[发明专利]用于IC 器件的金属热传感器

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及用于监控集成电路(IC)器件中的温度的温度感测结构。 

背景技术

存在许多用于测量和监控IC器件温度的热感测解决方案。CMOS IC器件中的此类解决方案的一些实例是基于芯片热传感器的二极管、双极结型晶体管或MOSFET。有些解决方案涉及以蛇形图案或结构放置在IC器件的单个金属层或层级上的非常长的电阻金属线或配线，但在IC的单层上构建长蛇形线需要IC层的较大面积并且减小了该层上的布线通道。 

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于集成电路器件的布线结构的热传感器，其中，布线结构具有多个金属布线层和通孔层，热传感器包括：一个或多个金属电阻单元，设置在多个金属布线层的每一层中并形成一个或多个金属电阻堆叠件，给定金属布线层中的一个或多个金属电阻单元中的每一个都与相邻金属布线层中的对应金属电阻单元叠置对准，一个或多个金属电阻单元中的每一个都具有两个终端；以及通孔部分，连接两个相邻叠置的金属电阻单元的两个终端中的一个终端。 

优选地，每个金属电阻单元均具有10μm至10000μm的长度，形成金属电阻单元的金属线的宽度在期望最小宽度至3倍期望最小长度之间，并且形成金属电阻单元的金属线的间距在期望最小间距至3倍期望最小间距之间。 

优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有相同的图案。 

更优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有盘旋图案。 

更优选地，盘旋图案是蛇形图案。 

更优选地，期望最小宽度为5nm至32nm。 

更优选地，期望最小间距为5nm至32nm。 

优选地，由金属薄膜形成的金属电阻单元具有0.5Ω/□至10Ω/□之间的片电阻。 

根据本发明的另一方面，提供了一个用于集成电路器件的布线结构的热传感器，其中，布线结构具有多个金属布线层和通孔层，热传感器包括：一个或多个金属电阻单元，设置在多个金属布线层的每一层中并形成一个或多个金属电阻堆叠件，给定金属布线层中的一个或多个金属电阻单元中的每一个都与相邻金属布线层中的对应金属电阻单元叠置对准，一个或多个金属电阻单元中的每一个均具有两个终端；以及通孔部分，连接两个相邻叠置的金属电阻单元的两个终端中的一个终端，其中，每个金属电阻单元均具有10μm至10000μm的长度，形成金属电阻单元的金属线的宽度在期望最小宽度至3倍期望最小宽度之间，并且形成金属电阻单元的金属线的间距在期望最小间距至3倍期望最小间距之间。 

优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有相同的图案。 

更优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有盘旋图案。 

更优选地，盘旋图案是蛇形图案。 

更优选地，期望最小宽度为5nm至32nm。 

更优选地，期望最小空间是5nm至32nm。 

优选地，由金属薄膜形成的金属电阻单元具有0.5Ω/□至10Ω/□之间的片电阻。 

根据本发明的又一方面，提供了一种集成电路器件，包括：布线结构，布线结构具有多个金属布线层及通孔层；以及热传感器。热传感器包括：一个或多个金属电阻单元，设置在多个金属布线层的每一层中并形成一个或多个金属电阻堆叠件，给定金属布线层中的一个或多个金属电阻单元中的每一个都与相邻金属布线层中的对应金属电阻单元叠置对准，一个或多个金属电阻单元中的每一个均具有两个终端；和通孔部分，连接两个相邻叠置的金属电阻单元的两个终端中的一个终端，其中，每个金属电阻单元 均具有10μm至10000μm的长度，形成金属电阻单元的金属线的宽度在期望最小宽度至3倍期望最小宽度之间，并且形成金属电阻单元的金属线的间距在期望最小间距至3倍期望最小间距之间。 

优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有相同的图案。 

更优选地，给定金属电阻堆叠件中的金属电阻单元具有盘旋图案。 

更优选地，盘旋图案是蛇形图案。 

更优选地，期望最小宽度为5nm至32nm，并且所述期望最小间距为5nm至32nm。 

附图说明

图1是根据本公开实施例的用于IC器件的热传感器的金属电阻单元的实例的平面图。 

图2A是沿图1所示线A截取的通过叠置对准的图1的四个金属电阻单元形成的堆叠件的截面图。 

图2B是沿图1所示线B截取的图2A所示堆叠件的另一个截面图。 

图3A是图1的热传感器的一般电路图。