(57)【要約】【課題】通常動作時やテスト動作時において、半導体装置を所望の動作温度範囲内で動作させる。【解決手段】半導体装置１００は、温度を検知して温度Ｔ度以下になると発熱指令を出力し、温度Ｔ'度以上になると発熱停止指令を出力する温度センサ部１１０と、温度センサ部１１０からの発熱指令又は発熱停止指令に従って発熱／発熱停止する発熱部１２０とを備え、半導体装置周辺の温度が低温になってもそれに影響されずに、半導体装置１００を一定の温度以上に保つことができ、また半導体装置周辺の温度が高温になると発熱しないようにするので、高温や低温での誤動作を防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常動作時に検知した半導体装置の温度に基づいて発熱又は非発熱を指示する制御信号を出力する温度検知手段と、前記制御信号に応じて発熱状態又は非発熱状態となる発熱手段とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記温度検知手段は、前記通常動作時では、前記半導体装置の温度が第１の閾値温度以下になると発熱を指示する制御信号を出力し、前記半導体装置の温度が前記第１の閾値温度以上である第２の閾値温度以上になると非発熱を指示する制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記温度検知手段は、テスト動作時に前記半導体装置外部からテストモード信号を受けて、該テストモード信号に基づく制御信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
前記発熱手段を複数備え、前記温度検知手段は、前記複数の発熱手段夫々に制御信号を与えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記温度検知手段と前記発熱手段とを１組とするものを複数組備え、各組が前記半導体装置に均等に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記発熱手段は、
導電体で形成される発熱配線と、
発熱を指示する制御信号が入力された場合にオン状態になり、非発熱を指示する制御信号が入力された場合にオフ状態になるスイッチと備え、
前記スイッチがオン状態になると前記発熱配線に電流が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記発熱手段は、
導電体で形成される発熱配線と、
一端が前記半導体装置内のクロック信号伝送用配線に接続され、他端が前記発熱配線に接続され、発熱を指示する制御信号が入力された場合にオン状態になり、非発熱を指示する制御信号が入力された場合にオフ状態になるスイッチとを備え、
前記スイッチがオン状態になると該スイッチを介して前記発熱配線にクロック信号が供給されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記発熱配線は、枝状に複数分岐した形状を成し、
前記スイッチは、２入力の排他的論理積ゲートより構成され、該排他的論理積ゲートの一方の入力端には前記温度検知手段が接続され、他方の入力端には前記クロック信号伝送用配線が接続され、さらに前記排他的論理積ゲートの出力端が前記発熱配線に接続されることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記発熱手段は、前記発熱配線を中継して配線するバッファ素子又はインバータ素子のいずれか一方を備えることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記発熱手段は、前記発熱配線を電源又は接地に接続された配線でシールドするシールド配線を備えることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記発熱手段は、前記発熱配線の先端にゲート端子又はベース端子を接続するトランジスタを備え、前記トランジスタは、前記発熱配線の電位に応じてソース電流又はコレクタ電流が流れることを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記発熱手段は、前記発熱配線が前記半導体装置の配線層を形成している金属以下の抵抗値を有する素材であることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
半導体装置外部に設けられ、前記半導体装置の通常動作時における該半導体装置の周辺又は該半導体装置を内包しているパッケージの温度を検知する外部温度検出手段と、前記外部温度検出手段と電気的に接続され且つ前記外部温度検出手段が検知する温度に応じて発熱状態又は非発熱状態となる発熱手段を有する半導体装置とを有することを特徴とする半導体セットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の進歩により多種多様な電気機器に半導体が用いられるようになってきている。例えば、携帯通信端末の信号処理部や自動車のエンジン電子制御部、人工衛星の画像処理部や医療器具のイメージセンサ部といった具合に、半導体が用いられる電気機器によって使用される環境も多種多様である。
【０００３】
半導体を設計する際には、使用される環境の温度条件下において正常に動作するように設計する必要があり、可能な限り広い温度範囲で半導体が正常に動作するように設計することで、電気機器を様々な温度条件下で使用することが可能となる。例えば、摂氏−４０度から１２０度まで正常動作するように設計された半導体を搭載した家庭用ビデオカメラは宇宙空間では用いることができないものの、絶対零度近辺まで正常動作するように設計することにより、宇宙空間での使用が可能となる。
【０００４】
このように様々な環境下で電気機器を使える利便性は高まるが、半導体設計は非常に困難になる。なぜなら、半導体の電気特性は温度によって大きく変化するので、想定する全ての温度条件下で正常に動作するように設計するには膨大な開発時間とコストがかかるからである。しかしながら、半導体をできるだけ温度変化の少ない条件下でのみの使用に限定すれば、設計は容易になりコストも低く抑えることができる。このようなことから、半導体周囲の温度条件が変化しても半導体が一定の温度範囲を保ち続ける技術が求められている。
【０００５】
図１７は、従来の半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図である。この図に示す半導体装置は、制御／検知信号線１と、加熱回路１０と、検知回路２０と、オンチップ制御回路３０と、電源端子４０と、接地端子５０とから構成されている。なお、この従来の半導体装置は、半導体の信頼性テストの１つであるバーンインで半導体装置を高温に保つために考案された装置である（例えば、特許文献１参照）。温度の検知を制御／検知信号線１を介して外部の検知手段（図示略）から送られてくる温度検知信号又は検知回路２０で行い、チップを加熱する加熱回路１０をオンするか又はオフするかの制御を制御／検知信号線１を介して外部の制御手段（図示略）から送られてくる制御信号又はオンチップ制御回路３０で行っていた。この構成により、半導体の温度を上昇させ、高温ワースト条件を作り出してテストしている。
【０００６】
ところで、非常に広範囲の温度条件でも正常に動作する半導体装置を作ろうとすると、トランジスタの温度による特性の変化を全ての温度範囲内で考慮して設計しなければならないので、タイミング設計に膨大な設計時間がかかり、また面積の増加を招いてしまう。このため、半導体装置の設計は動作温度、電源電圧、プロセス条件等を考慮して半導体装置内を信号が伝播する時の遅延時間が最大となる遅延ｓｌｏｗ条件や遅延時間が最小となる遅延ｆａｓｔ条件等を設定して、それらの条件を満足するように設計するのが一般的である。
【０００７】
しかしながら、プロセスの微細化に伴って、従来トランジスタ長が０.１８μｍ世代あたりまでのセルの信号伝播遅延時間は高温かつ低電源電圧条件下が遅延ｓｌｏｗ条件となっていたが、０.１３μｍ世代あたりからは電源電圧を下げていくと遅延ｓｌｏｗ条件が高温ではなく低温となるセルが出現してきた。なお、ここで言うセルとはトランジスタを組み合わせて論理を作り出しているものであり、このセルを組み合わせて機能を実現するセルベース設計は、半導体装置で広く用いられている設計方法である。
【０００８】
特許文献１で開示された技術では、テスト時に半導体装置の温度を高温で一定に保っている。これは、従来では、高温条件が遅延ｓｌｏｗ条件となると考えられているため、そのような状況下でも正常に動作するかどうかをテストするためである。しかしながら、上述のように遅延ｓｌｏｗ条件は高温条件ではなく低温条件となる場合がある。上記従来の構成では、半導体を本来の機能として用いる通常動作時において低温で遅延ｓｌｏｗとなることを想定してテストしておらず、通常動作時に半導体装置が動作保障範囲を超える低温環境にさらされると半導体装置は誤動作してしまう可能性がある。
【０００９】
図１８及び図１９は、あるセルの電源電圧と遅延値の関係を低温条件下と高温条件下の２つのグラフで示し、特に図１８はトランジスタ長が０.１８μｍ世代の場合で、図１９は０.１３μｍ世代の場合である。図１８では電源電圧を下げると低温条件下でも高温条件下でも略等しい割合で遅延値が増加して行くのに対し、図１９では電源電圧を下げて行くと、低温条件下の遅延値変化率が大きいことから、電源電圧がＶａで高温条件下の遅延値を上回るようになる。すなわち、このセルでは電源電圧Ｖａ以下を低電圧のワースト条件として設定すると、遅延ｓｌｏｗ条件が高温ではなく低温になる。
【００１０】
しかしながら、セルによっては０.１３μｍ世代でも図１８のように遅延ｓｌｏｗ条件が高温のままのものもある。したがって、従来は一意に設定可能であった遅延ｓｌｏｗ条件がセルにより異なるということが起きてしまい、遅延ｓｌｏｗ条件を一意に決定できないために半導体装置の設計が困難になる。
【特許文献１】特開平６―８８８５４号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この問題を解決するために、半導体装置外部に発熱する機器を設けて、それによって半導体装置を加熱する機構は一般的に知られているが、発熱する機器を設置するためには空間的スペースが必要になるため携帯電話等の小型携帯電子機器等には不向きである。また、部品点数増加によるコスト増も避けられない。
【００１２】
また、半導体装置外部に発熱する機器を設けてそれによって半導体装置を加熱する場合、半導体装置周辺の物質を加熱することになるので半導体装置への間接的な加熱となり、加熱効率が悪い。
【００１３】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、通常動作時やテスト動作時において、半導体装置を所望の動作温度範囲内で動作させることができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、通常動作時に検知した半導体装置の温度に基づいて発熱又は非発熱を指示する制御信号を出力する温度検知手段と、前記制御信号に応じて発熱状態又は非発熱状態となる発熱手段とを有する。
【００１５】
本発明において、前記通常動作時では、前記半導体装置の温度が第１の閾値温度以下になると発熱を指示する制御信号を出力し、前記半導体装置の温度が前記第１の閾値温度以上である第２の閾値温度以上になると非発熱を指示する制御信号を出力する。
【００１６】
本発明において、前記温度検知手段は、テスト動作時に前記半導体装置外部からテストモード信号を受けて、該テストモード信号に基づく制御信号を出力する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体装置周辺の温度が低温や高温になっても、それに影響されずに半導体装置を一定の温度範囲内に保つことができるので、温度変化による半導体装置の誤動作を防止することができる。
【００１８】
また、半導体装置の温度を一定温度以上一定温度以下に保つということは半導体装置の設計で保障しないといけない温度範囲を狭くすることができるということにつながる。これにより、タイミング設計が格段に容易になり、設計工数の短縮と半導体装置の面積削減が図れる。
【００１９】
また、発熱手段を半導体装置内部に備えることで、半導体装置内部から効率良く加熱することができ、加熱に要する時間やコストを抑えられる。また、半導体装置外部に発熱する機器を設置する必要がないことから、半導体装置の微小な面積増加だけで済むのでコストを抑えることができ、また部品点数削減によるコスト削減ができる。
【００２０】
また、温度検知手段と発熱手段を、通常動作時だけでなく半導体装置の品質保証を行うテスト動作時にも使用することができるので、半導体装置の面積の増加を抑えられる。また、バーンインのように半導体装置の信頼性を評価するテスト動作時においては、発熱手段を半導体装置が高温で安定するように発熱させれば半導体装置をバーンインしている状態を作り出すことができる。これにより、発熱手段を通常動作時用とテスト動作時用に別々に備える必要が無く共有できるので面積の増加を抑えることができる。またバーンインに必要な半導体装置を加熱するための高価な炉が不要になりコスト削減が図れる。
【００２１】
また、発熱手段を複数備えることで、短時間で且つ効率よく半導体装置を加熱することができる。
【００２２】
また、１組からなる温度検知手段と発熱手段を複数組備えることで、半導体装置内で局所的に低温や高温となる箇所があっても、複数の温度検知手段を半導体装置内に散在させておけば、例えば局所的な低温を検知でき、発熱手段でその箇所を加熱することができるので、きめの細かい温度制御が可能となり、半導体装置の低温や高温による誤動作を防ぐことができる。
【００２３】
また、発熱配線をクロックの周波数でトグルさせることで、発熱配線の抵抗に大きな電流が流れ、半導体装置を内部から効率的に加熱することができる。
【００２４】
また、発熱配線をバッファ素子又はインバータ素子で中継しながら配線することで、複数に分割した発熱配線のそれぞれをクロック周波数でトグルさせることができ、発熱配線を分割しない場合と比べて発熱配線に流れる総合電流が大きくなり、その分発熱量が多くなって、さらに効率の良い加熱が可能となる。
【００２５】
また、発熱配線を電源又は接地に接続した配線でシールドすることで、発熱配線の電位が遷移してノイズが発生しても、他の配線に影響を与えることがなく、安定した回路動作が可能となる。
【００２６】
また、発熱配線にトランジスタを接続して、ソース電流又はコネクタ電流を流すことで、その分の電流が発熱配線に流れ、発熱配線のみの場合よりも発熱効率が良くなる。
【００２７】
また、半導体装置の配線層を形成している金属以下の抵抗値を有する素材を発熱配線とすることで、電源電圧が一定の場合、発熱配線に大きな電流が流れるので、短時間でより多くの熱を発生させることが可能となる。
【００２８】
また、半導体装置周辺の温度が急激に低下してもそれを温度検知手段が検知して発熱手段が発熱して半導体装置を加熱することで、より迅速な温度制御が可能となり、低温による半導体装置の誤動作を防ぐことができる。同様に、半導体装置周辺が急激に高温になっても、温度センサが検知して発熱機構が発熱を停止することによって、高温による半導体装置の誤動作を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図である。図１において、この実施の形態に係る半導体装置１００は、温度センサ部（温度検知手段）１１０と、発熱部（発熱手段）１２０と、制御配線１３０とを備えている。温度センサ１１０と発熱部１２０は制御配線１３０で電気的に接続されている。
【００３０】
温度センサ部１１０は、温度特性を持つダイオードやトランジスタを備えており、半導体装置１００の通常動作時において温度Ｔ度以下になると制御配線１３０に発熱命令を出力し、温度Ｔ'度(Ｔ'≧Ｔ)以上になると制御配線１３０に非発熱命令を出力する。なお、トランジスタを用いた温度センサの構成の一例は、上記特許文献１でも開示されており、同様の構成で実現可能である。発熱部１２０は、温度センサ部１１０からの発熱命令を受け取ると発熱し、非発熱命令を受け取ると発熱を停止する。
【００３１】
発熱部１２０は、例えば図２に示すようにスイッチ２１０と発熱配線２２０とを備えて構成され、スイッチ２１０の一端が電源電圧側２００に接続され、他端が発熱配線２２０の一端に接続されている。発熱配線２２０の他端が接地側２３０に接続されている。発熱配線２２０は、抵抗値の低い導電体で形成されたものであり、例えば半導体装置１００の配線層の銅で形成されている。ここで挙げた発熱配線２２０の素材は一例で、所望とする発熱効率に応じて他の素材を用いても構わない。スイッチ２１０は、そのオン・オフが温度センサ１１０によって制御され、発熱命令を受けた時にはオン、非発熱命令を受けた時にはオフとなる。
【００３２】
発熱配線２２０を発熱させる場合、単位時間あたりの発熱量は配線で消費する電力に比例する。電力をＰとするとＰ＝Ｖ2／Ｒと表せるので、電源電圧Ｖが一定の時に電力Ｐは抵抗値Ｒに反比例する。つまり、配線の抵抗値Ｒが小さいほど単位時間あたりの発熱量は多い。このように、電源電圧が一定の場合、抵抗値の低い発熱配線２２０に電流が流れることによって発熱配線２２０が発熱し、半導体装置を内部から効率的に加熱することができる。
【００３３】
なお、発熱部１２０は、図３に示すようにスイッチ２１０を発熱配線２２０と接地側２３０との間に配置しても構わない。また、図４に示すように、スイッチ２１０をＡＮＤ（論理積）素子２４０で実現するようにしても構わないし、スイッチの役目を果たすならスイッチを構成する素子はＡＮＤ素子以外でも構わない。
【００３４】
このように、半導体装置１００は、温度を検知して温度Ｔ度以下になると発熱指令を出力し、温度Ｔ'度以上になると発熱停止指令を出力する温度センサ部１１０と、温度センサ部１１０からの発熱指令又は発熱停止指令に従って発熱／発熱停止する発熱部１２０を備えるので、半導体装置周辺の温度が低温になってもそれに影響されずに、半導体装置１００を一定の温度以上に保つことができる。また、半導体装置周辺の温度が高温になるとそれを検知して発熱する機構が発熱しないようにすることができるので、半導体装置１００が必要以上に高温にならずに一定の温度以下に保つことができる。したがって、この構成により高温や低温での誤動作を防ぐことができる。
【００３５】
また、半導体を設計する時には、温度や電源電圧の様々な組み合わせの条件で信号がタイミング制約を満たして伝播するかシミュレーションを行う。図５は温度と電源電圧の組み合わせを示した図で、一般的に斜線領域の四つ角の条件でのシミュレーションを行いタイミング制約が満たせているか判断する。
【００３６】
本実施の形態の構成により、図６に示すように半導体装置を温度ａ度以上かつ温度ｂ度以下になるようにすれば斜線領域は小さくなる。斜線領域の面積が小さいとタイミング制約を満たしやすくなるので設計が格段に容易になる。また、トランジスタを組み合わせて論理を形成するセルの遅延値が最大となる条件も一意に求まるので設計の容易性は高まる。結果、設計工数の短縮や面積削減が図れる。
【００３７】
また、発熱部１２０を半導体装置１００内部に備えることで、半導体装置１００外部に発熱装置が不要となり、携帯電話等の小型携帯電子機器等への搭載が可能になると共に、部品点数削減によるコスト削減ができる。また、半導体装置１００内部から効率良く加熱することができるので、外部から間接的に加熱する場合に比べて加熱に要する時間とコストを抑えられる。
【００３８】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図である。図７において、この実施の形態に係る半導体装置１００Ａは、複数の発熱部１２０を備え、これらが共通する１つの温度センサ部１１０に接続されている。複数の発熱部１２０を備えることにより、半導体装置１００Ａが急激に冷却される状況に置かれても、それを温度センサ１１０が検知して複数の発熱部１２０で急速に加熱することによって、半導体装置１００Ａの温度を一定以上に保ち、低温による誤動作を防ぐことができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図である。図８において、この実施の形態に係る半導体装置１００Ｂは、温度センサ部１１０とそれに接続している発熱部１２０の組み合わせを複数備えている。
【００４０】
温度センサ部１１０と発熱部１２０の組み合わせを半導体装置１００Ｂ内に複数配置することで、半導体装置１００Ｂの局所的な部分、例えば局所領域３００が低温になっても局所領域３００内もしくは近傍の発熱部１２０が発熱することによって半導体装置１００Ｂを加熱することができる。また、発熱部１２０が発熱している状態で、局所領域３００が高温になっても局所領域３００内もしくは近傍の温度センサ部１１０がそれを検知して発熱部１２０に非発熱命令を出して発熱部１２０が発熱を停止すれば局所的な高温を防ぐことができる。つまり、よりきめ細かな温度制御ができるので半導体装置１００の低温や高温による誤動作を防ぐことができる。
【００４１】
なお、図８では温度センサ１１０に対して発熱部１２０が１つのみ接続されているが、１つの温度センサ１１０に複数の発熱部１２０を接続する構成でもよい。
【００４２】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図である。図９において、この実施の形態に係る半導体装置１００Ｃは、温度センサ部１１０と、発熱部１２０と、テストモード信号ＳTEST又は温度センサ１００の出力信号のいずれかの入力によって出力信号を出力するＯＲ（論理和）素子４００とを備えている。テストモード信号ＳTESTは、バーンイン等で半導体装置を高温状態にするテスト時に半導体装置１００Ｃ外部より供給される。
【００４３】
このように、発熱部１２０をテスト動作時させることができる。また、発熱部１２０を通常動作時用とテスト動作時用に分けて設けるような場合に対し、それらを別々に備える必要が無く共有することができるので、半導体装置の面積の増加を抑えられる。また、バーンインに必要な半導体装置を加熱する高価な炉が不要になりコスト削減が図れる。
【００４４】
（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に係る半導体装置の発熱部の回路図である。図１０において、この実施の形態に係る半導体装置の発熱部１２０Ｃは、スイッチ２１０と、Ｎｃｈトランジスタ２５０と、発熱配線２２０とを備えている。Ｎｃｈトランジスタ２５０は、そのソースが電源電圧側に接続され、ドレインが接地側に接続され、ゲートが発熱配線２２０の一端に接続されている。発熱配線２２０の他端はスイッチ２１０を介して電源電圧側に接続されている。
【００４５】
発熱配線２２０にＮｃｈトランジスタ２５０を接続して、発熱配線２２０の電位が電源電位の時にＮｃｈトランジスタ２５０がオンし、ソースからドレインに電流が流れることで、例えば図２の場合と比べて発熱配線２２０に流れる電流が増加する。これにより、発熱配線２２０だけの場合よりもより発熱するので半導体装置を効率的に加熱することができる。
【００４６】
また、発熱部１２０Ｃは比較的簡素な構成であるので、半導体装置の微小な面積増加だけで済むのでコストを抑えることができる。なお、Ｎｃｈトランジスタ２５０をインバータやその他素子（例えばバイポーラトランジスタ）にしても構わない。
【００４７】
（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６に係る半導体装置の発熱部の回路図である。図１１において、この実施の形態に係る半導体装置の発熱部１２０Ｄは、クロック配線（クロック信号伝送用配線）６００と、スイッチ６１０と、発熱配線６２０とを備えている。スイッチ６１０は、実施の形態５のスイッチ２１０と全く同様に温度センサ１１０の出力信号に応じてオン・オフする。発熱配線６２０は半導体装置内を枝状に分岐しながら配線されている。
【００４８】
スイッチ６１０がオンの時には発熱配線６２０はクロックと同じ周波数でトグルするので発熱配線６２０の抵抗に大きな電流が流れる。これによって発熱配線６２０が発熱し、半導体装置を内部から効率的に加熱することができる。
【００４９】
また、発熱部１２０Ｄは比較的簡素な構成であるので、半導体装置の微小な面積増加だけで済むのでコストを抑えることができる。なお、スイッチ６１０は、オン／オフするものであるので、半導体装置に実装できるものであればどのようなものでも良い。例えば図１２に示す発熱部１２０ＥはスイッチをＮＡＮＤ素子６３０で実現したものである。
【００５０】
（実施の形態７）
図１３は、本発明の実施の形態７に係る半導体装置の発熱部の回路図である。図１３において、この実施の形態に係る半導体装置の発熱部１２０Ｆは、制御配線１３０と、クロック配線６００と、ＮＡＮＤ素子６３０と、発熱配線６２０と、Ｎｃｈトランジスタ７００とを備えている。Ｎｃｈトランジスタ７００は、そのソースが電源電圧側に接続され、ドレインがグランド側に接続され、ゲートが発熱配線６２０に接続されている。
【００５１】
発熱配線６２０にＮｃｈトランジスタ７００を接続することにより、発熱配線６２０のトグルによりＮｃｈトランジスタ７００のソースからドレインに電流が流れることで、発熱配線６２０だけの場合よりも発熱するので半導体装置を効率的に加熱することができる。なお、Ｎｃｈトランジスタ６２０をインバータやその他素子（例えばバイポーラトランジスタ）にしても構わない。
【００５２】
（実施の形態８）
図１４は、本発明の実施の形態８に係る半導体装置の発熱部の回路図である。図１４において、この実施の形態に係る半導体装置の発熱部１２０Ｇは、制御配線１３０と、クロック配線６００と、ＮＡＮＤ（排他的論理積）素子６３０と、発熱配線６２０と、インバータ素子８００とを備えている。インバータ素子８００は、分割した発熱配線６２０それぞれに介挿されており、各発熱配線６２０を駆動する。各発熱配線６０２それぞれにインバータ素子８００を介挿することで発熱配線６０２を分割しない場合に比べて大きな電流を流すことができ、これにより発熱配線６２０がよりよく発熱するので、半導体装置を効率的に加熱することができる。なお、インバータ素子８００の他にバッファ素子を用いることも勿論可能である。
【００５３】
（実施の形態９）
図１５は、本発明の実施の形態９に係る半導体装置の発熱部の回路図である。図１５において、この実施の形態に係る半導体装置の発熱部１２０Ｈは、クロック配線６００と、スイッチ６１０と、発熱配線６２０と、シールド配線９００とを備えている。シールド配線９００は接地に接続されたシールド配線である。シールド配線９００は発熱配線６２０に同じ配線層で並走して配線される。
【００５４】
シールド配線９００を配線することで、発熱配線６２０の電位が遷移してノイズが発生しても、シールド配線９００でシールドされているので、他の配線に影響を与えることがないので安定した回路動作が実現できる。
【００５５】
なお、図１５では発熱配線６２０と同層のシールド配線を図示しているが、上下の層に並走して配線するシールド配線を付与するとさらにシールドの効果が得られる。
【００５６】
（実施の形態１０）
図１６は、本発明の実施の形態１０に係る半導体セットシステムの概略構成を示すブロック図である。図１６において、この実施の形態に係る半導体セットシステム１０００は、発熱部１２０及び制御配線１３０を有する半導体装置１００と、半導体装置１００の外部に設置され、半導体装置１００の制御配線１３０と電気的に接続されて半導体装置１００の発熱部１２０に発熱指令又は発熱停止指令を与える温度センサ部１１０とを備えている。
【００５７】
温度センサ部１１０を半導体装置１００の外部に設置することで、例えば半導体装置１００の周辺の温度が急激に低下しても、それを検知して発熱部１２０に発熱命令を与えることにより、より迅速な温度制御が可能となり、半導体装置１００の低温や高温による誤動作を防ぐことができる。
【００５８】
なお、上記実施の形態１から実施の形態１０は、それぞれ単独で実現する以外に、可能な限りにおいて他と組み合わせることも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の半導体装置は、半導体装置周辺の温度が低温や高温になっても、それに影響されずに半導体装置を一定の温度範囲内に保つことができるので、温度変化による半導体装置の誤動作を防止することができるという効果を有し、広い温度条件下で使用する半導体装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図
【図２】図１の半導体装置の発熱部を示す回路図
【図３】図１の半導体装置の発熱部の変形例を示す回路図
【図４】図１の半導体装置の発熱部の変形例を示す回路図
【図５】図１の半導体装置における温度と電源電圧の相関図
【図６】図１の半導体装置における温度と電源電圧の相関図
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る半導体装置の発熱部の回路図
【図１１】本発明の実施の形態６に係る半導体装置の発熱部の回路図
【図１２】図１２の半導体装置の発熱部の変形例を示す回路図
【図１３】本発明の実施の形態７に係る半導体装置の発熱部の回路図
【図１４】本発明の実施の形態８に係る半導体装置の発熱部の回路図
【図１５】本発明の実施の形態９に係る半導体装置の発熱部の回路図
【図１６】本発明の実施の形態１０に係る半導体セットシステムの概略構成を示すブロック図
【図１７】従来の半導体装置の温度検知加熱を行う部分の構成を示すブロック図
【図１８】従来の半導体装置における０.１８μｍ世代の電源電圧と遅延値の関係を示す図
【図１９】従来の半導体装置における０.１３μｍ世代の電源電圧と遅延値の関係を示す図
【符号の説明】
【００６１】
１００、１００Ａ〜１００Ｃ  半導体装置
１１０  温度センサ部
１２０、１２０Ａ〜１２０Ｈ  発熱部
１３０  制御配線
２００  電源
２１０  スイッチ
２２０  発熱配線
２３０  接地
２４０  ＡＮＤ素子
３００  局所領域
４００  ＯＲ素子
２５０  Ｎｃｈトランジスタ
６００  クロック配線
６１０  スイッチ
６２０  発熱配線
６３０  ＮＡＮＤ素子
７００  Ｎｃｈトランジスタ
８００  インバータ素子
９００  シールド配線
１０００  半導体セットシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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