(57)【要約】【課題】高速テストに適合した偏移温度検出回路を有する温度感知器及び偏移温度検出方法を提供する。【解決手段】温度の増加に応じて電流が減少する減少抵抗端を有する温度感知器において、前記減少抵抗端と接地端間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加されるテスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、を含む。【選択図】　図１
2004079158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の増加に応じて電流が減少する減少抵抗端を有する温度感知器において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加されるテスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路、
を備えることを特徴とする温度感知器。
【請求項２】
前記２進加重抵抗の短絡は２進逐次近似法により行われることを特徴とする請求項１に記載の温度感知器。
【請求項３】
前記短絡スイッチング部は、前記２進加重抵抗に対応して前記減少抵抗端と接地端との間にドレイン−ソースチャンネルが直列に連結されたｎ型ＭＯＳトランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の温度感知器。
【請求項４】
前記減少抵抗端に前記加重抵抗ストリング部とは並列に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも低いと判定された場合に温度を上昇させるトリミング作業が達成されるように前記温度上昇トリミング部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の温度感知器。
【請求項５】
前記温度上昇トリミング部は、
前記２進加重抵抗に対応して前記減少抵抗端と接地端との間にドレイン−ソースチャンネルが直列に連結されたｎ型ＭＯＳトランジスタと、
ヒューズカッティングにより前記ｎ型ＭＯＳトランジスタのうち対応するトランジスタを独立的にスイッチングさせるための抵抗スイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の温度感知器。
【請求項６】
前記加重抵抗ストリング部と接地との間に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも高いと判定された場合に温度を下降させるトリミング作業が達成されるように前記温度下降トリミング部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の温度感知器。
【請求項７】
前記温度下降トリミング部は、
前記加重抵抗ストリング部と接地との間に直列に連結された２進加重抵抗を含む短絡加重抵抗下降ストリング部と、
前記短絡加重抵抗下降ストリング部とは並列に連結された複数のヒューズを含むヒューズストリングと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の温度感知器。
【請求項８】
前記２進加重抵抗は加重値の順序に従って連結されていることを特徴とする請求項１に記載の温度感知器。
【請求項９】
ｎ型ＭＯＳトランジスタは、通常状態においてターンオフされていることを特徴とする請求項３に記載の温度感知器。
【請求項１０】
温度の増加に応じて電流が減少する減少抵抗端を有する温度感知器において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結され、通常状態において短絡された複数の２進加重抵抗を有する短絡加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加されるテスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路、
を備えることを特徴とする温度感知器。
【請求項１１】
前記２進加重抵抗の短絡は２進逐次近似法により行われることを特徴とする請求項１０に記載の温度感知器。
【請求項１２】
前記短絡解除スイッチング部は、前記２進加重抵抗に対応して前記減少抵抗端と接地端との間にドレインーソースチャンネルが直列に連結されたｎ型ＭＯＳトランジスタを含むことを特徴とする請求項１０に記載の温度感知器。
【請求項１３】
前記減少抵抗端に前記短絡加重抵抗ストリング部とは並列に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも低いと判定された場合に温度を上昇させるトリミング作業が達成されるように前記温度上昇トリミング部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の温度感知器。
【請求項１４】
前記温度上層トリミング部は、
前記２進加重抵抗に対応して前記減少抵抗端と接地端との間にドレイン−ソースチャンネルが直列に連結されたｎ型ＭＯＳトランジスタと、
ヒューズカッティングにより前記ｎ型ＭＯＳトランジスタのうち対応するトランジスタを独立的にスイッチングさせるための抵抗スイッチングユニットと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の温度感知器。
【請求項１５】
前記短絡加重抵抗ストリング部と接地との間に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも高いと判定された場合に温度を下降させるトリミング作業が達成されるように前記温度下降トリミング部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の温度感知器。
【請求項１６】
前記温度下降トリミング部は、
前記短絡加重抵抗ストリング部と接地端との間に直列に連結された２進加重抵抗を含む短絡加重抵抗下降ストリング部と、
前記短絡加重抵抗下降ストリング部とは並列に連結された複数のヒューズを含むヒューズストリング部と、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の温度感知器。
【請求項１７】
前記２進加重抵抗は加重値の順序に従って連結されていることを特徴とする請求項１０に記載の温度感知器。
【請求項１８】
ｎ型ＭＯＳトランジスタは、通常状態においてターンオンされていることを特徴とする請求項１２に記載の温度感知器。
【請求項１９】
温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端と、テスト温度と感知温度とを比較した結果を比較出力信号として出力する比較器を有する温度感知器の偏移温度検出方法において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路を準備する段階と、
前記温度感知器を前記テスト温度により固定する段階と、
前記感知温度を上昇させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記テスト入力信号をサーチコード値として保存する段階と、
前記テスト温度から前記保存されたサーチコード値を減算して前記偏移温度を求める段階と、
を備えることを特徴とする温度感知器の偏移温度検出方法。
【請求項２０】
温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端と、テスト温度と感知温度とを比較した結果を比較出力信号として出力する比較器を有する温度感知器の偏移温度検出方法において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結され、通常状態において短絡された複数の２進加重抵抗を有する短絡加重抵抗ストリング部と、印加されるテスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路を準備する段階と、
前記温度感知器を前記テスト温度で固定する段階と、
前記感知温度を下降させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記テスト入力信号を反転してサーチコード値として保存する段階と、
前記テスト温度に前記貯蔵されたサーチコード値を加算して前記偏移温度を求める段階と、
を備えることを特徴とする温度感知器の偏移温度検出方法。
【請求項２１】
温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端を有する温度感知器において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第１テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、前記加重抵抗ストリング部と接地端との間に直列に連結され、通常状態において短絡された複数の２進加重抵抗を有する短絡加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第２テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路と、
前記減少抵抗端に前記加重抵抗ストリング部とは並列に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも低いと判定された場合に温度を上昇させるトリミング作業が達成されるようにする前記温度上昇トリミング部と、
前記短絡加重抵抗ストリング部と接地との間に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも高いと判定された場合に温度を下降させるトリミング作業が達成されるようにする前記温度下降トリミング部と、
を備えることを特徴とする温度感知器。
【請求項２２】
温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端と、テスト温度と感知温度とを比較した結果を比較出力信号として出力する比較器とを有する温度感知器の偏移温度検出及び抵抗誤差率検出方法において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第１テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、前記加重抵抗ストリングと接地端との間に直列に連結され、通常状態において短絡された複数の２進加重抵抗を有する短絡加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される短絡加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第２テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路を準備する段階と、
前記温度感知器を第１テスト温度に固定する段階と、
前記感知温度を上昇させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記第１テスト入力信号をサーチコード値として保存する段階と、
前記第１テスト温度から前記貯蔵されたサーチコード値を減算して前記偏移温度を求める段階と、
前記温度感知器を前記第１テスト温度とは異なる第２テスト温度により固定する段階と、
前記感知温度を下降させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記第２テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記第２テスト入力信号を反転してサーチコード値として保存する段階と、
前記第２テスト温度に前記保存されたサーチコード値を加算して前記偏移温度を求める段階と、
前記第１、第２テスト温度でそれぞれ保存された保存値を加算して、これを前記第１テスト温度と第２テスト温度との差で割ることにより抵抗誤差率を求める段階と、
を備えることを特徴とする温度感知器の偏移温度検出及び抵抗誤差率検出方法。
【請求項２３】
温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端と、テスト温度と感知温度とを比較した結果を比較出力信号として出力する比較器を有する温度感知器の温度チューニング方法において、
前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第１テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部と、前記加重抵抗ストリング部と接地端との間に直列に連結され、通常状態において短絡された複数の２進加重抵抗を有する短絡加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加される第２テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部と、を含む検出回路と、前記減少抵抗端に前記加重抵抗ストリング部とは並列に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも低いと判定された場合に温度を上昇させるトリミング作業が達成されるようにする前記温度上昇トリミング部と、前記短絡加重抵抗ストリング部と接地との間に連結され、前記偏移温度が目標温度よりも高いと判定された場合に温度を下降させるトリミング作業が達成されるようにする前記温度下降トリミング部と、を提供する段階と、
前記温度感知器を第１テスト温度に固定する段階と、
前記感知温度を上昇させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記第１テスト入力信号をサーチコード値として保存する段階と、
前記第１テスト温度から前記保存されたサーチコード値を減算して前記偏移温度を求める段階と、
前記温度感知器を前記第１テスト温度とは異なる第２テスト温度に固定する段階と、
前記感知温度を下降させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記第２テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階と、
最終的に変更された前記第２テスト入力信号を反転してサーチコード値として保存する段階と、
前記第２テスト温度に前記保存されたサーチコード値を加算して前記偏移温度を求める段階と、
前記第１、第２テスト温度でそれぞれ保存された保存値を加算して、これを前記第１テスト温度と第２テスト温度との差で割ることにより抵抗誤差率を求める段階と、
前記偏移温度が目標温度よりも高いと判定された場合には前記抵抗誤差率に従い前記温度下降トリミング部を用いてトリミングを行い、前記偏移温度が目標温度よりも低いと判定された場合には前記抵抗誤差率に従い前記温度上昇トリミング部を用いてトリミングを行う段階と、
を備えることを特徴とする温度感知器のチューニング方法。
【請求項２４】
前記温度感知器は半導体メモリ装置に適用されることを特徴とする請求項２３に記載の温度感知器の温度チューニング方法。
【請求項２５】
前記温度感知器の出力は半導体メモリ装置の自己リフレッシュ動作周期を制御するために用いられることを特徴とする請求項２４に記載の温度感知器の温度チューニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、温度感知器に係るもので、特に高速テストに適合した偏移温度検出回路を有する温度感知器及び偏移温度検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵ、メモリ、及びゲートアレイなどのように集積回路チップで具現される多様な半導体装置は、携帯用パーソナルコンピューター、ＰＤＡ、サーバー、又はワークステーションのような多様な電気製品に組み込まれうる。このような電気製品が電源節約のためのスリープモードにある場合、たいていの回路構成要素はターンオフ状態となる。
【０００３】
しかし、揮発性メモリに属するＤＲＡＭは、メモリセルに格納されたデータを継続して保存するために、それ自体でメモリセルのデータをリフレッシュすべきである。このような自己リフレッシュ動作の必要のために、ＤＲＡＭは自己リフレッシュ電力を消耗する。より低電力を要するバッテリ駆動システム（ｂａｔｔｅｒｙ　ｏｐｅｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍ）において電力消耗を減らすことは非常に重要で且つクリティカル（ｃｒｉｔｉｃａｌ）である。
【０００４】
自己リフレッシュに必要な電力消耗を減らす試みの一つは、リフレッシュ周期を温度に従い変化させるものである。ＤＲＡＭでのデータ保有タイムは温度が低くなるほど長くなる。従って、温度領域を複数個の領域に分割しておき、低い温度領域ではリフレッシュクロックの周波数を相対的に低くすると、電力の消耗を減らすことになるが、ＤＲＡＭの内部温度を知るためには低電力消耗の内装型温度感知器が必要とされる。
【０００５】
通常のバンドギャップ基準（ｂａｎｄ−ｇａｐ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）回路を用いた従来の温度感知器の回路構成が図９に図示される。即ち、図９に示すように、温度感知器１００は電流ミラー型からなる差動増幅器ＤＡと、温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端Ｒ１と、温度の増加に従い電流が増加する増加抵抗端Ｒと、テスト温度Ｏｒｅｆと感知温度ＯＴ１とを比較した結果を比較出力信号ＯＵＴとして出力する比較器ＯＰ１と、を含む。ここで、差動増幅器ＤＡのブランチＡとブランチＢにそれぞれ接続される接合ダイオードＤ２，Ｄ１は互いに同一で、ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３のサイズ比率は１：１：１で、ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮ１，ＭＮ２，ＭＮ３のサイズ比率も１：１：１である。ここで、サイズはチャンネル長さＬにゲート幅Ｗを掛けた値である。
【０００６】
以下、図９の温度感知器の動作を説明する。差動増幅器ＤＡ内のｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１，ＭＰ２とｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮ１，ＭＮ２の電流ミラー動作により、ＩＯ：Ｉｒ＝１：１の電流が流れ、ブランチＡとブランチＢに現れる電圧は互いに同一なレベルとなる。
【０００７】
通常の接合ダイオードにおいてターンオン区間での電流式は、
Ｉ＝Ｉｓ｛ｅ（ＶＤ／ＶＴ）−１｝≒Ｉｓ×ｅ（ＶＤ／ＶＴ）
となる。ここで、Ｉｓは逆方向飽和電流で、ＶＤはダイオード電圧で、ＶＴはｋＴ／ｑとしてサーマル電圧である。
【０００８】
ブランチＡとブランチＢに現れる電圧は互いに同一であるため、
ＶＡ＝ＶＢ＝ＶＤ１＝ＶＤ２＋Ｉｒ×Ｒ、
ＩＯ＝Ｉｓ×ｅ（ＶＤ１／ＶＴ）⇒ＶＤ１＝ＶＴ×ｌｎ（ＩＯ／Ｉｓ）
となる。又、
Ｉｒ＝Ｉｓ×ｅ（ＶＤ２／ＶＴ）⇒ＶＤ２＝ＶＴ×ｌｎ（Ｉｒ／Ｉｓ）＝ＶＴ×ｌｎ（Ｍ×ＩＯ／Ｉｓ）
であるため、
ＶＴ×ｌｎ（ＩＯ／Ｉｓ）＝ＶＴ×ｌｎ（Ｍ×ＩＯ／Ｉｓ）＋Ｉｒ×Ｒ
となる。
【０００９】
従って、Ｉｒ＝ＶＴ×ｌｎ（Ｍ）／Ｒであるため、ブランチＡには温度に比例する電流が流れることになる。又、Ｉ１とＩＯに同様な領域の電流が流れると、ブランチＣの電圧ＶＣはＶＢの値とほとんど同じであり、ＶＢ＝ＶＤ１＝ＶＴ×ｌｎ（ＩＯ／Ｉｓ）として現れる。
【００１０】
普通、ＶＴに比べて逆方向飽和電流Ｉｓは温度増加に従ってより大きく増加するため、ダイオード電圧は温度に従い減少する特性を有する。即ち、ＶＣが温度増加に従い減少するため、Ｉ１は温度に従い減少する。
【００１１】
そこで、抵抗Ｒ１の値をチューニングすると、図１０に示されるような特定温度Ｔ１でＩｒとＩ１の値をクロスさせることができる。つまり、図９の温度感知器１００は、特定温度Ｔ１でトリップポイント（ｔｒｉｐ　ｐｏｉｎｔ）を有するように設計された温度感知器として機能する。
【００１２】
図９の温度感知器は製造工程変化に非常に敏感な特性を有するので、変化したトリップポイントを設計された温度ポイントに合わせる温度チューニング作業がウェハレベルで個別チップ毎に行われるべきである。温度チューニング作業において温度トリミングを行うためには製造工程変化によりシフトされたシフティング温度を検出する作業が先行されるべきである。
【００１３】
即ち、温度トリミングを行うためには、製造された温度感知器が設計された目標温度からどのくらい偏移されているかを知るべきである。しかし、プロセスチャンバ内にウェハを投入し、プロセスチャンバの内部温度（テスト温度）を継続して変化させながら比較器ＯＰ１の比較出力信号ＯＵＴをモニターリングして、温度感知器の偏移温度を検出する作業は、多くのテスト時間を要求する。プロセスチャンバの温度を変化させる作業は比較的長い時間を要求するため、温度チューニング作業の時間ロスを招来し、温度調節誤差に基因して検出された偏移温度に対する信頼性が充分に保証されにくい。
【００１４】
又、偏移温度を検出した後に抵抗素子を用いてトリミング作業を行った場合でも検出された偏移温度の信頼性不足とトリミング作業の正確性の欠如に基因して、設計された目標温度にトリップポイントを正確に有する温度感知器を得ることが難しいという問題点があった。したがって、精密なトリミングが要求される場合、偏移温度検出作業が再度追加で必要とされて、トリミング作業が追加で求められる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の第１の目的は、従来の問題点及び短所を解決することができる内装型温度感知器及び偏移温度検出方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の第２の目的は、プロセスチャンバの温度を変化させずに目標温度から偏移された偏移温度を検出することができる偏移温度検出回路を有する温度感知器及び偏移温度検出方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の第３の目的は、温度チューニングに掛かる作業時間を短縮することができる内装型温度感知器及び偏移温度検出方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の第４の目的は、偏移温度検出の信頼性を増加させ、トリミング作業誤差を減少又は最小化することができる温度感知器及び偏移温度検出方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第５の目的は、電力節減のために半導体メモリ装置のチップ内に採用可能なバンドギャップ基準回路型の温度感知器及び温度感知器の偏移温度検出とトリミングを提供することにある。
【００２０】
本発明の第６の目的は、少なくとも一つの固定されたテスト温度での偏移温度を迅速に検出することができる偏移温度検出回路を提供することにある。
【００２１】
本発明の第７の目的は、ウェハレベル温度テストで温度チューニング作業に掛かる時間を短縮して半導体製品の生産性を向上させることができる方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明による偏移温度検出回路は、温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端を有する温度感知器は、前記減少抵抗端と接地端との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、前記温度感知器の偏移温度を検出するために印加されるテスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させる短絡スイッチング部と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
又、本発明は、温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端と、テスト温度と感知温度とを比較した結果を比較出力信号として出力する比較器とを有する温度感知器における偏移温度検出方法に係り、該方法は、前記減少抵抗端と接地端間に直列に連結された複数の２進加重抵抗を有する加重抵抗ストリング部と、テスト入力信号に応じて前記２進加重抵抗をそれぞれ選択的に短絡させる短絡スイッチング部と、を含む偏移温度検出回路を準備する段階と、前記温度感知器を前記テスト温度に固定する段階と、前記感知温度を上昇させるために前記比較器の出力が二つの論理状態に振動するまで前記テスト入力信号の論理状態を２進逐次近似法に変更させる温度サーチ段階と、最終的に変更された前記テスト入力信号をサーチコード値として保存する段階と、前記テスト温度から前記保存されたサーチコード値を減算して前記偏移温度を求める段階と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このような装置的構成によると、プロセスチャンバの温度を変化させずに目標温度で偏移された偏移温度を正確に検出することができるため、温度チューニングに掛かる作業時間が短縮され、偏移温度検出の信頼性が増加される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。ここで、同一又は類似の機能を有する構成要素には、複数の図面において同一又は類似の符号が付されている。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による温度感知器の回路構成図である。図１に示す温度感知器おいて、温度の増加に従い電流が減少する減少抵抗端ＮＯ１を有する温度感知器１００が図示されている。温度感知器１００には、本発明の目的の一部を達成するための偏移温度検出回路が連結される。前記偏移温度検出回路は、減少抵抗端ＮＯ１と接地端ＶＳＳとの間に直列に連結された複数の２進加重抵抗ＲＵ６，ＲＵ５−ＲＵ１を有する加重抵抗ストリング部１５０と、温度感知器１００の偏移温度を検出ために印加されるテスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０に応じて２進加重抵抗ＲＵ６，ＲＵ５−ＲＵ１をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部１６０とを含む。ここで、短絡スイッチング部１６０は、通常状態においてターンオフされたｎ型ＭＯＳトランジスタＴＲ５−ＴＲ０から構成される。
【００２７】
減少抵抗端ＮＯ１の上部に連結された固定抵抗Ｒ１ａと減少抵抗端ＮＯ１の下部に連結された２進加重抵抗ＲＵ６，ＲＵ５−ＲＵ１との合成抵抗値は、図９の抵抗Ｒ１の抵抗値と同一に設定される。又、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１のうち抵抗ＲＵ６の抵抗値は抵抗ＲＵ１の抵抗値の３２倍の大きさを有し、抵抗ＲＵ５の抵抗値は抵抗ＲＵ１の抵抗値の１６倍の大きさを有し、抵抗ＲＵ４の抵抗値は抵抗ＲＵ１の抵抗値の８倍の大きさを有し、抵抗ＲＵ３の抵抗値は抵抗ＲＵ１の抵抗値の４倍の大きさを有し、抵抗ＲＵ２の抵抗値は抵抗ＲＵ１の抵抗値の２倍の大きさを有する。２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１は、半導体製造工程においてポリシリコンなどのような物質をパターニングすることにより形成されうる。
【００２８】
トランジスタＴＲ０をターンオンさせることにより２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１のうち単位抵抗ＲＵ１が短絡されるようにした場合、抵抗ＲＵ１の抵抗値は合成抵抗値に含まれないため、ブランチＣを通じて流れる電流Ｉ１がそれだけ増加する。ここでは、抵抗ＲＵ１が短絡される場合にトリップポイントが１℃分だけ上昇するように設計され、電流Ｉ１が増加すると、トリップポイントが図１０の上部領域ＵＡに移動することになる。テスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０はテストモードの際に固定された温度で温度感知器のトリップポイントを変化させるために提供される信号である。
【００２９】
同様に、テスト入力信号ＡＵ５が論理レベルハイとして印加されると、抵抗ＲＵ６が短絡されるため、トリップポイントは３２℃分だけ上昇する。又、テスト入力信号ＡＵ４がハイであれば、抵抗ＲＵ５が短絡されてトリップポイントが１６℃分だけ上昇し、テスト入力信号ＡＵ３がハイであれば、抵抗ＲＵ４が短絡されてトリップポイントが８℃分だけ上昇し、テスト入力信号ＡＵ２がハイであれば、抵抗ＲＵ３が短絡されてトリップポイントが４℃分だけ上昇し、テスト入力信号ＡＵ１がハイであれば、抵抗ＲＵ２が短絡されてトリップポイントが２℃分だけ上昇する。
【００３０】
従って、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１の短絡を２進逐次近似法で行うと、１℃未満の誤差をもつ偏移温度を検出することが可能である。
【００３１】
以下、図１のような偏移温度検出回路をもつ温度感知器における偏移温度検出動作を図６を参照して説明する。
【００３２】
前記温度感知器のテスト温度は一つの固定された温度、ここでは８５℃に設定される。この温度はバーンインテストで主に設定される温度である。プロセスチャンバの内部温度を８５℃に設定し、温度感知器が製造されたチップを複数個備えたウェハをプロセスチャンバにいれると、前記温度感知器を前記テスト温度に固定する段階が完了する。
【００３３】
これからは前記感知温度を上昇させるために比較器ＯＰ１の出力が二つの論理状態（ロー又はハイ）に振動するまでテスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０の論理状態を２進逐次近似法により変更させる温度サーチ段階が始まる。テストモードでないノーマルモードにおいてテスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０は全て論理レベルローが与えられる。図６では、例えば温度感知器のトリップポイントが４５℃を目標として設計され、工程変化により５℃の誤差が存在して５０℃に作られたと仮定し、その５０℃を８５℃の固定温度で探す方法を示す。図６で横軸はサーチステップを示し、縦軸は温度を示す。
【００３４】
温度サーチ段階の初期段階として、ノーマル状態の条件と同一にＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝０，０，０，０，０，０として印加すると、トランジスタＴＲ５−ＴＲ０は全てターンオフ状態である。従って、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１は全てが抵抗として機能する。
信号印加状態では、探そうとする温度、即ち偏移温度は５０℃で、現在のチャンバの温度は８５℃であるため、図１の比較器ＯＰ１の非反転端（＋）の印加電圧０Ｒｅｆは反転端（−）の印加電圧０Ｔ１よりも高くなって、比較出力信号ＯＵＴは１、即ち、ハイレベルとなる。ここで、印加電圧０Ｒｅｆはテスト温度、即ち、現在のチャンバ内の温度を電圧レベルを示し、反転端（−）の印加電圧０Ｔ１はトリップポイントの感知温度を電圧レベルで示す。
【００３５】
上記の状態でＡＵ５の信号レベルだけを変化させて１として印加すると、図６の矢印ＡＲ１のように３２℃だけ増加して５０℃＋３２℃＝８２℃になる。この結果はまだ８５℃よりも低い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのまま１としてに現れる。
【００３６】
ＡＵ５を信号レベル１として印加した状態でも出力がハイとして現れたので、出発ポイントをアップデート（ＡＵ＝１）した状態でＡＵ４をも１として印加する。これにより、図６の矢印ＡＲ２のように１６℃だけ再度増加するため、８２℃＋１６℃＝９８℃になり、テスト温度の８５℃よりも高くなった温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴは０、即ち、ローとして現れる。
【００３７】
出力がローに現れると、出発ポイントを再び以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１、ＡＵ４＝０）、ＡＵ３を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，１，０，０，０である。よって、８２℃で図６の区間Ｄ３内の矢印ＡＲ３のように８℃だけ増加するため、８２℃＋８℃＝９０℃になり、まだ８５℃よりも高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのままローとして現れる。
【００３８】
出力がローとして現れると、出発ポイントを再び以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０）、ＡＵ２を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，１，０，０である。よって、図６の区間Ｄ４内の矢印ＡＲ４のように８２℃で４℃だけ増加するため、８２℃＋４℃＝８６℃になり、８５℃よりも１℃だけが高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはローとして現れる。
【００３９】
出力がローとして現れると、出発ポイントを再び以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０，ＡＵ２＝０）、ＡＵ１を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，０である。よって、図６の区間Ｄ５内の矢印ＡＲ５のように８２℃で２℃だけ増加されるため、８２℃＋２℃＝８４℃となり、８５℃よりも１℃だけ低い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはハイとして現れる。
【００４０】
出力がハイに現れると、出発ポイントをアップデートした状態（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０，ＡＵ２＝０，ＡＵ１＝１）でＡＵ０を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，１である。よって、図６の区間Ｄ６内の矢印ＡＲ６のように８４℃で１℃だけ増加するため、８４℃＋１℃＝８５℃になる。従って、８５℃と同一な温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはロー又はハイとして現れる。つまり、出力はローとハイに振動し、温度サーチ段階が終了する。
【００４１】
最終的に変更された前記テスト入力信号をサーチコード値として保存する段階が行われる。これは、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，１の２進数値をテスト装備などに具備されたレジスタＤｉに保存することにより達成される。
【００４２】
次いで、前記テスト温度から前記保存されたサーチコード値を減算して前記偏移温度を求める段階が行われる。前記レジスタ保存値として表現されるΣＤｉはＢＣＤで、１，０，０，０，１，１であるが、これは１０進数の３５に対応する。従って、８５℃でサーチコード値３５℃を引くと、５０℃が求められる。つまり、テスト条件の温度が８５℃で、比較器の出力が振動状態であるときに印加した入力値が３５℃であることがわかったので、製造された温度感知器の偏移温度は８５℃−３５℃＝５０℃と判定される。従って、工程チャンバの温度を変化させずに、一つの固定温度において、製造された温度感知器の変化したトリップポイントを確認ことができる。
【００４３】
上記のテストを通じてテスト運営者は、テスト対象となる温度感知器のトリップポイントが工程変化により設計温度４５℃から＋５℃の誤差を有する５０℃に作られたことがわかり、−５℃だけが下降されるようにするトリミング作業を行うと、前記温度感知器は実際に４５℃でトリップポイントを有することになる。
【００４４】
一方、図１の回路構成を変更せずにテスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０を反対論理のテスト入力信号ＡＤ５−ＡＤ０として印加して、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１を通常状態において短絡させ、それぞれ選択的に短絡解除させることによっても前記偏移温度は検出されることになる。この場合、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１は短絡加重抵抗ストリング部を構成し、ｎ型ＭＯＳトランジスタＴＲ５−ＴＲ０は短絡解除スイッチング部として機能する。上記の場合の詳細な動作は図２の動作説明を通じて一層深く理解されるだろう。
【００４５】
図２は、本発明の他の実施形態による温度感知器の回路構成図である。図示したように、図１の構成に加えて、短絡解除スイッチング部１７０、短絡加重抵抗ストリング部１８０、温度上昇トリミング部２００、及び温度下降トリミング部３００がさらに具備されている。図２において、偏移温度検出回路は、減少抵抗端ＮＯ１とノードＮＯ２との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗ＲＵ６，ＲＵ５−ＲＵ１を有する加重抵抗ストリング部１５０と、ノードＮＯ２とノードＮＯ３との間に直列に連結された複数の２進加重抵抗ＲＤ６，ＲＤ５−ＲＤ１を有する短絡加重抵抗ストリング部１８０と、テスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０に応じて２進加重抵抗ＲＵ６，ＲＵ５−ＲＵ１をそれぞれ選択的に短絡させるための短絡スイッチング部１６０と、テスト入力信号ＡＤ５−ＡＤ０に応じて２進加重抵抗ＲＤ６，ＲＤ５−ＲＤ１をそれぞれ選択的に短絡解除させるための短絡解除スイッチング部１７０と、を含む。ここで、短絡解除スイッチング部１７０は通常状態においてターンオンされるｎ型ＭＯＳトランジスタＴＲ５ａ−ＴＲ０ａから構成される。
【００４６】
偏移温度が設計された目標温度よりも低いと判明した場合、温度を上昇させるトリミング作業が達成されるようにする温度上昇トリミング部２００は、加重抵抗ストリング部１５０とは並列に前記減少抵抗端ＮＯ１に連結され、ドレイン−ソースチャンネルが直列に連結されたｎ型ＭＯＳトランジスタＮ５−Ｎ０と、第１−６抵抗スイッチングユニット２１０−２１５とから構成される。温度トリミングが行われる前には、ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ５−Ｎ０は常時ターンオフされる。前記第１−６抵抗スイッチングユニット２１０−２１５は全てが同一な内部構成を有し、図３のように構成される。
【００４７】
図３は、図２の抵抗スイッチングユニットの具体回路図であり、このユニットは、インバーターを構成するｐ型及びｎ型ＭＯＳトランジスタＰＭ１，ＮＭ１と、ラッチＬ１を構成するインバーターＩＮ１，ＩＮ２と、ヒューズＦＵＳ１とからなる。トリミング作業の際にヒューズＦＵＳ１はカッティングされうるが、トリミング作業の以前にはカッティングされない。ヒューズＦＵＳ１がカッティングされない場合、ハイからローに遷移されるパワーアップ信号ＰＯＷＥＲＵＰによりｐ型ＭＯＳトランジスタＰＭ１がターンオンされるため、ラッチＬ１の出力ＯＵはローに固定される。しかし、ヒューズＦＵＳ１がカッティングされると、パワーアップ信号ＰＯＷＥＲＵＰのハイ区間でｎ型ＭＯＳトランジスタＮＭ１のターンオンによりラッチされたハイ状態がパワーアップ信号のロー区間でも出力ＯＵＴとして固定される。つまり、各抵抗スイッチングユニット内のヒューズがカッティングされた場合にのみ、それに対応するｎ型ＭＯＳトランジスタＮ５−Ｎ０が個別的にターンオンされることがわかる。例えば、トランジスタＮ５がターンオンされる場合には、抵抗ＲＵ６が短絡されて感知温度は３５℃だけ上昇する。
【００４８】
偏移温度が設計された目標温度よりも高く判定された場合、温度を下降させるトリミング作業が達成されるようにする温度下降トリミング部３００は、ノードＮＯ３と接地端ＶＳＳとの間に直列に連結された２進加重抵抗ＲＤ６ａ，ＲＤ５ａ−ＲＤ１ａをもつ短絡加重抵抗下降ストリング部３１０と、ノードＮＯ３に対し短絡加重抵抗下降ストリング部３１０とは並列に連結された複数のヒューズＦＵ６−ＦＵ１を含むヒューズストリング３２０とから構成される。ヒューズＦＵ６−ＦＵ１がカッティングされない場合、短絡加重抵抗下降ストリング部３１０内の抵抗は短絡され、ヒューズがカッティングされると、それに対応される抵抗が短絡解除されて抵抗として機能する。つまり、ヒューズをカッティングして、それに対応する抵抗を用いると、感知温度は下降する。
例えば、ヒューズＦＵ６がカッティングされる場合、抵抗ＲＤ６ａは短絡解除されて感知温度は３２℃だけ下降する。
【００４９】
図４は、図２に印加されるテスト入力信号を発生するための信号発生器の具体的な回路図である。インバーター６０−６５は、それぞれ印加される入力信号Ａ５−Ａ０の論理を反転する。インバーター６０−６５の出力は、ＮＡＮＤゲート７０−７５とＮＯＲゲート８０−８５のそれぞれの一方の入力端子への入力として共通提供される。ＮＡＮＤゲート７０−７５の他方の入力端子には第１テスト信号ＰＴＥＳＴＤが共通に印加され、ＮＯＲゲート８０−８５の他方の入力端子には第２テスト信号ＰＴＥＳＴＵがインバーター６６を通じて供給印加される。ここで、入力信号Ａ５−Ａ０はアドレス信号とすることができる。従って、第２テスト信号ＰＴＥＳＴＵがハイとして印加され、入力信号Ａ５−Ａ０が全てハイとして印加されると、テスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０は全てハイとして出力されることがわかる。
【００５０】
以下、図２のような偏移温度検出回路、温度上昇トリミング部２００及び温度下降トリミング部３００を有する温度感知器における偏移温度検出動作及び温度トリミングを図７及び図８を参照して説明する。
【００５１】
まず、図２の説明の前に工程変化による２進加重抵抗の誤差問題を説明する。図６を通じて説明した図１の動作説明は実質的に理想的な場合である。製造工程の工程偏差により図１内の２進加重抵抗ＲＵ１が正確に感知温度を１℃だけ上昇させない場合がある。すると、２進加重抵抗ＲＵ６も正確に３２℃だけ感知温度を上昇させることができなく、２進加重抵抗ＲＵ５も正確に１６℃だけ感知温度を上昇させることができない。
【００５２】
従って、製造工程の工程偏差により１０％の温度誤差が発生した場合に図１の回路動作は図７のように行われる。図７に示すように、図６で説明された矢印ＡＲ１−ＡＲ６に対応して１０％ずつ誤差をもつ矢印ＡＲ１ａ−ＡＲ６ａが現れたことがわかる。即ち、図７に示されるＸはチューニング用抵抗の製造工程誤差率を示すもので、Ｘ＝０．９であれば、１０％の抵抗誤差を有することを意味する。Ｘが１である場合には工程誤差がない理想的な場合を示す。つまり、図７においてＸ＝０．９であれば、理想的な場合に比べ１０％の誤差を有し、１，０，０，１，１，１がレジスタ保存値となり、これは１０進数３９℃である。従って、Ｘ＝１である場合に比べ４℃の誤差が発生することがわかる。そこで、微細温度チューニングの必要の際に偏移温度と抵抗誤差率Ｘを一緒に求めるのが重要であることがわかる。以下に説明される図２の回路において偏移温度と共に抵抗誤差率をも一緒に求めるのが図８を参照して説明される。
【００５３】
図２を参照しながら、まず、第１テスト温度の８５℃に設定してテストを行う場合を説明する。勿論、この場合でも温度感知器のトリップポイントが４８℃を目指して設計され、工程変化により５℃のトリップポイント誤差が存在して５０℃に定められたと仮定する。初期にノーマル状態の条件と同一にＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝０，０，０，０，０，０として印加し、ＡＤ５，ＡＤ４，ＡＤ３，ＡＤ２，ＡＤ１，ＡＤ０＝１，１，１，１，１，１，として印加すると、トランジスタＴＲ５−ＴＲ０は全てターンオフ状態であり、トランジスタＴＲ５ａ−ＴＲ０ａは全てターンオン状態である。一方、ヒューズのカッティングがまだ行われない状態であるため、温度上昇トリミング部２００内のｎ型ＭＯＳトランジスタＮ５−Ｎ０はターンオフ状態である。従って、ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ５−Ｎ０と並列に連結された２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１は抵抗として機能する。反面、短絡加重抵抗ストリング部１８０内の２進加重抵抗ＲＤ６−ＲＤ１と、温度下降トリミング部３００内の２進加重抵抗ＲＤ６ａ，ＲＤ５ａ−ＲＤ１ａは全て短絡されているため、抵抗として機能しない。従って、ノードＮＯ３に接地電圧ＶＳＳが実質的に形成される。
【００５４】
感知温度を上昇させるために比較器ＯＰ１の出力が二つの論理状態（ロー又はハイ）に振動するまでテスト入力信号ＡＵ５−ＡＵ０の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階が始まる。図８の上部に示される矢印ＡＲＵ１−ＡＵＲ６は、偏移温度５０Ｘ℃を８５℃の固定された温度で探す方法を示す。
【００５５】
温度サーチ段階の初期段階において、ノーマル状態の条件と同一にＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝０，０，０，０，０，０として印加すると、トランジスタＴＲ５−ＴＲ０は全てターンオフ状態である。従って、２進加重抵抗ＲＵ６−ＲＵ１は全て抵抗として機能する。
信号印加状態では探そうとする温度、即ち、偏移温度は５０Ｘ℃で、現在のチャンバの温度は８５℃であるため、図２の比較器ＯＰ１の非反転端（＋）の印加電圧０Ｒｅｆは反転端（−）の印加電圧０Ｔ１よりも高くなって、比較出力信号ＯＵＴは１、即ち、ハイレベルとなる。
【００５６】
上記の状態でＡＵ５の信号レベルだけを変化させて１として印加すると、図８の矢印ＡＲＵ１のように３２Ｘ℃（ここで、Ｘは抵抗誤差率）だけ増加されて、５０℃＋３２Ｘ℃＝８２Ｘ℃になる。その結果はまだ８５℃よりも低い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのまま１に現れる。
【００５７】
ＡＵ５を信号レベル１として印加した状態でも出力がハイとして現れたので、出発ポイントをアップデート（ＡＵ５＝１）した状態でＡＵ４も１として印加する。よって、図８の矢印ＡＲＵ２のように１６Ｘ℃が再度増加されるため、８２Ｘ℃＋１６Ｘ℃＝９８Ｘ℃になる。これは、テスト温度の８５℃よりも高くなった温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴは０、即ち、ローとして現れる。
【００５８】
出力がローに現れると、出発ポイントを再度以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０）、ＡＵ３を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，１，０，０，０である。よって、８２Ｘ℃から図８の矢印ＡＲＵ３のように８Ｘ℃だけ増加するため、８２Ｘ℃＋８Ｘ℃＝９０Ｘ℃になる。従って、未だ８５℃よりも高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのままローとして現れる。
【００５９】
出力がローとして現れると、出発ポイントを再度以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０）、ＡＵ２を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，１，０，０である。よって、図８の矢印ＡＲＵ４のように８２℃から４℃だけ増加されるため、８２Ｘ℃＋４Ｘ℃＝８６Ｘ℃になる。従って、８５℃よりも１℃だけ高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはローとして現れる。
【００６０】
出力がローとして現れると、出発ポイントを再度以前の出発ポイントに返し（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０，ＡＵ２＝０）、ＡＵ１を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，０である。よって、図８の矢印ＡＲＵ５のように８２℃から２Ｘ℃だけ増加されるため、８２Ｘ℃＋２Ｘ℃＝８４Ｘ℃になる。従って、８５℃よりも１℃だけ低い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはハイとして現れる。
【００６１】
出力がハイとして現れると、出発ポイントをアップデートした状態（ＡＵ５＝１，ＡＵ４＝０，ＡＵ３＝０，ＡＵ２＝０，ＡＵ１＝１）でＡＵ０を１として印加する。即ち、ＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，１である。よって、図８の矢印ＡＲＵ６のように８４℃から１℃だけ増加されるため、８４Ｘ℃＋１Ｘ℃＝８５Ｘ℃になる。従って、Ｘを考慮しないと、８５℃と同一な温度状態になるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはロー又はハイとして現れる。
つまり、出力はローとハイに振動して、温度サーチ段階は終了する。
【００６２】
次いで、最終的に変更されたテスト入力信号をサードコード値として保存する段階が行われ、これはＡＵ５，ＡＵ４，ＡＵ３，ＡＵ２，ＡＵ１，ＡＵ０＝１，０，０，０，１，１の２進数値をテスト装備などに具備されたレジスタＤｉに保存することにより達成される。
【００６３】
次いで、テスト温度より保存されたサーチコード値を減算して偏移温度を求める段階が行われる。前記レジスタ保存値に表現されるΣ（Ｄｉ）ｘはＢＣＤとして１，０，０，０，１，１であるが、これは１０進数の３５に対応する。従って、８５℃からサーチコード値３５℃を引くと、５０℃が求められる。つまり、テスト条件の温度が８５℃とのことがわかり、比較器の出力が振動状態であるときに印加した入力値が３５℃とのことを探したので、製造された温度感知器の偏移温度はＸを考慮しない場合に８５℃−３５℃＝５０℃と判定される。
【００６４】
よって、図８内の矢印ＡＲＵ１−ＡＲＵ６として現れた動作説明は抵抗誤差率Ｘを考慮しない場合に図６の動作説明と同一であることがわかる。
【００６５】
以下、第２テスト温度を−５℃に設定し、テストを行う場合を説明する。８５℃のテストに続いて−５℃のテストを行うと、偏移温度と共に抵抗誤差率Ｘが求められる。
【００６６】
以下、感知温度を下降させるために比較器ＯＰ１の出力が二つの論理状態（ロー又はハイ）に振動するまでテスト入力信号ＡＤ５−ＡＤ０の論理状態を２進逐次近似法で変更させる温度サーチ段階が始まる。図８の下部に示される矢印ＡＲＤ１−ＡＲＤ６は、偏移温度５０Ｘ℃を−５℃の固定された温度で探す方法を示す。
【００６７】
同様に、温度サーチ段階の初期段階において、ノーマル状態の条件と同一にＡＤ５，ＡＤ４，ＡＤ３，ＡＤ２，ＡＤ１，ＡＤ０＝１，１，１，１，１，１として印加すると、トランジスタＴＲ５ａ−ＴＲ０ａは全てターンオン状態である。従って、２進加重抵抗ＲＤ６−ＲＤ１は全て短絡された状態であるため、抵抗として機能しない。信号印加状態では、探そうとする温度、即ち、偏移温度は５０Ｘ℃で、現在チャンバ温度は−５℃であるため、図２の比較器ＯＰ１の非反転端（＋）の印加電圧０Ｒｅｆは反転端（−）の印加電圧０Ｔ１よりも低くなって比較出力信号ＯＵＴは０、即ち、ローレベルになる。
【００６８】
上記の状態でＡＤ５の信号レベルだけを変化させて０として印加すると、図８の矢印ＡＲＤ１のように３２Ｘ℃（ここで、Ｘは抵抗誤差率）だけ減少されて５０℃−３２Ｘ℃＝１８Ｘ℃になる。
【００６９】
ＡＤ５を信号レベル０として印加した状態でも出力がローとして現れたので、出発ポイントをアップデート（ＡＤ５＝０）した状態でＡＤ４も０として印加する。従って、図８の矢印ＡＲＤ２のように１６Ｘ℃が再度減少されるため、１８Ｘ℃−１６Ｘ℃＝２Ｘ℃になり、結果はまだ−５℃よりも高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのまま０として現れる。
【００７０】
ＡＤ４を信号レベル０として印加した状態でもその出力がローとして現れたので、出発ポイントをアップデート（ＡＤ５＝０，ＡＤ４＝０）した状態でＡＤ３も０として印加する。従って、図８の矢印ＡＲＤ３のように８Ｘ℃だけ再度減少されるため、２Ｘ℃−８Ｘ℃＝−６Ｘ℃となり、−５℃よりも低い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはハイに現れる。
【００７１】
出力がハイに現れると、出発ポイントを再度以前の出発ポイントに返し（ＡＤ５＝０，ＡＤ４＝０，ＡＤ３＝１）、ＡＤ２を０として印加する。即ち、ＡＤ５，ＡＤ４，ＡＤ３，ＡＤ２，ＡＤ１，ＡＤ０＝０，０，１，１，１，１である。従って、２Ｘ℃から図８の矢印ＡＲＤ４のように４Ｘ℃だけ減少されるため、２Ｘ℃−４Ｘ℃＝−２℃となる。従って、まだ−５℃よりも高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはそのままローとして現れる。
【００７２】
出力がローとして現れると、出発ポイントをアップデート（ＡＤ５＝０，ＡＤ４＝０，ＡＤ３＝１，ＡＤ２＝０）した状態でＡＤ１も０として印加する。それで、図８の矢印ＡＲＤ５のように２Ｘ℃だけが再度減少されるため、−２Ｘ℃−２Ｘ℃＝−４Ｘ℃となり、そのまま−５℃よりも高い温度状態であるため、比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはローとして現れる。
【００７３】
出力がローとして現れると、出発ポイントを再度アップデータ（ＡＤ５＝０，ＡＤ４＝０，ＡＤ３＝１，ＡＤ２＝０，ＡＤ１＝０）した状態でＡＤ０も０として印加する。それで、図８の矢印ＡＲＤ６のように１Ｘ℃だけ再度減少されるため−５Ｘ℃となり、Ｘを考慮しないと、−５℃のような状態であるから比較器ＯＰ１の出力ＯＵＴはハイとローに振動しながら現れる。
【００７４】
次いで、最終的に変更されたテスト入力信号をサーチコード値として保存する段階が行われるが、これはＡＤ５，ＡＤ４，ＡＤ３，ＡＤ２，ＡＤ１，ＡＤ０＝０，０，１，０，０，０を反転させてレジスタＥｉに保存することにより達成される。−５℃のテストにおいては０，０，１，０，０，０を反転した２進数値、即ち、１，１，０，１，１，１がテスト装備などに具備されたレジスタＥｉに保存されることを留意されたい。
【００７５】
次いで、前記テスト温度に前記保存されたサーチコード値を加算して偏移温度を求める段階が行われる。レジスタ保存値として表現されるΣ（Ｅｉ）ｘはＢＣＤとして１，１，０，１，１，１であるが、これは１０進数５５に相応するため、−５℃にサーチコード値５５を加算すると、５０℃が求められる。つまり、テスト条件の温度が−５℃とのことが分かり比較器の出力が振動状態であるとき、レジスタに貯蔵された値が５５℃とのことを探したので、製造された温度感知器の偏移温度はＸを考慮しない場合に−５℃＋５５℃＝５０℃として判定される。
【００７６】
一つのテストのみを通じては変異温度がわかり、前記二つの場合のテストを行うと、抵抗誤差率Ｘまでも求められることになる。即ち、抵抗誤差率Ｘは二つのレジスタに保存された保存値を合算した後に、これを９０℃で割ることにより求められる。ここで、９０℃は８５℃のテストと−５℃のテスト間の温度差、即ち８５℃−（−５℃）＝９０℃となる。これを数式的に表現すると、
Ｘ＝｛Σ（Ｄｉ）＋Σ（Ｅｉ）｝／９０
となる。
【００７７】
このように、二つの固定された温度でテストを行うと、偏移温度の検出と共に抵抗誤差率Ｘも求めることができる。抵抗誤差率Ｘがわかると、トリミング作業で誤差率Ｘが考慮されるべきである。例えば、１０％の誤差率を有すると判定されたとき、１０％だけの誤差率を補正する作業がヒューズの追加カッティング又は未カッティングを通じてなされる。
【００７８】
図２のテストを通じてテスト運営者は、テスト対象となる図２の温度感知器のトリップポイントが工程変化により設計温度４５℃で＋５℃の誤差を有するとき、即ち、偏移温度が５０℃として判定された場合（Ｘ＝１と仮定）には温度下降トリミング部３００内のヒューズＦＵ１，ＦＵ３をレーザービームなどの光線を用いてブローイングすることにより、−５℃だけ下降されるトリミング作業が達成される。もし、設計温度４５℃で−５℃の誤差率をもつ場合（即ち、偏移温度が４０℃である場合）であれば、温度上昇トリミング部２００内の第４及び第６抵抗スイッチングユニット２１３，２１５内のヒューズＦＵＳ１がそれぞれブローイング（カッティング）される。
【００７９】
前記トリミング作業により製造された温度感知器は、ノーマル動作で設計されたトリップポイントで動作する。
【００８０】
図５は図２の温度感知器を採用した半導体メモリ装置のリフレッシュ動作関連のブロック図である。図１又は図２に示される温度感知器１０がチップ２０内に設置されることがわかる。メモリセルアレイ１８近くに設置される温度感知器１０は、温度感知出力ＴＤをリフレッシュ周期制御信号発生器１２に印加する。チップ２０が受ける温度に従い変化される温度感知出力ＴＤは、リフレッシュ周期制御信号発生器１２のリフレッシュ出力制御信号ＲＣＯＮの状態を変化させる。リフレッシュ出力制御信号ＲＣＯＮに応じてセルフリフレッシュクロックＳＲＣＬＫを発生するセルフリフレッシュクロック発生器１４は、温度の高低に従いセルフリフレッシュクロックＳＲＣＬＫの周波数を変化させる。セルフリフレッシュクロックＳＲＣＬＫに応じてメモリセルアレイ１８のリフレッシュ動作を制御するリフレッシュ制御回路１６は、チップ２０内の温度が低い場合には、温度が高い場合に比べリフレッシュ動作周期が長くなるように制御する。
【００８１】
従って、温度領域を複数個の領域に分割しておき、低い温度領域ではリフレッシュ動作周期を長くすると、半導体メモリで消耗される電力が節減される。
【００８２】
本発明の温度感知器は、半導体メモリ装置だけでなく、他の集積回路にも温度感知動作のために組み込まれることができる。
【００８３】
上記の説明では、本発明の実施形態をもって図面を参照して説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で本発明を多様に変形または変更できるのは本発明が属する分野の当業者には明白である。例えば、思案の異なった偏移温度検出回路の細部的構成及び偏移温度検出方法、又はトリミング方法を多様に変更できるのは勿論のことである。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の偏移温度検出回路をもつ温度感知器及び偏移温度検出方法は、プロセスチャンバの温度を変化させずに目標温度で偏移された偏移温度を正確に検出できるので、温度チューニングにかかる作業時間を短縮し、偏移温度検出の信頼性を増加させるという効果がある。又、トリミング作業誤差を減少又は最小化できるという効果がある。
【００８５】
又、温度感知器を電源節約のために半導体集積回路内に採用する場合、ウェハレベルの温度テスト及びトリミングに掛かる時間が低減されて半導体製品の製造費用が低減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による温度感知器の回路構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態による温度感知器の回路構成図である。
【図３】図２の抵抗スイッチングユニットの具体的な回路図である。
【図４】図２に印加されるテスト入力信号を発生するための信号発生器の具体的な回路図である。
【図５】図２の温度感知器を採用した半導体メモリ装置のリフレッシュ動作関連ブロック図である。
【図６】、
【図７】、
【図８】
図１又は図２に示した温度感知器の温度偏移温度感知動作を説明するの図である。
【図９】通常のバンドギャップ基準回路を用いた温度感知器の回路構成図である。
【図１０】図９の温度感知器の動作に従い抵抗端に現れる温度対電流変化グラフである。
【図１】
2004079158.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004079158.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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