一種具有靜電屏蔽的溫度補(bǔ)償金屬電阻器的制造方法
【專利摘要】一種具有靜電屏蔽的溫度補(bǔ)償金屬電阻器。一種用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓（VREF）的溫度基準(zhǔn)電路，包括被構(gòu)造用于生成基本上與溫度無關(guān)的帶隙基準(zhǔn)電壓（VBGR）和基本上成比例于絕對溫度變化的成比例絕對溫度基準(zhǔn)電壓（VPTAT）的帶隙基準(zhǔn)電路。所述電路包括連接到所述帶隙基準(zhǔn)電路并且具有作為VREF基礎(chǔ)的輸出的運(yùn)算放大器。所述電路還包括連接到所述運(yùn)算放大器和所述帶隙基準(zhǔn)電路并且被構(gòu)造以便使VREF基本上等于VPTAT乘以常數(shù)k1減去VBGR乘以常數(shù)k2的反饋電路。
【專利說明】一種具有靜電屏蔽的溫度補(bǔ)償金屬電阻器
[0001]本申請是是申請日為2008年11月25日、申請?zhí)枮?00880132107.4的發(fā)明名稱為“用于半導(dǎo)體芯片內(nèi)金屬電阻器的溫度補(bǔ)償?shù)碾娐贰⒄{(diào)修和布圖”的專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本申請涉及包含在半導(dǎo)體芯片內(nèi)的金屬電阻器的溫度補(bǔ)償。更具體地，本申請涉及用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓的電路，以及所述電路的布圖和調(diào)修技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]金屬電阻器被應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片內(nèi)以實(shí)現(xiàn)各種目的。在某些應(yīng)用中，金屬電阻器用于感應(yīng)電路的工作參數(shù)，例如當(dāng)電池正在被充電時(shí)被輸入電池的電流量，和/或當(dāng)電池正在被使用時(shí)從其中輸出的電流量。
[0004]金屬電阻器的電阻值通常作為溫度函數(shù)而波動(dòng)。這種變化的發(fā)生通常由于金屬電阻器、其它部件，和/或其它熱源所產(chǎn)生的熱量。這種金屬電阻器的電阻值隨溫度變化的偏差可能對其感應(yīng)的精確度產(chǎn)生消極影響，并且進(jìn)而，影響相關(guān)電路功能的性能。
[0005]解決這一問題的一個(gè)方法是對電路中適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)施加溫度補(bǔ)償電壓，以便補(bǔ)償作為溫度函數(shù)的金屬電阻器電阻值的變化。隨著所述電阻值由于溫度上升而升高，所述補(bǔ)償電壓也升高。當(dāng)其被適當(dāng)?shù)厥┘訒r(shí)，所述溫度補(bǔ)償電壓可以降低誤差，所述誤差是如果不施加該電壓時(shí)由電阻值的溫度偏差所引起的。
[0006]一種典型的用于生成溫度補(bǔ)償電壓的方法是使用公知的delta Vbe電壓基準(zhǔn)電路。這種電路生成與絕對溫度成比例變化的電壓，即，成比例絕對溫度(“PTAT”)電壓。然而，PTAT電壓一般具有隨溫度變化的曲線，當(dāng)外推該曲線時(shí)，其在O開爾文(Kelvin)處將達(dá)到O伏。另一方面，金屬電阻器的電阻值一般具有隨溫度變化的曲線，當(dāng)外推該曲線時(shí)，其在O開爾文以外的溫度達(dá)到O歐姆。這種在過零點(diǎn)位置上的差異將會降低PTAT電壓精確補(bǔ)償由于溫度變化引起的金屬電阻器電阻值偏差的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]溫度補(bǔ)償電路可以生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓(VKEF)。所述電路可以包括帶隙基準(zhǔn)電路，所述帶隙基準(zhǔn)電路(Bandgap reference circuit)被構(gòu)造用于生成帶隙基準(zhǔn)電壓(VBeK)，該電壓基本上是溫度無關(guān)的。所述帶隙基準(zhǔn)電路還可以被構(gòu)造用于生成成比例絕對溫度基準(zhǔn)電壓(Vptat) (proportional-to-absolute-temperature reference voltage),該電壓基本上與絕對溫度成比例變化。所述溫度補(bǔ)償電路還可以包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器連接到所述帶隙基準(zhǔn)電路并且具有作為Vkef基準(zhǔn)的輸出值。所述溫度補(bǔ)償電路還可以包括反饋電路，所述反饋電路連接到所述運(yùn)算放大器和所述帶隙基準(zhǔn)電路。所述反饋電路可以被構(gòu)造用于使Vkef基本上等于Vptat乘以常數(shù)K1，減去VBeK乘以常數(shù)K2。
[0008]溫度補(bǔ)償半導(dǎo)體芯片可以包括在所述半導(dǎo)體芯片內(nèi)的金屬電阻器。溫度補(bǔ)償電路也可以在所述半導(dǎo)體芯片內(nèi)，所述溫度補(bǔ)償電路被構(gòu)造用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓(VKEF)，該電壓基本上補(bǔ)償作為溫度函數(shù)的金屬電阻器電阻值變化。所述溫度補(bǔ)償電路可以是上面討論的類型。
[0009]一種方法可以調(diào)修半導(dǎo)體芯片以補(bǔ)償所述半導(dǎo)體芯片內(nèi)金屬電阻器電阻值作為溫度函數(shù)的預(yù)期變化。所述半導(dǎo)體芯片可以包括運(yùn)算放大器和具有調(diào)修裝置的反饋電路，所述反饋電路連接到所述運(yùn)算放大器。該方法可以包括調(diào)修在反饋電路中的所述調(diào)修裝置以便最大化基準(zhǔn)電壓(Vkef)的能力以便補(bǔ)償作為溫度函數(shù)的所述金屬電阻器電阻值的變化。
[0010]用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓(Veef)的溫度補(bǔ)償電路可以包括用于生成基本上溫度無關(guān)的帶隙基準(zhǔn)電壓(Vrai)和基本上與絕對溫度成比例的成比例絕對溫度基準(zhǔn)電壓(Vptat)的裝置。所述電路可以包括用于使VREF基本上等于VPTAT乘以常數(shù)kl，減去VBRG乘以常數(shù)k2的裝置，該裝置可以包括連接到運(yùn)算放大器的反饋電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖公開了示例性的實(shí)施方式。它們并未舉出全部實(shí)施方式。其它實(shí)施方式可以附加地或替代地加以使用。為了節(jié)約篇幅或者為了更有效的解釋，顯而易見的或者不必要的細(xì)節(jié)被省略。相反，某些實(shí)施方式可以加以實(shí)現(xiàn)而不需要此處所公開的全部細(xì)節(jié)。當(dāng)相同的附圖標(biāo)記出現(xiàn)在不同的附圖中時(shí)，其旨在表示相同或類似的部件或步驟。
[0012]圖1是用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓的溫度補(bǔ)償電路的框圖；
[0013]圖2是用于生成溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓的溫度補(bǔ)償電路的示意圖；
[0014]圖3是反映帶隙基準(zhǔn)電路中調(diào)修裝置設(shè)置值與該帶隙基準(zhǔn)電路中電阻值比率之間對應(yīng)關(guān)系的表格；
[0015]圖4 Ca)是反映金屬電阻器的溫度系數(shù)值和帶隙基準(zhǔn)電路中調(diào)修裝置設(shè)置值、與反饋電路中調(diào)修裝置設(shè)置值之間對應(yīng)關(guān)系的表格；
[0016]圖4 (b)是反映反饋電路中調(diào)修裝置設(shè)置值與所述反饋電路中電阻比率之間對應(yīng)關(guān)系的表格；
[0017]圖5是被構(gòu)造用于生成可選電阻比率值的電路；
[0018]圖6是集成于電池充電器的溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓電路的示意圖；
[0019]圖7是兵兵(ping-pong)型庫侖計(jì)數(shù)器的示意圖；
[0020]圖8是在圖7所示的乒乓(ping-pong)型庫侖計(jì)數(shù)器中積分信號的時(shí)序圖；
[0021]圖9示出了可以施加到圖7所示的乒乓(ping-pong)型庫侖計(jì)數(shù)器的溫度補(bǔ)償信號;
[0022]圖10是集成于庫侖計(jì)數(shù)器的溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓電路的示意圖；
[0023]圖11示出了用于半導(dǎo)體芯片中的金屬電阻器的金屬箔圖案；
[0024]圖12示出了圖11中所示的金屬箔圖案的放大局部；
[0025]圖13示出了用于靜電屏蔽的結(jié)構(gòu)；
[0026]圖14示出了圖13中子單元的放大視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文中介紹示例性的實(shí)施方式。其它實(shí)施方式可以附加地或替代地加以使用。為了節(jié)約篇幅或者為了更有效的解釋，顯而易見的或者不必要的細(xì)節(jié)被省略。相反，某些實(shí)施方式可以加以實(shí)現(xiàn)而不需要此處所公開的全部細(xì)節(jié)。
[0028]作為溫度函數(shù)的非磁性金屬電阻值的變化可以通過以下公式來估計(jì):
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種電子電路,包括: 金屬電阻器，用于在使用過程中產(chǎn)生電磁干擾； 溫度補(bǔ)償電路，具備用于補(bǔ)償由于所述金屬電阻器的溫度變化引起的所述金屬電阻器的電阻值變化并熱耦合到所述金屬電阻器的結(jié)構(gòu)； 靜電屏蔽，位于所述金屬電阻器和所述溫度補(bǔ)償電路之間，用于大體上防止靜電干擾對所述溫度補(bǔ)償電路的運(yùn)作造成不良影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路，其中所述靜電屏蔽包括基本上橫跨表面的金屬箔圖案，并且橫跨整個(gè)表面的金屬箔圖案沒有完整的線性路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子電路，其中所述金屬箔形成相互電性連接的子單元矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電路，其中沒有完整的金屬箔線性路徑橫跨兩個(gè)或多個(gè)所述相互電性連接的子單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路，其中每個(gè)所述子單元包括一組互鎖的大致呈U型的金屬箔部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子電路，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間電性連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述 的電子電路，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間僅通過單一的電性連接進(jìn)行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子電路，其中所述單一的電性連接是所述金屬箔的一部分，所述一部分在所述U型金屬箔上除了末端的任意位置處電性連接到每個(gè)U型金屬箔部件的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電路，其中每個(gè)所述子單元為矩形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子電路，其中，每個(gè)所述子單元電性連接到至少一個(gè)其他的子單元，連接位置為兩個(gè)所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子電路，其中所述靜電屏蔽有周界，并且每個(gè)不是周界部分的子單元電性連接到四個(gè)其他的子單元，連接位置為兩個(gè)所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路，其中所述金屬電阻器具有兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)和在所述兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間的金屬箔圖案，所述金屬箔圖案包括在所述兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間傳導(dǎo)電流的承載電流部分，以及在所述兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間不傳導(dǎo)電流的非承載電流部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔的非承載電流部分基本上分布于整個(gè)所述金屬箔的承載電流部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔的非承載電流部分構(gòu)成所述金屬箔的實(shí)質(zhì)部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔上的至少一些非承載電流部分分別跨接在兩個(gè)承載電流部分的當(dāng)電流流經(jīng)所述金屬電阻器時(shí)基本上等電勢的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子電路，其中所述金屬箔的每一個(gè)非承載電流部分跨接在所述金屬箔的兩個(gè)承載電流部分的當(dāng)電流流經(jīng)所述金屬電阻器時(shí)基本上等電勢的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子電路，其中所述承載電流部分包括連接在所述兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間的基本線性的金屬箔細(xì)長條。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子電路，其中每個(gè)所述非承載電流部分跨接在兩個(gè)所述基本線性的金屬箔細(xì)長條的當(dāng)電流流經(jīng)所述金屬電阻器時(shí)基本上等電勢的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子電路，其中每個(gè)所述非承載電流部分包括兩個(gè)細(xì)長的金屬箔部分，所述兩個(gè)細(xì)長的金屬箔部分在大致中間的位置以大致直角相互交叉。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子電路，其中每個(gè)非承載電流部分中的一個(gè)所述金屬箔細(xì)長條的末端連接到兩個(gè)金屬箔的承載電流部分的當(dāng)電流流經(jīng)所述金屬電阻器時(shí)基本上等電勢的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子電路，其中所述每個(gè)非承載電流部分中的另一個(gè)所述金屬箔細(xì)長條的末端不連接所述金屬箔的任何部分。
22.一種靜電屏蔽，包括:金屬箔圖案，所述金屬箔圖案基本上橫跨表面的金屬箔圖案，并且橫跨整個(gè)表面的金屬箔圖案沒有完整的線性路徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的靜電屏蔽，其中所述金屬箔形成相互電性連接的子單元矩陣。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的靜電屏蔽，其中沒有完整的金屬箔線性路徑橫跨兩個(gè)或多個(gè)所述相互電性連接的子單元。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的靜電屏蔽，其中每個(gè)所述子單元包括一組互鎖的大致呈U型的金屬箔部件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的靜電 屏蔽，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間電性連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的靜電屏蔽，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間僅通過單一的電性連接進(jìn)行連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的靜電屏蔽，其中所述單一的電性連接是所述金屬箔的一部分，所述一部分在所述U型金屬箔上除了末端的任意位置處電性連接到每個(gè)U型金屬箔部件的一部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的靜電屏蔽，其中每個(gè)所述子單元為矩形。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的靜電屏蔽，其中每個(gè)所述子單元電性連接到至少一個(gè)其他的子單元，連接位置為兩個(gè)所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的靜電屏蔽，其中所述靜電屏蔽有周界，并且每個(gè)不是周界部分的子單元電性連接到四個(gè)其他的子單元，連接位置為兩個(gè)所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
【文檔編號】G05F1/567GK103885520SQ201410070158
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2008年11月25日
【發(fā)明者】本哈德·海爾姆特·恩格爾 申請人:凌力爾特有限公司