电偶放置在加热器内部。当具有已知相变温度的标准温度材料和加热器中的热电偶的温度逐渐变化时，可在标准温度材料的熔点附近温度下观察到标准温度材料的吸热反应。标准温度材料的该吸热反应作为热电偶线性输出变化中的拐点被检测到。在该拐点被检测到的时间点检测到的温度被确定为对应于熔点温度的标准温度，并且热电偶的温度值利用基于确定的标准温度计算的校正值来校准。

日本特开专利申请公开号No.2-039213(下文称为“专利文件2”)公开了温度校准技术的另一个示例。在专利文件2中公开的温度校准技术中，加热器与高温压力装置串联连接。通过该技术，加热器被构造成在检测高温压力装置内部的温度时控制施加到高温压力装置的功率。之后，加热器连续加热高温压力装置，直到在标准温度材料中发生相变，并且基于标准温度材料中发生相变时加热器的电阻或加热器中的电压-电流变化检测标准温度材料中发生相变所在的温度。高温压力装置的温度校准基于标准温度材料中发生相变时施加到高温压力装置的功率进行。

但是，在专利文件1中公开的温度校准技术中，由于在温度校准过程中，标准温度材料被放置在加热器内部，因此热电偶的校准精度可能随着标准温度材料的定位精度而改变。即，标准温度的定位精度可能需要提高来提高热电偶的校准精度。结果，可能需要投入资本来提高标准温度材料的定位精度，这可导致制造成本增加。另外，在专利文件1中公开的温度 校准技术中，当温度校准在将温度传感器结合在产品中之后进行时，用户需要从产品取下温度传感器。因此，温度校准本身对于用户来说可能变为繁琐的任务。而且，在专利文件2中公开的温度校准技术中，由于加热器以串联方式电连接到相变材料，因此，除了加热器的传导率变化，相变材料的传导率可能由于相变材料的相转变而改变。因此，即使温度校准基于相变材料中发生相转变所在的检测到的温度进行，温度校准的精度仍可由于来自加热器中传导率的不利影响而降低。