mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Un tale fenomeno può essere amplificato dal possibile svilupparsi di sforzi o stress, nel senso che è possibile riscontrare una discrepanza tra, ad esempio, il valore di V0UTottenuto a livello di selezione dei wafer (EWS Electrical Wafer Sorting) dopo il cosiddetto "trimming" del dispositivo ed i valori di V0UTrilevabili dopo l'incapsulamento del chip.
Such a phenomenon may be amplified by the possible development of stresses, in the sense that it is possible to detect a discrepancy between, for example, the output value VOUT obtained at the level of electrical wafer sorting (EWS) after so-called “trimming” of the device and the values VOUT that can be detected after packaging of the chip.
Il fenomeno può essere almeno in parte ricondotto alla pressione che la resina esercita sulla superficie del chip.
The above phenomenon may be at least in part attributed to the pressure that the resin exerts on the surface of the chip.
Tale pressione può indurre una deformazione del chip, con una conseguente distorsione del reticolo cristallino del materiale a semiconduttore (ad esempio silicio), con l'effetto di distorsione suscettibile di risultare più marcato in presenza di frame con valori di spessore che, essendo ridotti rispetto a valori standard, sono esposti a flessioni di un certo rilievo.
This pressure may induce a deformation of the chip, with a consequent distortion of the crystal lattice of the semiconductor material (e.g., silicon), with the effect of distortion, which may be more marked in the presence of frames, with values of thickness that, being smaller than standard values, are exposed to a significant degree of bending.
A titolo esemplificativo, è possibile riscontrare valori di scostamento (shift) di tensione suscettibili di variare nel campo da 3-5 mV per raggiungere in alcuni casi valori dell'ordine di 100 mV.
By way of example, it is possible to encounter values of voltage shift that may range between 3 mV and 5 mV and reach, in some cases, values in the region of 100 mV.
Valori di scostamento di /-3 mV sino a /- 12 mV possono essere riscontrati nella normale produzione per grossi lotti di produzione.
Values of shift of +/−3 mV up to +/−12 mV may be found in normal production in the case of large production lots.
Il verso dello scostamento può risultare non prevedibile, ed essere quindi tanto positivo quanto negativo in funzione del tipo di package, con la possibilità di riscontrare per uno stesso chip valori di shift diversi - sia in modulo, sia in verso - in funzione del package in cui lo stesso è assemblato.
The direction of the shift may be unforeseeable, and hence be either positive or negative according to the type of package, with the possibility of encountering for one and the same chip different values of voltage shift—both as regards modulus and direction—according to the package in which the chip is assembled.
In un tale contesto, è in generale avvertita l'esigenza di disporre di soluzioni che permettano di controllare tali variazioni o scostamenti (shift), essendo auspicabile anche una riduzione dei costi di prova.
In such a context, there is in general felt the need to have available solutions that will enable control of these shifts, there being desirable also a reduction in costs for carrying out tests.
In tale prospettiva è stato proposto di "trimmare" il dispositivo dopo l'incapsulamento (packaging) utilizzando ad esempio un piedino o pin esterno, senza inserire nel chip blocchi circuitali programmabili dall'esterno.
In this perspective, it has been proposed to trim the device after packaging, using, for example, an external pin, without inserting in the chip circuit blocks programmable from outside.
Questa soluzione, pur interessante, presenta limiti in termini di occupazione di spazio e di aumento di costo del die tali da farla considerare non applicabile a dispositivi di produzione standard.
This solution, albeit interesting, presents limits in terms of occupation of space and increase in cost of the die so that it can be considered inapplicable to standard production devices.
Scopo e sintesi Una o più forme di attuazione si prefiggono lo scopo di contribuire a soddisfare l'esigenza sopra delineata superando i limiti cui si è fatto cenno in precedenza.
There is a need in the art to contribute to meeting the need outlined above, overcoming the limits referred to previously.
Le rivendicazioni formano parte integrante degli insegnamenti tecnici qui somministrati in relazione alle forme di attuazione esemplificate nella descrizione.
The claims form an integral part of the technical teachings provided herein in relation to the embodiments exemplified in the description.
Una o più forme di attuazione permettono di conseguire uno o più vantaggi di rilievo.
One or more embodiments enable one or more important advantages to be achieved.
Ad esempio, risulta possibile attuare una sorta di auto-regolazione dello shift (ad esempio di tensione) indipendente dal modulo e dal verso della variazione indotta da stress del reticolo cristallino, tale risultato potendo essere conseguito senza rendere necessario alcun intervento dall'esterno.
For instance, it is possible to implement a sort of self-regulation of the shift (e.g., a voltage shift) irrespective of the modulus and direction of the shift induced by stresses in the crystal lattice, it being possible to achieve this result without requiring any intervention from outside.
E' altresì possibile perseguire un annullamento o, quantomeno, una riduzione dello shift di parametri suscettibili di essere mantenuti nel tempo, per la vita utile prevista del dispositivo.
It is likewise possible to pursue a zeroing or, at least, a reduction in the shift of parameters that can be maintained over time, throughout the expected service life of the device.
A livello di applicazione, anche in presenza di variazioni degli stress a seguito di variazioni meccaniche o di temperatura, una o più forme di attuazione possono mantenere costante, ad esempio, la tensione erogata.
At an application level, also in the presence of variations of the stresses following upon mechanical variations or temperature variations, one or more embodiments may, for example, maintain a constant supplied voltage.
Un ulteriore vantaggio può essere legato alla possibilità di realizzare soluzioni di fatto trasparenti agli stress, con la capacità di fornire una correzione praticamente nulla in presenza di uno stress reticolare limitato per poi attivarsi, anche in un momento successivo (ad esempio dopo la saldatura del package), qualora intervenga ad esempio una modifica del reticolo cristallino.
A further advantage may be linked to the possibility of providing solutions that are in effect transparent to stresses, with the capacity of providing a practically zero correction in the presence of a limited lattice stress and of then being activated, even subsequently (e.g., after sealing of the package), in the case where there is, for example, a modification of the crystal lattice.
Un ulteriore vantaggio può essere apprezzato a livello di resa di produzione, in quanto può risultare possibile "saltare" taluni passi di controllo (ad esempio verifiche della tensione di uscita V0UT), con la possibilità di conseguire valori di scostamento costanti in modo indipendente dal package e suscettibili di essere contenuti in una fascia di variazione ridotta, ad esempio dell'ordine di /- 3 mV.
A further advantage may be appreciated at the level of production yield in so far as it may be possible to skip some control steps (e.g., verifications of the output voltage VOUT), with the possibility of achieving shift values that are constant irrespective of the package and may be contained within a limited range, for instance in the region of +/−3 mV.
Una o più forme di attuazione possono quindi offrire caratteristiche quali: - correzione automatica (ad esempio della tensione di uscita V0UTdel dispositivo) dopo il packaging senza alcun intervento esterno, correzione che può mantenersi attiva indipendentemente dalle condizioni di utilizzo del dispositivo (a livello sia di sollecitazioni di montaggio, sia di sollecitazioni termiche), - possibilità di facilitare il conseguimento della costanza di uno o più parametri, quale, ad esempio, la tensione di uscita V0UTdi un generatore di riferimento (reference) o di un regolatore per tutta la vita utile del dispositivo.
One or more embodiments may hence offer features such as:automatic correction (e.g., of the output voltage VOUT of the device) after packaging, without any external intervention;correction that can remain active irrespective of the conditions of use of the device (at the level both of stresses due to the assembly process and of thermal stresses); andpossibility of facilitating achievement of constancy of one or more parameters, such as the output voltage VOUT, of a reference generator or of a regulator throughout the service life of the device.
Breve descrizione delle figure Una o più forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure annesse, in cui: - la Figura 1 è una rappresentazione schematica del manifestarsi di sollecitazioni (stress) in un chip di semiconduttore, la Figura 2 esemplifica possibili modalità di rilevazione di tali stress in una o più forme di attuazione, e - la Figura 3 è uno schema circuitale di una o più forme di attuazione.
One or more embodiments will now be described, purely by way of non-limiting example, with reference to annexed drawings, wherein: FIG. 1is a schematic representation of onset of stresses in a semiconductor chip; FIG. 2exemplifies possible modalities of detection of the above stresses in one or more embodiments; and FIG. 3is a circuit diagram of one or more embodiments.
Descrizione particolareggiata Nella descrizione che segue sono illustrati vari dettagli specifici, allo scopo di fornire una comprensione approfondita di vari esempi di forme di attuazione della presente descrizione.
In the ensuing description, various specific details are illustrated in order to provide an in-depth understanding of various examples of embodiments of the present disclosure.
Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni note non sono illustrate o descritte in dettaglio in modo che i vari aspetti delle forme di attuazione non saranno resi poco chiari.
The embodiments may be obtained without one or more of the specific details, or with other methods, components, materials, etc. In other cases, known structures, materials, or operations are not illustrated or described in detail so that the various aspects of the embodiments will not be obscured.
Un riferimento a "una forma di attuazione" nel quadro della presente descrizione intende indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione.
Reference to “an embodiment” or “one embodiment” in the framework of the present description is intended to indicate that a particular configuration, structure, or characteristic described in relation to the embodiment is comprised in at least one embodiment.
Per cui, frasi come "in una forma di attuazione" che possono essere presenti in vari punti della presente descrizione non fanno necessariamente riferimento esattamente alla stessa forma di attuazione.
Hence, phrases such as “in an embodiment” or “in one embodiment” that may be present in various points of the present description do not necessarily refer exactly to one and the same embodiment.
Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato qualsiasi in una o più forme di attuazione.
Moreover, particular conformations, structures, or characteristics may be adequately combined in one or more embodiments.
I riferimenti qui utilizzati sono forniti semplicemente per comodità e quindi non definiscono l'ambito di protezione o la portata delle forme di attuazione.
The references used herein are provided merely for convenience and hence do not define the sphere of protection or the scope of the embodiments.
In una o più forme di attuazione, un dispositivo a semiconduttore può essere configurato in modo tale da potersi "rendere conto" del valore e del verso di una variazione o deriva (shift) indotte in un parametro di funzionamento del dispositivo da sforzi (stress) nel substrato, ad es. di silicio.
In one or more embodiments, a semiconductor device may be configured in such a way as to be able to “realize” the value and the direction of a shift induced in an operating parameter of the device by stresses in the substrate, for example, a silicon substrate.
Il tutto con la capacità di intervenire per correggere in modo automatico lo scostamento risultante senza che sia a tal fine richiesto un intervento di trimming dall'esterno.
Added to this is the capacity of intervening to correct automatically the resulting shift without there being required for this purposes any intervention of trimming from outside.
Una o più forme di attuazione possono trovare applicazione in un'ampia gamma di dispositivi, in modo indipendente dalla tecnologia utilizzata.
One or more embodiments may find application in a wide range of devices, irrespective of the technology used.
In alcuni casi cui si farà riferimento nel seguito - a titolo puramente esemplificativo - è possibile applicare una o più forme di attuazione a tecnologie di tipo bipolare, ad esempio nell'ambito di regolatori di tensione o generatori di riferimento di precisione sviluppati in tecnologia bipolare.
In some cases, to which reference will be made in what follows—purely by way of example—it is possible to apply one or more embodiments to technologies of a bipolar type, for example in the field of voltage regulators or precision reference generators developed in bipolar technology.
Naturalmente, il riferimento alla tecnologia bipolare non è in alcun modo da intendersi come limitativo della portata delle forme di attuazione.
Of course, reference to bipolar technology is not to be understood as in any way limiting the scope of the embodiments.
La Figura 1 illustra schematicamente un "chip" o "die" di materiale a semiconduttore (ad esempio silicio) S, ad esempio di forma quadrata: il riferimento a una tale forma ha naturalmente carattere puramente esemplificativo in quanto le considerazioni fatte nel seguito possono applicarsi a chip di qualunque forma.
FIG. 1is a schematic illustration of a chip or die S of semiconductor material (e.g., silicon), for example having a square shape: reference to such a shape is of course purely exemplary in so far as the considerations developed in what follows may apply to a chip of any shape.
Supponendo di applicare al chip o die S una deformazione, ad esempio una flessione, è possibile riscontrare che (in modo peraltro abbastanza evidente) la zona centrale, indicata con C, potrà presentare una minore densità di linee di stress o di sollecitazione SL rispetto alle zone situate ai bordi e agli angoli quale ad esempio la zona indicata con CC.
Assuming an application of a deformation to the chip or die S, for example a bending deformation, it is possible to find that (in a way on the other hand quite evident) the central area, designated by C, may present a lower density of stress lines SL as compared to the areas located at the edges and at the corners, such as the area designated by CC.
In tali zone "periferiche" sarà riscontrabile una distorsione reticolare maggiore rispetto a quella riscontrabile nella zona centrale C. Almeno a livello di prima approssimazione, in una zona periferica e d'angolo, quale la zona indicata dal cerchio CC nella Figura 1, si avrà il valore dello stress più elevato rispetto al valore di stress più basso (minimo) riscontrabile nella zona centrale C, in particolare nell'intorno del centro del chip o die S. Supponendo di collocare una resistenza diffusa (ad esempio di tipo p-body) in una determinata zona del chip o die S è possibile pensare di utilizzare una tale resistenza diffusa, eventualmente organizzata in moduli, come sensore di distorsione reticolare.
In these “peripheral” areas it is possible to discern a greater lattice distortion than in the central area C. At least to a first approximation, in a peripheral and corner area, such as the area enclosed in the circle CC in FIG. 1, there will be the highest value of stress, whereas the lowest (minimum) value of stress will be detected in the central area C, in particular around the center of the chip or die S. Assuming that a diffused resistor (e.g., of a p-body type) is located in a given area of the chip or die S, it is possible to consider using such a diffused resistor, possibly organized in modules, as sensor of lattice distortion.
In particolare, risulta possibile definire un fattore K secondo una relazione del tipo K= (AR/R0)/ε dove: - Ro è il valore di resistenza iniziale, - AR è la variazione di tale resistenza indotta da uno stress di deformazione del chip S, e s=AL/Lo è la deformazione subita dalla resistenza nel senso della lunghezza.
In particular, it is possible to define a factor K according to a relation of the type: K=(ΔR/R0)/ε where:R0 is the initial value of resistance;ΔR is the variation of this resistance induced by a deformation stress of the chip S; andε=ΔL/L0 is the deformation undergone by the resistor in the lengthwise direction.
Un fattore come il fattore K può essere definito fattore di gauge o costante di taratura.
A factor like the factor K may be defined as a “gauge factor”.
Ad esempio, si può verificare che esso può assumere valori dell'ordine di 2-4 per film metallici e valori 100-200 per strutture diffuse su un reticolo cristallino.
For instance, it may be found to assume values in the region of 2 to 4 for metal films and values of 100 to 200 for structures diffused on a crystal lattice.
Detto altrimenti, a parità di deformazione, un sensore diffuso può dimostrare una variazione più elevata rispetto ad un sensore metallico.
In other words, given the same deformation, a diffused sensor may present a variation higher than a metal sensor.
Una possibilità per contrastare gli effetti delle sollecitazioni o stress di deformazione può essere quella di posizionare le strutture più sensibili del dispositivo a semiconduttore in corrispondenza della zona centrale C. Una scelta di questo genere può però risultare limitativa e in molti casi difficilmente perseguibile, soprattutto se si ha a che fare con dimensioni del die S molto ridotte.
A possibility of countering the effects of deformation stresses may be to position the more sensitive structures of the semiconductor device in the central area C. A choice of this kind may, however, be limiting and in many cases difficult to pursue, above all if the dimensions of the die S involved are very small.
Nel caso di applicazioni di potenza la situazione può essere ancor più critica in considerazione del fatto che la regione centrale C può essere collocata più vicina alla sorgente di temperatura, essendo quindi maggiormente esposta all'onda termica.
In the case of power applications, the situation may be even more critical considering the fact that the central region C may be located closer to the temperature source, hence being more exposed to the thermal wave.
Una o più forme di attuazione possono prevedere di generare un segnale elettrico suscettibile di tener conto della deformazione meccanica "differenziale" suscettibile di crearsi fra una resistenza (o più moduli di resistenza) posta/i in una zona del chip S a bassa deformazione (ad esempio nella zona centrale C) rispetto ad una resistenza (o moduli di resistenza) collocata/i in una zona a maggior deformazione, ad esempio in una zona quale la zona indicata con CC nella Figura 1.
One or more embodiments may envisage generating an electrical signal that is able to take into account the “differential” mechanical deformation that may be created between a resistor (or a number of resistor modules) set in an area of the chip S that presents low deformation (e.g., in the central area C) and a resistor (or a number of resistor modules) located in an area with higher deformation, for example in an area such as the area CC in FIG. 1.
In questo modo risulta possibile generare un segnale elettrico indicativo non solo del modulo della suddetta variazione, ma anche del segno della variazione stessa.
In this way, it is possible to generate an electrical signal indicating not only the modulus of the aforesaid variation, but also of the sign of the variation itself.
In una o più forme di attuazione è così possibile realizzare un circuito in grado di compensare (in modo automatico) tale variazione: questo dando origine ad es. ad un livello di compensazione elevato in presenza di un segnale relativamente grande mentre nel caso in cui (quantomeno a livello di ipotesi) non si determini alcun segnale differenziale è possibile dare origine ad una compensazione di valore virtualmente nullo.
In one or more embodiments it is thus possible to provide a circuit capable of compensating (automatically) this variation: for example, it is possible to envisage a high level of compensation in the presence of a relatively large signal, whereas, in the case where (at least at a hypothetical level) no differential signal is detected, it is possible to envisage a compensation of a virtually zero value.
Detto altrimenti, in una o più forme di attuazione, risulta possibile realizzare un circuito di correzione tale da dimostrarsi "trasparente" nei confronti della funzionalità del dispositivo.
In other words, in one or more embodiments, a correction circuit may be provided that will be “transparent” in regard to operation of the device.
Una o più forme di attuazione possono trovare applicazione, ad esempio, in un generatore di tensione di riferimento (reference di tensione) integrato in cui sia presente una tensione (pre)regolata.
One or more embodiments may find application, for example, in an integrated reference-voltage generator, in which a (pre)regulated voltage is present.
Associando ad un tale circuito un segnale differenziale indicativo della distorsione reticolare (differenza di livello di deformazione fra ad esempio la zona centrale C e una zona periferica/d'angolo CC) è possibile dare origine ad un'azione di compensazione su un'ampia gamma di temperature, ad esempio in un arco di variazione termica che va da -40° a 150°.
By associating to such a circuit a differential signal indicating the lattice distortion (difference of deformation between, for example, the central area C and a peripheral/corner area CC), it is possible to envisage an action of compensation over a wide range temperatures, for example in a range from −40° C. to 150° C. FIG. 2exemplifies (with reference to a chip or die S substantially corresponding to the one described with reference to FIG. 1) the possible arrangement of four resistors R0, R1, R2, R3in the central area C (low deformation) with a further resistor R43located, instead, in an area of high deformation, such as the area CC described previously.
La Figura 2 esemplifica (con riferimento ad un chip o die S sostanzialmente corrispondente a quello descritto con riferimento alla Figura 1) la possibile collocazione di quattro resistori R0, RI, R2, R3 nella zona centrale C (bassa deformazione) con un'ulteriore resistenza R43 collocata invece in corrispondenza di una zona ad elevata deformazione, quale ad esempio la zona CC descritta in precedenza.
The circuit diagram of FIG. 3exemplifies how the aforesaid resistors (R0, R1, R2, R3in the area of low deformation C, and R43in the area of high deformation CC) may be coupled in a sensor circuit constituting a sort of Wheatstone bridge, which may be inserted in the electrical circuit of a semiconductor device housed in the chip or die S. The above configuration is largely independent of the nature and characteristics of the circuit in question.