(57)【要約】  集積回路の温度を検知するためのメムス（ＭＥＭＳ）共振器の製造方法および装置である。中間接続層において共振器を作成することで、製造工程のばらつきに対して寛容な温度検知手段を備える方法を提供する。センサー読み出し回路と制御回路は、望むならば、シリコン上に存在し得る。例えば、共振器と一体となった発振器を形成するポジティブフィードバックアンプや、発振器周波数をカウントするカウンターといったものである。
2013515263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路であって：
中間接続層：および
該中間接続層の中に配置されたメムス（ＭＥＭＳ）共振器構造体：
を有し、
前記共振器構造体は、前記共振器構造体により検知された温度に応じた出力信号を提供する、
ことを特徴とする集積回路。
【請求項２】
前記集積回路は、さらに、前記共振器構造体からの前記出力信号を受け取り、前記共振器構造体により検知された温度を決定するために前記出力信号を解析するための回路を有する、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記共振器構造体からの前記出力信号は、前記共振器が一つの固有振動数で振動するときのキャパシタンスの変化に応じた電流を含み、
前記の出力電流の周波数の変化は、温度変化に応じたものである、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記共振器構造体は、少なくとも一つの銅製の共振器を有する、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記集積回路は、マイクロプロセッサーチップである、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
システムであって：
集積回路であり、
中間接続層と；
該中間接続層の中に配置されたメムス（ＭＥＭＳ）共振器構造体であって、該共振器構造体は、該共振器構造体により検知された温度に応じた出力信号を、一つまたはそれ以上の伝導体を通して提供する、共振器構造体と；
前記出力信号を受け取るコネクターと；
を含む集積回路；および
前記コネクターに接続された回路であり、前記共振器構造体からの出力信号を受け取り、前記共振器構造体によって検知された温度を決定するために前記出力信号を分析する回路、
を有する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記共振器構造体からの前記出力信号は、前記共振器構造体の固有振動数が前記共振器構造体の温度と共に変化すると、周波数が変化する電流を含み、
前記共振器構造体に適用される電圧は、出力電流の振幅を比例的に変化させる、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムは、さらに、発振回路を有し、
前記発振回路は、前記共振器構造体から発生する前記出力電流の周波数に等しい周波数のデジタル出力信号を発生する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記共振器構造体は、少なくとも一つの銅製の共振器を含む、
請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記集積回路は、マイクロプロセッサーチップである、
請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
温度管理システムであって：
集積回路の中間接続層；
該中間接続層の中に配置されたメムス（ＭＥＭＳ）共振器構造体であって、該共振器構造体は、該共振器構造体により検知された温度に応じた出力信号を、一つまたはそれ以上の伝導体を通して提供する、共振器構造体；
前記出力信号を受け取るコネクター；および
複数のコネクターに接続された温度管理回路であって、前記温度管理回路は、複数の温度センサーからの信号を検知し、温度条件データを算出し、該温度条件データをメモリーに保管する温度管理回路、
を有する、
ことを特徴とする温度管理システム。
【請求項１２】
前記共振器構造体からの前記出力信号は、前記共振器構造体の固有振動数が前記共振器構造体の温度と共に変化すると、周波数が変化する電流を含み、
前記共振器構造体に適用される電圧は、出力電流の振幅を比例的に変化させる、
請求項１１に記載の温度管理システム。
【請求項１３】
前記温度管理システムは、さらに、発振回路を有し、
前記発振回路は、前記共振器構造体から発生する前記出力電流の周波数に等しい周波数のデジタル出力信号を発生する、
請求項１２に記載の温度管理システム。
【請求項１４】
前記共振器構造体は、少なくとも一つの銅製の共振器を含む、
請求項１２に記載の温度管理システム。
【請求項１５】
前記集積回路は、マイクロプロセッサーチップである、
請求項１１に記載の温度管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサーに関するものである。より特定的には、集積回路の中間接続層におけるメムス（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＭＳ）温度センサーの設計、製造および用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路上の温度検知は、以前は、電圧リファレンスに応じて動作する、トランジスターベースで、ナノメーター（ｎａｎｏ−ｍｅｔｅｒ）サイズの温度センサーに頼っていた。例えば、プロセッサーコアの中の現行の温度センサーは、接合点を横切る電圧が温度によって変化することにより、温度を検知するためのバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）を使用したバイポーラー型トランジスターを有している。
【０００３】
しかしながら、このような温度センサー技術は、アナログのトランジスターを頼りにしており、その大きさのために、製造工程のばらつきに対して非常に敏感になってしまっている。こうした敏感性は、センサーの精度および線型性に影響を与える。温度センサーの精度および線型性は、プロセッサーコアの動作に関して非常に重要である。それらは、例えば、パワーロス、プラットフォームノイズ、信頼性低下、そしてプラットフォーム性能ロスをもたらし得るからである。
【０００４】
プロセスの微小化（ｓｃａｌｉｎｇ）が継続していることにより、製造工程のばらつきは、バンドギャップ電圧リファレンスに依存する温度検知トランジスターの精度にますます厳しく影響している。加えて、集積回路の動作に対する重大な温度リミットは、しばしば、トランジスター層ではなく、中間接続層にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
温度上昇を検知することは、システムパフィーマンスの改善をサポートするために使用され得る。しかしながら、広く受け入れられるためには、温度上昇を検知するためのコストは、許容できる範囲のものでなければならない。ここに記載されるものは、増大する温度検知アプリケーションをサポートする、費用が安く、精度の高い温度センサーソリューションを提供し得る、共振器構造体である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
集積回路の温度を検知するためのメムス（ＭＥＭＳ）共振器の製造方法および装置である。中間接続層において共振器を作成することで、製造工程のばらつきに対して寛容な温度検知手段を備える方法を提供する。センサー読み出し回路と制御回路は、望むならば、シリコン上に存在し得る。例えば、共振器と一体となった発振器を形成するポジティブフィードバックアンプや、発振器周波数をカウントするカウンターといったものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の種々の実施例は、本発明を制限するものではなく、付随する図面において、例として、説明されているものである。
【図１】図１は、一つの実施例に従って、温度センサーを有する電子システムのエレメントを図示したブロックダイアグラムである。
【図２】図２は、一つの実施例に従って、温度センサーとして使用され得る共振器のエレメントの模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、一つの実施例に従って、温度センサーとして使用され得る共振器のエレメントの回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、一つの実施例に従って、電気信号を生成する回路のエレメントの等価回路図である。
【図４】図４Ａから図４Ｉは、温度センサーとして使用され得る、中間接続層における、ＭＥＭＳ共振器構造体の製造の実施例に従って、プロセスの動作を図示したブロックダイアグラムである。
【図５】図５は、一つの実施例に従って、温度センサーとして使用され得る、中間接続層における、ＭＥＭＳ共振器構造体のエレメントを図示したブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以降の記載において、多くの特定の詳細が述べられる。しかしながら、本発明の実施例は、こうした特定の詳細がなくても、実施し得るものである。他の例として、よく知られた回路、構造そして技術については詳細を示していない。この記載の理解を不明瞭にしないためである。
【０００９】
温度上昇を検知することは、システムパフィーマンスの改善をサポートするために使用され得る。しかしながら、広く受け入れられるためには、温度上昇を検知するためのコストは、許容できる範囲のものでなければならない。ここに記載されるものは、増大する温度検知アプリケーションをサポートする、費用が安く、精度の高い温度センサーソリューションを提供し得る、共振器構造体（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）である。
【００１０】
一つの実施例においては、メムス（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＭＳ）共振器が、集積回路（ＩＣ）の中間接続層の温度をモニターし得る。センサーの読み出し回路やコントロール回路は、望むのであれば、シリコン上に持つことができる。例えば、共振器（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と合わせて発振器（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を形成するポジティブフィードバックアンプや発振周波数を数えるカウンターである。一つの実施例においては、銅のデポジット（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）温度が低いという利点が利用され得る。例えば、ＩＣの中間接続層に銅製の共振器をパターニングすることによる。さらには、共振器構造体の材料として銅を使用することで、共振器周波数の温度依存性が増加し得るし、それゆえ、全般的なセンサー精度も改善し得る。一つの実施例においては、共振器は、ポジティブフィードバックのトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）において、発振器を提供するためにシリコン上に形成され得るトランスインピーダンス（ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ）アンプに接続され得る。発振器の出力は、共振器の温度に依存する単一の周波数である。そして、周波数は、シリコン上に備え付けら得る単純なカウンター回路をもってカウントされる。
【００１１】
図１は、温度センサーを有する電子システムの一つの実施例に係るブロックダイアグラムである。図１に示された電子システムは、電子システム（有線でも、無線でも）の幅を表すよう意図されている。例えば、デスクトップコンピューターシステム、ラップトップコンピューターシステム、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）携帯電話可能なＰＤＡを含む、セットトップボックス、を含んでいる。電子システムは、より多くの、より少ない、及び／又は別のコンポーネントを含み得る。
【００１２】
電子システム１００は、いかなる数量の温度センサーも有し得る。センサーには共振器構造体及び／又は温度ダイオード（ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｉｏｄｅ）を含み得る。図１の例は、３個の温度センサー（１９０，１９２，１９４）を含んでいる。しかしながら、いかなる数量の温度センサーもサポートできる。温度センサーは、電子システム１００の種々のコンポーネント、及び／又は領域の温度をモニターするために使用され得る。
【００１３】
電子システム１００は、バス１０５、または情報をコニュニケーションするための他の通信機器を含み、かつ、バス１０５に接続された情報を処理するプロセッサー１１０を含む。電子システム１００は、単一プロセッサーとして図示されているが、電子システム１００は、複数のプロセッサー、及び／又はコプロセッサー（ｃｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含み得る。電子システム１００は、さらにランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）または他のダイナミックな記憶装置（メモリー１２０の中に含まれる）を含み得る。それらは、バス１０５に接続され、情報やプロセッサー１１０で実行される命令を保管し得る。メモリー１２０は、一時的な変数、またはプロセッサー１１０による命令を実行する際の中間的な情報を、を保管するためにも使用され得る。メモリー１２０は、プロセッサー１１０のためのスタティックな情報や命令を保管するリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、及び／又は他のスタティックな記憶装置をも含み得る。
【００１４】
電子システム１００は、温度のモニター（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）、及び／又は冷却（ｃｏｏｌｉｎｇ）機能を備える温度管理システム１３０を含み得る。温度管理システム１３０は、電子システム１００の種々のコンポーネントを冷却するために、一つまたはそれ以上のファン、及び／又は一つまたはそれ以上の液体冷却機構（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含み得る。さらに、温度管理システム１３０は、電子システム１００の種々のコンポーネントや領域の温度をモニターするための、モニター回路を含み得る。データ記憶装置１４０は、情報および命令を保管するためにバス１０５に接続され得る。磁気ディスクまたは光ディスクおよび対応するドライブ装置といったデータ記憶装置１４０が、電子システム１００に接続され得る。
【００１５】
電子システム１００は、また、ユーザーに対して情報を表示するために、バス１０５を介して、ブラウン管（ｃｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）といったディスプレイ装置１５０に接続され得る。英数字と他のキーを含んだ、英数字入力装置１６０が、プロセッサー１１０に対して情報とコマンド（ｃｏｍｍａｎｄ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓ）を伝達するためにバス１０５に接続され得る。別のタイプのユーザー入力装置は、マウス、トラックボール、もしくはプロセッサー１１０に対して方向の情報とコマンドを伝達するための、そして、ディスプレイ１５０上のカーソルの動きをコントロールするための、カーソル方向キー、といったカーソルコントロール１７０である。
【００１６】
電子システム１００は、さらに、ローカルエリアネットワークといった、ネットワークへのアクセスを提供するためのネットワークインターフェイス１８０を含み得る。ネットワークインターフェイス１８０は、例えば、一つまたはそれ以上のアンテナに相当する、アンテナ１８５を有する無線のネットワークインターフェイスを含み得る。ネットワークインターフェイス１８０は、また、例えば、ネットワークケーブル１８７を介してリモート装置とコミュニケーションするための有線のネットワークインターフェイスを含み得る。例えば、イーサネット（登録商標）ケーブル、コアキシャルケーブル、光ファイバーケーブル、もしくはパラレルケーブル、といったものである。
【００１７】
一つの実施例においては、ネットワークインターフェイス１８０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格に従ってローカルエリアネットワークへのアクセスを提供し得る。そして／または、無線のネットワークインターフェイスは、例えば、ブルーツゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））規格に従ってパーソナルエリアネットワークへのアクセスを提供し得る。他の無線ネットワークインターフェイス、及び／又はプロトコルもまた、サポートされ得る。
【００１８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、以下のＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１１ｂ−１９９９に対応している。タイトルは、「Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ(ＭＡＣ)  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｈｉｇｈｅｒ−Ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２．４ＧＨｚ  Ｂａｎｄ」であり、他の関連文書と同様に１９９９年９月１６日に承認されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、以下のＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１１ｇ−２００３に対応している。タイトルは、「Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ(ＭＡＣ)  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ４：Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ｈｉｇｈｅｒ  Ｒａｔｅ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２．４ＧＨｚ  Ｂａｎｄ」であり、他の関連文書と同様に２００３年６月２７日に承認されている。ブルーツゥースのプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃによって２００１年２月２２日に出版された「Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｓｙｓｔｅｍ：Ｃｏｒｅ，Ｖｅｒｓｉｏｎ１．１」に記載されている。以前の、または後の版（ｖｅｒｓｉｏｎ）と同様に、関連するブルーツゥース規格もまた、サポートされ得る。
【００１９】
無線ＬＡＮ規格を介したコミュニケーションに加えて、もしくは代えて、ネットワークインターフェイス１８０は、例えば、時分割多元接続（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）プロトコル、汎欧州ディジタル移動電話方式（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：ＧＳＭ（登録商標））プロトコル、符号分割多重アクセス方式（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）プロトコル、及び／又は他のいかなるタイプの無線通信プロトコル、を使用した無線のコミュニケーションを提供し得る。
【００２０】
図２は、温度センサーとして使用され得る共振器の一つの実施例に係る模式図である。図２は、クランプ−クランプ梁（ｃｌａｍｐｅｄ−ｃｌａｍｐｅｄ  ｂｅａｍ）ＭＥＭＳ共振器の例である。共振器の周波数は、以下のように表される。
【数１】
2013515263.tif 000003
ここで、ｋｅｆｆは共振材料の有効剛性（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）であり、ｍｅｆｆは共振材料の有効質量（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｍａｓｓ）であり、Ｅはヤング率であり、ρは共振材料の密度である。このように、キャパシタンスＣ（ｔ）が共振器構造体のたわみによって変化すると、共振器構造体に適用される電圧Ｖｉｎ（ｔ）が、出力電流Ｉｏ（ｔ）に比例して変化する。
【００２１】
図３Ａは、温度センサーとして使用され得る共振器の一つの実施例に係る回路図である。図３Ａの回路図は、共振器構造体の可変のキャパシタンスを、出力電流が以下のように表される可変のキャパシタンスとしてモデル化している。
【数２】
2013515263.tif 000004
【００２２】
図３Ｂは、一つの実施例に従って、電気信号の発生回路を示している。図３Ｂに示す回路は、差動増幅器（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）から出力電気信号Ｖｏｕｔｌを生成する。差動増幅器は一つのフィードバックループ上にＭＥＭＳ共振器を有し、かつ、差動増幅器のもう一方のフィードバックループ上には、例えば、抵抗といった、一つまたはそれ以上のインピーダンスエレメントを有する。出力電気信号Ｖｏｕｔｌは、例えば、温度管理ロジックまたは他のコントロールロジックに対して、ＭＥＭＳ共振器が位置する中間接続層の温度状況を表すものである。図３Ｂに示される回路は、ＭＥＭＳ共振器の共振に基づいて、そのような温度検知電気信号を生成するための多くの異なるメカニズムの一つとして説明されていることを理解すべきである。
【００２３】
図４Ａから図４Ｉは、温度センサーとして使用され得るＭＥＭＳ共振器構造体を、中間接続層において製造する実施例に従って、プロセスの動作を図示している。図４Ａは、ＭＥＭＳ共振器構造体の製造のための初期段階の材料を示している。シリコンウェファーの中間接続層４００は、一つまたはそれ以上のコンポーネント層を含み得る。例えば、少なくとも一つの誘電材料層を含む階層といったものである。例として、中間接続層４００は、例えば、窒化シリコンＳｉ３Ｎ４といった、一つまたはそれ以上の第一の誘電体層４０５を含み得る。一つの実施例においては、第一の誘電体層４０５は、例えば、カーボンドープ酸化物（ｃａｒｂｏｎ  ｄｏｐｅｄ  ｏｘｉｄｅ：ＣＤＯ）を形成するために、カーボンでドープされ得る。代替的に、もしくは追加的には、中間接続層４００は、例えば、窒化シリコンといった誘電体または障壁金属層（ｂａｒｒｉｅｒ  ｍｅｔａｌ  ｌａｙｅｒ）という、一つまたはそれ以上の第二の誘電体層４１０を含み得る。
【００２４】
第一の誘電体層と第二の誘電体（もしくは障壁金属）層は、誘電体層と別の誘電体（もしくは障壁金属）層との間の選択性（ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を獲得するように選定され得る。選択性とは、図４Ａから図４Ｉに示すように、共振器と誘電体層との間にエアーギャップ（ａｉｒ  ｇａｐ）を創造するような構造体を獲得するための選択性である。このような選択性を獲得する技術は、当業者に知られていることが認識されるべきである。ここにおいて、二つの異なる誘電体材料４０５，４１０の種々の階層について記載されているが、本発明の特定の実施例は、誘電材料と少なくとも一つの障壁金属による対応する階層を、様々に含み得ることが理解されるべきである。
【００２５】
中間接続層４００の一つまたはそれ以上のコンポーネント層には、図１において典型的なビア（ｖｉａ）４１５によって表されるように、その中に一つまたはそれ以上の中間接続構造体を配置される。中間接続層４００の一つまたはそれ以上のコンポーネント層には、さらに、その中に電極４２０が配置され得る。一つの実施例においては、一つまたはそれ以上のビア４１５および電極４２０は、銅製であり得る。
【００２６】
ＭＥＭＳ共振器構造体の製造のために、誘電体層、ここでは第二の誘電体層４１０、の上面にフォトレジスト層４２３がデポジットされ得る。次に、フォトレジスト層４２３を通して中間接続層４００の様々なコンポーネント層にまで延びるチャネルが、例えばリソグラフィによって、創造される。一つの実施例においては、チャネルの底面４２６は、キャパシティブギャップ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｇａｐ）を提供する誘電材料により電極４２０から分離されている。後述のように、キャパシティブギャップにより、共振器は自由に振動できる。
【００２７】
図４Ｂは、フォトレジスト層４２３が取り除かれた後の中間接続層４００の上面における、第一の金属層４３０と第二の金属層４３３のデポジットを示している。第一の金属と第二の金属は、二つの金属間での選択性を獲得するように選定され得る。図４Ａから図４Ｉに示す構造体を獲得するための選択性である。一つの実施例においては、第二の金属は銅であり得る。一方、第一の金属は、例えば、チタニウム、コバルト、その他、といった、ウェットエッチ（ｗｅｔｅｔｃｈ）に対する銅の感受性（ｓｕｓｅｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）に関して十分に選択的なウェットエッチに対する感受性をもった金属である。このような選択性を達成するための技術は、当業者に知られたものであることが理解されるべきである。
【００２８】
層４３０は、チタニウムもしくは他の好適な金属の犠牲層（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｌａｙｅｒ）を含み得る。層４３０の上面に層４３３をデポジットすることは、層４３０の上に、例えば銅といった、第二の金属のシード層（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）（図示なし）を最初にデポジットしておき、後でシード層上の第二の金属をより多く電気メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ）することを含み得る。
【００２９】
図４Ｃは、共振器構造体４４０の創造を示している。層４３０と層４３３の大部分は、例えば、化学的機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって、取り除かれる。チャネル内に共振器構造体４４０を残しておくためである。共振器構造体４４０と電極４２０の間のキャパシティブギャップにより、共振器は自由に振動することができる。共振器は、入力信号（フィードバックアンプから来る）の周波数が、共振器の固有周波数（ｎａｔｕｒａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に一致したときに振動する。共振器が振動すると、静止している電極と、第二の電極としての振動している共振器との間に、そして共振器と静止している電極の間のエアーギャップを横切って、時間的に変化する（ｔｉｍｅ  ｖａｒｙｉｎｇ）キャパシターが創造される。そのような時間的に変化するキャパシターを横切って適用されたＤＣバイアスは、振動周波数に等しい周波数の出力電流を発生する。そして出力電流は、例えば、フィードバックループを閉じ、全般的な電気的共振周波数を決定する、図３Ｂの相互インピーダンス増幅器の入力へと流れて戻る。別の言葉で言えば、共振回路の動作周波数は、機械的共振器の振動周波数により決定される。温度が変化すると、共振器の周波数が変化し、これにより、電気回路の共振周波数が、温度を示すように変化することになる。
【００３０】
第一の金属の追加的な犠牲層４４３が、中間接続層４００の上面にデポジットされる。犠牲的光吸収材料（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｌｉｇｈｔ  ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ：ＳＬＡＭ）のブロック４４６が、共振器構造体４４０の上の犠牲層４４３の上にデポジットされ、ブロック４４９が、ブロック４４６の上にデポジットされる。ブロック４４６とブロック４４９は、犠牲層４４３を部分的に取り除くための準備である。
【００３１】
図４Ｄは、共振器構造体４４０の周りのシェル４５０の創造を示している。ブロック４４６によってカバーされていない層４４３の部分を取り除くためにエッチングが適用される。次に、クリーニングしてブロック４４６とブロック４４９を取り除く。その後で、第一の誘電体４０５の付加層（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｌａｙｅｒ）４５３が、中間接続層の上面にデポジットされ得る。この時点においては、第二の金属により形成されている、共振器構造体４４０は、第一の金属のシェル４５０により囲まれている。シェル４５０は、共振器構造体４４０の幅をカバーするように水平に拡がったキャップ４５２を含み得る。
【００３２】
図４Ｅおよび図４Ｆは、第一の金属のシェル４５０を共振器構造体４４０の周りから取り除くための初期の準備を示している。ＳＬＡＭ層４５６が、中間接続層４００の上面にデポジットされる。その後で、フォトレジスト層４５９が、ＳＬＡＭ層４５６の上にデポジットされる。一つまたはそれ以上のチャネル４６０が、例えばリソグラフィーによって、シェル４５０の上のそれぞれのポイントにおいて、フォトレジスト層４５９にエッチされる。図４Ｆに示すように、追加的にエッチングが適用され、一つまたはそれ以上のチャネルが誘電体層を通り過ぎて、シェル４５０を露出させる。例えば、キャップ４５２が露出される。
【００３３】
図４Ｇおよび図４Ｈは、シェル４５０を取り除く工程を示している。層４５６と層４５９の除去４６３のためにクリーニングが適用される。層４５３の一段高くなった領域における開口部４６６は、ウェットエッチングのためにシェル４５０の第一の金属を露出するための手段を提供する。第一の金属と第二の金属の選択性のため、ウェットエッチングはシェル４５０の材料のみを取り除き、共振器構造体４４０がチャネルの中で共振できるようにギャップ領域４７０を創出する。そして、図４Ｉに示すように、共振器構造体４４０を含む中間接続層４４０の領域は、窒化物シール４７５でカバーされ得る。
【００３４】
図５は、別の断面からみた中間接続層４００のエレメントを示している。図５は、例えば、図４Ａから図４Ｉの断面図に関して垂直な断面図であり得る。第一の誘電体４０５および第二の誘電体４１０の一つまたはそれ以上のコンポーネント層が、例えばビア４１５といった、そこに配置される種々の中間接続構造とともに示されている。図５に示されるビア４１５は、図４Ａから図４Ｉにおいて示されたビア４１５とは異なるものであり得ることが理解されるべきである。
【００３５】
例えば共振ビームといった、共振器構造体４４０は、電極４２０の上のチャネルの中で共振器構造体４４０が共振できるようにギャップ領域４７０で囲まれている。共振器構造体４４０は、中間接続層４００の他の構造体によって、部分的に保持され、拘束され、または、そうでなければ位置決めされている。例えば、層４５３の部分は、それぞれの端において共振器構造体４４０と接触し得る。追加的に、もしくは代替的に、出力電極４８０は、窒化物シール４７５を通過して延び、それぞれの端において共振器構造体４４０と接触し得る。出力電極４８０は、さらに、共振器構造体４８０の共振を、温度検知信号へと変換することを提供し得る。例えば、温度検出回路（図示なし）によって、である。共振信号を温度検知信号へ変換することは、当業者にとって良く知られたものであり、実施の相違に応じて変化し得ることが、理解されるべきである。
【００３６】
ここでは、集積回路における温度検知のテクニックおよびアーキテクチャーについて記載されている。ここでの記載においては、説明目的として、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細部分が明らかにされている。しかしながら、当業者にとっては、こうした特定の詳細部分がなくても本発明を実施し得ることが明らかであろう。他の例として、構造や装置は、記載が不明瞭になるのを避けるために、ブロックダイアグラムの形式で示されている。
【００３７】
明細書における「一つの実施例」または「実施例」についての参照は、実施例に関する特定の特徴、構造、もしくは特性が、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれていることを意味している。明細書のいろいろな場所において「一つの実施例において」というフレーズが登場するが、必ずしもすべてが同一の実施例を参照しているわけではない。
【００３８】
発明の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピューターメモリーの中のデータビット上の操作のアルゴリズムと記号的な表現の観点で述べられている。これらのアルゴリズム的な記載や表現は、コンピューター技術者達によって、彼らの仕事の趣旨を最も効果的に他の分野の技術者達に伝えるために使用される手段である。ここにおけるアルゴリズムは、一般的には、望ましい結果に導くように筋の通った、段階（ｓｔｅｐ）の順序であると理解される。段階は、物理量の物理的な操作を必要とする。大抵は、必ずしもそうではないが、これらの量は、保管し、転送し、結合し、比較し、そうでなければ操作することができる、電気的もしくは磁気的信号の形式をとっている。主として共通使用のために、これらの信号は、ビット、値、エレメント、記号、キャラクター、ターム、数字、といったものとして参照することが、時には便利であることがわかっている。
【００３９】
しかしながら、これら全ておよび類似するターム（ｔｅｒｍ）は、適切な物理量に関連し、それらの量に適用される便利なラベルにすぎないことを、心に留めておくべきである。特にそうでないように述べられていなければ、以下の議論から明らかなものとして、記載の全体を通して、「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「演算（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ」、「決定（ｄｅｔｅｒｍｉｎｇ）」、「表示（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」といったタームを使用した議論は、コンピューターシステムもしくは類似する電子コンピューター装置の動作や処理に関するものであることが正しく理解されよう。上記装置は、コンピューターシステムのレジスターやメモリーの中の物理的（電気的）量として表されたデータを操作し、同様にコンピューターシステムのメモリー、レジスター、もしくは他の情報保管、伝達、表示装置、の中の物理量として表された別のデータへと変換する。
【００４０】
本発明は、ここにおける操作を実行するための装置にも関係する。この装置は、要求される目的のために特別に構成されたものであり得るし、または、コンピューターの中に保管されたコンピュータープログラムによって、一般的な使用目的のコンピューターを選択的に動作させるか、再構成したものから成り得る。このようなコンピュータープログラムは、以下のようなコンピューターが読み出し可能な記録媒体に保管され得る。これらに限定されるわけではないが、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、そして光磁気ディスクを含むいかなるタイプのディスク、読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）といったランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光カード、もしくは電子的な命令を保管するのに好適ないかなるタイプのメディア、といったものであり、これらはコンピューターシステムバスに接続される。
【００４１】
ここで示されたアルゴリズムとディスプレイは、本来的に特定のコンピューターまたは他の装置に関連するものではない。種々の一般使用目的のシステムが、ここでの教示に従ったプログラムと共に使用され得る。もしくは、要求される方法段階を実行するための、より特別な装置を構成するのが便利なことが証明され得る。これらのシステムの多様性のために必要とされる構造は、以下の記載から表れる。加えて、本発明は、いかなる特定のプログラミング言語に関しても記載するものではない。ここに記載されるような本発明の教示を実行するためには、種々のプログラミング言語が使用され得ることが、正しく理解されよう。
【００４２】
ここに記載されたものに加えて、発明の範囲からはずれることなく、開示された本発明の実施例や実行について、種々の変更が施され得る。従って、ここでの図や例は、説明的なものであり、限定的なものではないという意味に理解されるべきである。本発明の範囲は、後続の特許請求の範囲に従ってのみ判断されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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