196854. lajstromszámú szabadalom • Terjedési ellenállás hőmérsékletfüggésen alapuló, előírt névleges ellenállásértékű szilícium hőérzékelő
1 2 vezetési típusú adalékkal az ablkokon keresztül kialakított első 20 diffúziós szigetet és második 30 diffúziós szigetet, valamint az egyes 20, 30 diffúziós szigethet az ablakjukon át ohmosán kapcsolódó első 24 fémréteget, illetve 34 második fémréteget, amelyek a 20, 30 diffúziós szigeteket a hőérzékelőnek az ábrán csak vázlatosan jelölt A és B kivezetésével kötik össze. A hőérzékelő hőmérsékletfüggő terjedési ellenállása az A és B kivezetés között mérhető, és lényegében csak a 10 hordozó 5 fajlagos ellenállásával, valamint egy r?oeon. értékkel arányos, ahol az 17 értéket az álna jelöléseivel a 20 diffúziós szigetBF] területének és a 30 diffúziós sziget F2 területének nagysága, a két 20, 30 diffúziós sziget egymástól való t távolsága, a diffúzió h mélysége és a 10 hordozó 1 vastagsága határozza meg. A 2. ábra a találmány szerinti hőérzékelő félvezető eleme 10 hordozóján kialakított több diffúziós sziget egymáshoz képesti elhelyezkedésének egy megoldását mutatja. Az ábrán jól látható az első 20 diffúziós sziget, valamint második 30 diffúziós sziget, harmadik 40 diffúziós sziget, és további 50,...iO diffúziós szigetek. A 30, 40, 50,...iO diffúziós szigetek területe egymástól eltérő nagyságú köralak, amelyek középpontja a szintén köralakú 20 diffúziós sziget, mint körközéppont körül húzott t sugarú körív mentén helyezkedik el. Ezáltal a 30 diffúziós sziget, a 40 diffúziós sziget, az 50 diffúziós sziget és a iO diffúziós sziget egyenként a 20 diffúziós szigettel egy-egy hőmérsékletfüggő terjedési ellenállást valósít meg, amely egyes ellenállások ellenállásértéke a 30,40 50,..,i0 diffúziós szigetek területének különbözősége miatt egymástól meghatározott mértékben monoton tér el, és az eltérés úgy van megválasztva, hogy az így kapott ellenállássor értékei a hőérzékelőre előírt névleges ellenállás érték megengedett szórástartományát átfogja. A 20 diffúziós sziget és a többi 30, 40, 50,...iO diffúziós sziget közötti ellenállást a diffúziós szigetekhez ohmos kontaktussal kapcsolódó fémrétegek felhasználásával rendre lemérve, a 20 diffúziós szigettel az előírt névleges ellenállásértékhez legközelebbi értéket adó ellenállást szolgáltató másik diffúziós sziget kiválasztható. A 3. ábra a 2. ábrán szemléltetett elrendezéshez hasonló elrendezést mutat. E megoldásnál a 10 hordozón a 30, 40, 50,...iO diffúziós szigetek mindegyike egyező nagyságú köralak, és a hasonlóan köralakú 20 diffúziós szigettől fokozatosan növekedő t’ távolságban egy csigavonal mentén vannak kialakítva. Ezáltal ezen megoldásnál is a 30, 40’, 50’,...i0’ diffúziós szigetek mindegyike egyenként a 20 diffúziós szigettel hőmérsékletfüggő terjedési ellenállást valósít meg, amely; egyes ellenállások ellenállásértéke az egyes 30, 40’, 5Ó’, illetve iO’ diffúziós szigetek 20 diffúziós szigettől való távolságának fokozatos növekedése miatt monoton változik, egymástól csak kismértékben tér el. Az eltérés úgy van megválasztva, hogy az Így kapott ellenállássor értékei a hőérzékelőre előírt névleges ellenállás érték megengedett szórástartományát átfogja. Egy adott 10 hordozó,adott technológia, valamint adott feltételek mellett ezen elrendezéshez képest egymástól kisebb mértékben eltérő értékű ellenállásokat tartalmazó ellenállássorozat nyerhető, A 20 diffúziós sziget és a többi 30, 40’, 50’,...i0’ diffúziós sziget közötti ellenállást a diffúziós szigetekhez ohmos kontaktussal kapcsolódó fémréteg felhasználásával rendre lemérve, a 20 diffúziós szigettel az előírt névleges ellenállásértékhez legközelebbi értéket adó ellenállást szolgáltató másik diffúziós sziget kiválasztható. Előnyös olyan gemotriájú csigavonal választása, amelynél két egymás mellett lévő diffúziós szigetnél az ellenállásnövekedés mindenütt azonos arányú, A találmány szerinti hőérzékelő félvezető eleménél az egyes terjedési ellenállások mérése pontosságának növelése és a megfelelő értékű ellenállás könnyű jelölése végett, mint az a 4. ábrán látható, az egyes 20, 30, 40, iO diffúziós szigetekhez kapcsolódó 24, 34, 44, i4 fémrétegek minegyikénél két, így a 24 fémrétegnél KU2, KI4, és az i4 fémrétegnél KUi, KI3, a 44 fémrétegnél KU4, KI4, és az i4 fémrétegnél KUi, Kli kontaktusterületet alakítunk ki. E KU2, KI2, KU3, KI3, KU4, KI4, KUi, Kli kontaktusterület pároknál az egyik KI2, KI3, KI4, Kli kontaktusterület áramhozzávezetésre, a másik KU2, KU3, KU4, KUi kontaktusterület pedig feszültségmérő berendezéshez yaló kapcsolás céljára szolgál. így a félvezető elemen lévő, diffúziós szigetek által alkotott terjedési-ellenállások mérésénél az 5. ábrán szemléltetett elvi mérési elrendezést alkalmazzuk. Az ábrán a 20 és iO diffúziós szigetek közötti ellenállás méréséhez a 20, illetve iO-fémréteg egyik, áramvezetésre szolgáló KI2 és Kli kontaktusterülethez tűkontaktussal kapcsolódva a két diffúziós sziget között I mérőáramot hajtunk át. A 20, iO diffúziós szigetek lrozött eső feszültséget a 24, i4 fémréteg másik, feszültségmérésre szolgáló, KU2, és KUi kontaktusterületéhez ugyancsak tűkontaktussal kapcsolódó V feszültségmérő berendezéssel mérjük. Az így meghatározott terjedési Rjqab ehnállást egy etalon hőérzékelő ellenállásával Hasonlítjuk össze, amely az előírt névleges ellenállással rendelkezik, a mérendő félvezető elem hőmérsékleti tényezőjével azonos értékű hőmérsékleti tényezőjű, és a mért félvezető elemmel egyező hőmérsékleten van. A mérést például mérőautomatával végezve, és a diffúziós szigetek alkotta sor tagjait például olyan sorrendben mérve, amely mérési sorrendnél a mért ellenállásértékek monoton növekednek, könnyen kiválasztható az a diffúziós sziget, amelynek a 20 diffúziós szigettel együtt alkotott terjedési ellenállása a legjobban megközelíti az előírt névleges ellenállásértéket. A diffúziós szigetenként két kontaktusterület megkönnyíti a kiválasztott diffúziós szigethez tartozó és a hőérzékelő egyik kivezetésével összekötésre váró kontaktusterület kijelölését is. Ez például történhet úgy, hogy miután kiválasztottuk a diffúziós sziget sorból azt a diffúziós szigetet, amelynek a 20 diffúziós szigettel alkotott ellenállása a megfelelő értékű, megállapodás szerint a diffúziós sziget - sorban a megelőző diffúziós sziget két kontaktusterülete között önmagában ismert módon áramimpulzust hajtunk át, amely hatására az azokat összekötő fémcsík elpárolog, ezáltal hiánya jelzést szolgáltat a kivezetések bekötésénél. Szabadalmi igénypontok 1. Terjedési ellenállás hőmérékletfiiggésen alapuló, előírt névleges ellenállásértékű szilícium hőérzékelő, 196.854 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
