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用于集成电路(IC)中有源半导体区域的局部温度感测的工艺中端(MOL)金属电阻器温度传感器 

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申请/专利权人:高通股份有限公司

摘要:公开了用于集成电路IC中有源半导体区域的局部温度感测的工艺中端MOL金属电阻器温度传感器。在IC中与有源半导体区域邻近而制造一个或多个金属电阻器以感测在邻近有源半导体区域中的环境温度。金属电阻器的电压将作为金属电阻器的环境温度的函数而变化,可以金属电阻器的电压以测量与金属电阻器邻近的有源半导体层中器件周围的环境温度。通过在MOL层中制造金属电阻器,金属电阻器可以定位邻接并紧靠半导体器件以更精确地感测半导体器件的环境温度。用于在MOL层中形成接触的相同制造工艺可以用于制造金属电阻器。

主权项:1.一种用于集成电路IC的工艺中端MOL温度传感器,包括:有源半导体层;金属电阻器,包括被布置在MOL层中的第一金属材料,所述MOL层被布置在所述有源半导体层之上,其中所述MOL层具有十八纳米或更小的厚度;第一接触,被布置在所述MOL层中在所述金属电阻器的顶部上、并且在所述金属电阻器之上,所述第一接触电耦合至所述金属电阻器的第一向上面对的接触区域;第二接触,被布置在所述MOL层中在所述金属电阻器的顶部上并且在所述金属电阻器之上,所述第二接触电耦合至所述金属电阻器的第二向上面对的接触区域,其中所述金属电阻器具有在所述第一向上面对的接触区域和所述第二向上面对的接触区域之间的电阻;第一互连,被布置在所述有源半导体层和所述MOL层之上的至少一个互连层中,所述至少一个互连层电耦合至所述第一接触,以将所述第一互连电耦合至所述金属电阻器的所述第一向上面对的接触区域;以及第二互连,被布置在所述有源半导体层和所述MOL层之上的所述至少一个互连层中,所述至少一个互连层电耦合至所述第二接触,以将所述第二互连电耦合至所述金属电阻器的所述第二向上面对的接触区域。

全文数据:用于集成电路(IC)中有源半导体区域的局部温度感测的工艺中端(MOL)金属电阻器温度传感器优先权申请本申请要求享有2016年8月24日提交且名称为“MIDDLE-OF-LINEMOLMETALRESISTORTEMPERATURESENSORSFORLOCALIZEDTEMPERATURESENSINGOFACTIVESEMICONDUCTORAREASININTEGRATEDCIRCUITSIC”的美国专利申请NO.15246,006的优先权,该申请在此通过全文引用的方式并入本文。技术领域本公开的技术通常涉及在集成电路IC中温度感测,并且更特别地涉及在IC芯片中提供芯片上温度传感器以用于感测IC芯片中半导体器件的温度。背景技术环境温度的精确测量在许多应用诸如仪器、控制器和监控系统中是重要的。温度对于电路的性能也是重要的。例如,提高集成电路IC中电路的性能的一种方式是提高电源电压。然而,随着电源电压升高,IC内温度也可以升高。IC中升高温度可以最终引起载流子退化,并且因此实际上减慢了IC的操作,增大了电阻率,和或引起电路故障。随着电压缩放比例已经减慢且IC中单位面积有源部件数目已经增大,该问题变得尤其关键。因此,希望测量IC中温度以控制散热。因此,作为示例,测得温度可以用作用于控制电源电压的电压缩放比例的因子以提高电源电压从而当希望或可能时提高性能,但是当温度超过所需限制时也降低电源电压。智能温度传感器可以在IC内标准互补金属氧化物半导体CMOS技术中在片上制造以测量IC中温度。片上温度传感器可以以低成本和小的形状因子向IC中其他电路提供数字化温度值。例如,感测的温度可以作为输入提供至电压缩放电路,电压缩放电路基于温度控制电源电压缩放比例。以此方式,可以基于温度执行自适应电压缩放以提高电源电压从而当存在温度冗余时提高性能,以及降低电源电压以当温度超过所希望温度值时降低性能。这也可以保护IC中电路和部件免受由于过高温度引起的损伤。常规的片上温度传感器使用垂直形成的寄生双极结型晶体管BJT,因为在正向有源区中BJT的基极-发射极电压Vbe电势反比于温度。这称作对绝对温度的互补CTAT。在BJT温度传感器中存在已经变得越来越成问题的不足。例如,温度与BJT温度传感器的功率水平之间的关系随着IC中功率密度增大而变得越来越非线性。然而与此同时,温度测量的精确度在IC的热管理中变得越来越重要。进一步,BJT温度传感器消耗了大面积,这使其更难以缩减BJT的尺寸。此外,可以重要的是,将BJT温度传感器与IC中其他操作晶体管隔离以避免寄生电容和来自BJT的影响了金属氧化物半导体MOS场效应晶体管FETMOSFET操作的噪声。为了这些原因,可以仅可能将BJT温度传感器定位在远离IC中感兴趣区域的5-10微米μm内。然而,重要的是,可以将温度感测装置定位更靠近特殊区域和感兴趣器件,以用于温度监控,因为某些局部区域可以已知为与IC中其他区域相比具有不成比例高温度的热点。发明内容在此所公开的一些方面包括用于集成电路IC中有源半导体区域的局部温度感测的工艺中端MOL金属电阻器温度传感器。就此而言,在此所公开的某些方面中,在IC的MOL层中制造一个或多个金属电阻器以感测IC中环境温度。MOL层被形成在IC的工艺前端FEOL部分中有源半导体区域之上并与其邻近,包括诸如例如MOS场效应晶体管MOSFET之类的器件。金属电阻器的电阻根据有源半导体区域中的环境温度而变化,因为由有源半导体区域中器件所产生的热量引起MOL层中原子振动,由此释放了俘获电子变为流过金属电阻器的电流的载流子。因此,金属电阻器的电压将根据金属电阻器的环境温度而变化,可以感测该变化以测量与金属电阻器邻近的有源半导体层中器件周围的环境温度。金属电阻器也可以通过形成在MOL层中的接触而耦合至待耦合至电压源的互连层中互连线以及IC中的被配置为感测取决于跨金属电阻器的电压的温度的片上温度感测电路。无需较高功耗的电流源以例如感测提供在BJT温度传感器中用于感测温度的MOL金属电阻器温度传感器中的温度。所感测的温度可以用于控制IC中由温度影响的操作,诸如电压电源缩放作为示例。因此,通过在IC中MOL层中制造金属电阻器,金属电阻器可以有利地定位与诸如晶体管之类的半导体器件邻近且非常靠近,以更精确地感测半导体器件周围的温度。这与由于BJT的尺寸和面积约束而在IC中更远离例如远离10倍互补MOSCMOS器件的BJT温度传感器相反。此外,通过在MOL层中提供金属电阻器,用于在MOL层中形成接触的相同制造工艺也可以用于在MOL层中制造金属电阻器。进一步,因为MOL层已经提供在IC中以在有源半导体层中的半导体器件与互连层之间提供接触,可以无需额外的面积以在IC中提供金属电阻器。就此而言,在一个示例性方面中,提供了用于IC的MOL温度传感器。MOL温度传感器包括有源半导体层。MOL温度传感器也包括具有电阻并且包括被布置在MOL层中的第一金属材料,MOL层被布置于有源半导体层之上。MOL温度传感器也包括布置在MOL层中的金属电阻器之上的第一接触,第一接触电耦合至金属电阻器的第一接触区域。MOL温度传感器也包括布置在MOL层中的金属电阻器之上的第二接触,第二接触电耦合至金属电阻器的第二接触区域,其中金属电阻器在第一接触区域和第二接触区域之间具有电阻。MOL温度传感器也包括布置在有源半导体层中MOL层之上的第一互连层中的第一互连,第一互连层电耦合至第一接触以将第一互连电耦合至金属电阻器的第一接触区域。MOL温度传感器也包括布置在有源半导体层中MOL层之上的第二互连层中的第二互连,第二互连层电耦合至第二接触以将第二互连电耦合至金属电阻器的第二接触区域。在另一示例性方面中,提供了MOL金属电阻器温度传感器。MOL金属电阻器温度传感器包括形成有源半导体层的装置。MOL金属电阻器温度传感器也包括用于在用于提供有源半导体层的装置之上形成MOL层的装置。MOL金属电阻器温度传感器也包括用于形成布置在用于形成MOL层的装置中的电阻的装置,用于形成电阻的装置进一步包括用于在用于提供第一接触区域的第一装置和用于提供第二接触区域的第二装置之间提供电阻的装置。MOL金属电阻器温度传感器也包括布置在用于提供电阻的装置之上以用于电耦合至用于提供第一接触区域的第一装置的第一接触装置。MOL金属电阻器温度传感器也包括布置在用于提供电阻的装置之上以用于电耦合至用于提供第二接触区域的第二装置的第二接触装置。MOL金属电阻器温度传感器也包括用于电耦合至第一接触装置的第一装置,用于电耦合的第一装置布置在用于形成MOL层的装置之上的第一互连层中。MOL金属电阻器温度传感器也包括用于电耦合至第二接触装置的第二装置,用于电耦合的第二装置布置在用于形成MOL层的装置之上的第二互连层中。在另一示例性方面中,提供了感测用于IC的半导体管芯中温度的方法。方法包括形成衬底。该方法也包括在衬底之上形成有源半导体层。方法也包括在有源半导体层中形成至少一个半导体器件。方法也包括在有源半导体层之上形成工艺中端MOL层。方法也包括在有源半导体层之上形成MOL层,包括形成具有电阻并且包括在MOL层中第一金属材料的金属电阻器。第一金属电阻器包括第一接触区域和第二接触区域,并且在第一接触区域和第二接触区域之间具有电阻。方法也包括在MOL层中金属电阻器之上形成第一接触并与金属电阻器的第一接触区域接触。方法也包括在MOL层中金属电阻器之上形成第二接触并与金属电阻器的第二接触区域接触。方法也包括在MOL层之上形成至少一个互连层。方法也包括在电耦合至第一接触的至少一个互连层中形成第一互连,以将第一互连电耦合至金属电阻器的第一接触区域。方法也包括在电耦合至第二接触的至少一个互连层中形成第二互连,以将第二互连电耦合至金属电阻器的第二接触区域。在另一示例性方面中,提供了一种IC。IC包括有源半导体层。IC也包括布置在有源半导体层之上的MOL层。IC也包括MOL温度传感器,包括布置在MOL层中的金属电阻器,金属电阻器具有根据金属电阻器的环境温度的变化而变化的电阻。IC也包括电耦合至金属电阻器的电压源。电压源被配置用以施加第一电压至金属电阻器。IC也包括电压检测器电路,被配置为当施加第一电压至金属电阻器时感测取决于金属电阻器的环境温度的第二电压。IC也包括测量电路,被配置为基于所感测电压的电压电平测量金属电阻器的环境温度,并在输出节点上产生表示了金属电阻器的环境温度值的温度信号。附图说明图1是示出了集成电路IC的剖视侧视图的图,IC包括制造与IC中有源半导体层邻近的MOL层中的工艺中端MOL金属电阻器温度传感器,以用于局部感测取决于金属电阻器中电阻变化的金属电阻器和与金属电阻器邻近的有源半导体层的环境温度;图2是示出了在金属电阻器的以欧姆Ω为单位的电阻值与以摄氏度C为单位的温度之间的示例性关系的图表;图3是图1中MOL金属电阻器温度传感器的图,MOL金属电阻器温度传感器作为用于感测金属电阻器和与金属电阻器邻近的有源半导体层的环境温度的片上温度感测系统的一部分;图4是示出了在图3中片上温度感测系统的用于感测金属电阻器和与金属电阻器邻近的有源半导体层的环境温度的示例性方法的流程图;图5是示出了在IC中制造MOL金属电阻器温度传感器,诸如图1中的IC中MOL金属电阻器温度传感器的示例性方法的流程图;图6A-图6F是制造IC中MOL金属电阻器温度传感器、诸如图1中的IC中MOL金属电阻器温度传感器的示例性方法阶段;图7是可以提供在芯片上系统中且包括MOL金属电阻器温度传感器和相关温度感测系统的、并且根据在此所公开示例的示例性计算机系统的通用表示的示意图;以及图8是示例性无线通信装置的框图,包括设备RF部件以及根据在此所公开示例的、且根据在此所公开示例性方面的MOL金属电阻器温度传感器和相关温度感测系统。具体实施方式现在参照附图,描述了本公开的数个示例性方面。词语“示例性”在此用于意味着“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何方面不必理解为在其他方面之上优选或有利的。在另一示例性方面中,提供了一种感测在用于集成电路IC的半导体管芯中的温度的方法。方法包括形成衬底。方法也包括在衬底之上形成有源半导体层。方法也包括在有源半导体层中形成至少一个半导体器件。方法也包括在有源半导体层之上形成工艺中端MOL层。方法也包括在MOL层中形成具有电阻并且包括第一金属材料的金属电阻器,第一金属电阻器包括第一接触区域和第二接触区域并且在第一接触区域和第二接触区域之间具有电阻。方法也包括在MOL层中金属电阻器之上形成第一接触并与金属电阻器的第一接触区域接触。方法也包括在MOL层中金属电阻器之上形成第二接触并与金属电阻器的第二接触区域接触。方法也包括在MOL层之上形成至少一个互连层。方法也包括在电耦合至第一接触的至少一个互连层中形成第一互连,以将第二互连电耦合至金属电阻器的第一接触区域。方法也包括在电耦合至第二接触的至少一个互连层中形成第二互连,以将第二互连电耦合至金属电阻器的第二接触区域。在另一方面中,提供了一种IC。IC包括有源半导体层。IC也包括布置在有源半导体层之上的MOL层。IC也包括MOL温度传感器,包括布置在MOL层中的金属电阻器,金属电阻器具有根据金属电阻器的环境温度变化而变化的电阻。IC也包括电耦合至金属电阻器的电压源,电压源被配置为施加电压至金属电阻器。IC也包括电压检测器电路,被配置为感测响应于提供至金属电阻器的电压而产生的金属电阻器的电压以及金属电阻器的环境温度。IC也包括测量电路,被配置为基于所感测电压的电压电平而测量金属电阻器的环境温度,并在输出节点上产生表示金属电阻器的环境温度值的温度信号。就此而言,图1是示出了用于包括MOL金属电阻器温度传感器104的IC102的半导体管芯100的剖视侧视图的图。MOL金属电阻器温度传感器104在该示例中片上地提供在IC102中。MOL金属电阻器温度传感器104包括由在半导体管芯100的MOL区域110中MOL层108中所提供金属材料制造的金属电阻器106。金属电阻器106具有基于金属电阻器106的金属材料和尺寸的电阻。MOL层108形成在布置于衬底116上半导体管芯100的工艺前端FEOL区域114中一个或多个有源半导体层112之上并与其邻近。有源半导体层112包括半导体器件118,诸如例如图1中所示的MOS场效应晶体管MOSFET。在该示例中,MOSFET是FinFET120,其包括宽度为‘Wfin’的、提供导电沟道的鳍122,栅极材料124邻接鳍122布置以提供栅极G。继续参照图1,金属电阻器106的电阻根据金属电阻器106周围环境温度而变化,因为由与MOL层108邻近的有源半导体层112中的半导体器件118所产生的热量引起MOL层108中原子振动,由此释放了俘获电子以成为流过金属电阻器106的电流Ic的载流子。因此,当来自电压源的电压Vdd被施加至金属电阻器106时,电流IC将流经取决于环境温度的金属电阻器106。可以感应并测量金属电阻器106的环境温度的变化。例如,图2是示出了图1中金属电阻器106的以欧姆Ω为单位的电阻和以摄氏度C为单位的温度之间的示例性关系的图表200。如在此所使用,金属电阻器106的电阻对于具有0.5微米μm0.5μm的WL比率的半导体器件118每摄氏度近似变化0.24欧姆,其中“W”是IC102的栅极G的宽度且“L”是栅极G的长度。返回参照图1,因为金属电阻器106在该示例中布置在紧邻有源半导体层112的MOL层108中,也可以使用金属电阻器106的电压以测量布置在其中的半导体器件118和有源半导体层112的温度。因此,通过在MOL层108中制造金属电阻器106,金属电阻器106可以有利地定位与有源半导体层112诸如FinFET120中的半导体器件118邻近且非常靠近,以更精确地感测半导体器件118周围的温度。这与由于BJT的尺寸和面积约束而在IC中远离例如十倍远离CMOS器件的BJT温度传感器相反。感测的温度可以用于控制受温度影响的IC102中的操作,诸如作为示例的电压源缩放。继续参照图1,为了提供去往MOL金属电阻器温度传感器104的连接以能够将电压Vdd引导至金属电阻器106以用于感测金属电阻器106的环境温度,在MOL层108中提供第一接触1261和第二接触1262。第一接触1261电耦合至金属电阻器106的第一接触区域1281。第二接触1262电耦合至金属电阻器106的第二接触区域1282。例如,第一接触1261和第二接触1262可以是由钨W材料制造的导电接触焊垫。在该示例中,第一接触1261和第二接触1262分别物理地接触第一接触区域1281和第二接触区域1282。金属电阻器106具有第一接触区域1281和第二接触区域1282。第一垂直互连接入件过孔1301和第二垂直互连接入件过孔1302被制造在与第一接触1261和第二接触1262对准接触的半导体管芯100的互连区域134中的互连层132中,以在金属电阻器106和互连层132之间提供电连接。例如,互连层132示出为直接在MOL层108之上的金属1M1层。第一互连1361和第二互连1362形成在第一过孔1301和第二过孔1302之上且与其接触的互连层132中。例如,第一互连1361和第二互连1362可以是由布置在形成于介电材料141中的沟槽中的导电材料制造的金属线1381、1382。以此方式,在该示例中通过金属线1381、1382提供去往MOL金属电阻器温度传感器104的连接性。因此,通过在IC102中的MOL层108中制造金属电阻器106,金属电阻器106可以有利地定位邻接并非常靠近有源半导体层112中的半导体器件118,诸如晶体管,以更精确地感测半导体器件118周围的温度。例如,MOL层108可以具有近似十八18纳米nm或更小的厚度T,这可以是与半导体层112厚度的近似0.26或更小的厚度比。这与由于BJT的尺寸和面积约束所致地在IC中远离例如10倍远离半导体器件的BJT温度传感器相反。进一步,因为MOL层108已经提供在IC102中以在半导体层112中的半导体器件118与互连层132之间提供接触,因此可以无需额外的面积以在IC102中提供金属电阻器106。例如,金属电阻器106可以近似0.21μm0.21μm的WL,与例如作为BJT温度传感器所需典型面积3.0μm3.0μm的WL相反。图1中IC102中的金属线1381、1382的金属间距P在该示例中不受在MOL层108中制造金属电阻器106的影响,因为金属电阻器106可以远小于金属间距P。类似地,在图1的示例中金属电阻器106与FinFET120的栅极G的对准不是关键的,因为金属电阻器106可以远小于栅极G。金属电阻器106可以由所希望的任何导电材料形成。作为示例,金属电阻器106可以由硅化钨WSiX、氮化钛TiN和钨W形成。金属电阻器106可以具有足够电阻以对环境温度敏感。例如,金属电阻器106的电阻可以是半导体器件118的每WLμm至少400欧姆。因此,小的环境温度变化结果将导致金属电阻器106中较大的电阻变化以提供精确的温度感测。然而,小的环境温度变化结果可能不导致第一接触1261和第二接触1262或金属线1381、1382中较大的电阻变化,因为这些部件通常被制造为具有较低电阻例如每WLμm1.0欧姆以提供较低接触和互连电阻以避免影响半导体器件118的性能。此外,通过在MOL层108中布置金属电阻器106,从制造工艺观点出发,这可以由与邻接FinFET120的栅极G布置的功函数材料140相同的材料有效地形成金属电阻器106。图3是作为用于感测金属电阻器106的环境温度、以及与MOL层108中金属电阻器106邻近的有源半导体层112的环境温度的片上温度感测系统300的一部分的、图1中MOL金属电阻器温度传感器104的图。图1和图3之间的公共部件在图3中采用普通元件数示出,并且因此将不再复述。图4是示出了感测了金属电阻器106和与金属电阻器106邻近的有源半导体层112的环境温度的、图3中片上温度感测系统300的示例性方法400的流程图。将相互结合而讨论图3和图4。就此而言,如图3中所示,提供电压源302,其电耦合至MOL金属电阻器温度传感器104的第一互连1361以提供第一电压Vdd至金属电阻器106图4中框402。如前所述,金属电阻器106具有根据金属电阻器106的环境温度变化而变化的电阻。第二互连1362电耦合至在该示例中以分压器电路308形式提供的电压检测器电路306中的分压器节点304。参考电阻器Rref也耦合在接地节点GND和分压器节点304之间。因此,金属电阻器106的作为环境温度的函数而变化的电阻将控制流至分压器节点304的电流Ic的量,分压器节点将在金属电阻器106和参考电阻器Rref之间划分第一电压Vdd以提供第二电压Vtemp作为Vdd*参考电阻器Rref的电阻金属电阻器106的电阻+参考电阻器Rref的电阻。配置分压器电路308以在分压器节点304处检测响应于施加至金属电阻器106的第一电压Vdd所产生的第二电压Vtemp图4中框404。第二电压Vtemp将根据金属电阻器106的环境温度而变化。继续参照图3,可以在片上温度感测系统300中提供测量电路310以接收第二电压Vtemp并根据第二电压Vtemp的电压电平来测量金属电阻器106的环境温度图4中框406。配置测量电路310以在输出节点314上产生表示金属电阻器106的环境温度值的温度信号temp312图4中框408。例如,测量电路310可以是模数AD电路,被配置为通过将第二电压Vtemp转换为数字温度值而产生温度信号temp312作为数字温度值。作为另一示例,测量电路310可以是运算放大器电路,被配置为通过比较第二电压Vtemp与参考电压或反馈电压而产生温度信号temp312作为差分模拟温度信号。温度信号temp312可以基于环境温度,诸如例如电压比例,来提供IC102中的操作。图5是示出了在IC中制造MOL金属电阻器温度传感器、诸如图1和图3中IC102中的MOL金属电阻器温度传感器104的示例性方法500的流程图。图6A-图6F是在IC中制造MOL金属电阻器温度传感器、诸如图1和图3中IC102中MOL金属电阻器温度传感器104的示例性方法阶段6001-6006。现在将描述图5中示例性方法500和图6A-图6F中用以制造MOL金属电阻器温度传感器604的示例性方法阶段6001-6006。如图6A中处理阶段6001中所示,在IC602中制造MOL金属电阻器温度传感器604的第一步骤是形成衬底616图5中框502。如图6A中所示在衬底616之上形成有源半导体层612图5中框504。进一步,如图6A中所示,在有源半导体层612中形成至少一个半导体器件618图5中框506。在该示例中,在有源半导体层612中形成PFET6191和NFET6192。如其中所示,形成PFET6191和NFET6192的源极S、漏极D和栅极G。接着,在有源半导体层612之上形成MOL层608图5中框508。在该示例中,中部MOL层608由第一绝缘层642、接着金属材料层644、布置在金属材料层644之上的另一第二绝缘层646构成。第一绝缘层642和第二绝缘层646在该示例中是氧化物层。金属材料层644可以由将提供所希望电阻的诸如钨之类的任何导电材料形成。如前所述,金属材料层644可以由与用于在有源半导体层612中形成栅极G的相同功函数材料形成。第一绝缘层642被配置为将MOL层608与有源半导体层612以及制造在其中的半导体器件618绝缘。将处理金属材料层644以形成如以下更详细讨论的金属电阻器。接着,如图6B中第二处理阶段6002中所示,为了准备将要形成在MOL层608中的金属电阻器,在MOL层608以及更特别地第二绝缘层646顶部上布置光致抗蚀剂层648。然后,如图6C中下一个处理阶段6003中所示,在光致抗蚀剂648上布置硬掩模650以准备将要由金属材料层644形成的金属电阻器。硬掩模650的尺寸被定制为待形成的金属电阻器的所希望尺寸。如前所述,硬掩模650可以被布置为由与在有源半导体层612中的半导体器件618邻近的金属材料层644,诸如栅极G形成金属电阻器,以由半导体器件618所产生的环境热量影响。随后通过曝光来处理IC602中的光致抗蚀剂层648。如图6E中处理阶段6005中所示,除了在图6D中处理阶段6004中布置硬掩模650所在区域之下的区域之外,移除光致抗蚀剂层648、第二绝缘层646和金属材料层644。在光致抗蚀剂层648的曝光之后,移除并未在硬掩模650下方的第二绝缘层646和金属材料层644。剩余的金属材料层644形成了金属电阻器606,其具有用于提供与金属电阻器606的电接触的第一接触区域6281和第二接触区域6282作为MOL金属电阻器温度传感器604的一部分。例如,可以通过化学蚀刻工艺或其他移除工艺而移除第二绝缘层646。可以由不同的化学蚀刻工艺或其他移除工艺移除金属材料层644。接着,如图6F中处理过程6006中所示,另一绝缘层652可以是另一氧化物层被布置在第一绝缘层642、金属电阻器606和第二绝缘层646之上,以制备将要形成在MOL层608中的接触。在后续加工步骤中,为了继续制造MOL金属电阻器温度传感器604,在MOL层608中金属电阻器606之上形成第一接触并且与第一接触区域6281接触图5中框510。第一接触也形成在MOL层608中金属电阻器606之上并与第二接触区域6282接触图5中框512。在MOL层608之上形成至少一个互连层图5中框514。在电耦合至第一接触的至少一个互连层中形成第一互连,以将第一互连电耦合至金属电阻器606的第一接触区域6281图5中框516。在电耦合至第二接触的至少一个互连层中形成第二互连,以将第二互连电耦合至金属电阻器606的第二接触区域6282图5中框518。如前所述,过孔可以形成在MOL层608之上的互连层中,以将连接至金属电阻器606的第一接触区域6281和第二FETs6282的接触电耦合至第一互连和第二互连,以与金属电阻器606形成用于形成MOL金属电阻器温度传感器604的电路。在其他一些方面中,MOL金属电阻器温度传感器可以包括用于形成有源半导体层的装置。例如,该装置可以是图1或图3中IC102中的有源半导体层112。MOL金属电阻器温度传感器也可以包括用于在用于提供有源半导体层的装置之上形成MOL层的装置。例如,用于形成MOL层的装置可以是图1或图3中IC102中的MOL层108。MOL金属电阻器温度传感器也可以包括用于形成被布置在用于形成MOL层的装置中的电阻的装置。例如,用于形成电阻的装置可以是图1或图3中的金属电阻器606。用于形成电阻的装置可以包括用于在用于提供第一接触区域的第一装置与用于提供第二接触区域的第二装置之间提供电阻的装置。例如,用于提供第一接触区域的第一装置和用于提供第二接触区域的第二装置可以分别是图1或图3中第一接触区域1281和第二接触区域1282。MOL金属电阻器温度传感器也可以包括被布置在用于提供电阻的装置之上以用于电耦合至用于提供第一接触区域的第一装置的第一接触装置,以及被布置在用于提供电阻的装置之上用以电耦合至用于提供第二接触区域的第二装置的第二接触装置。例如,这些装置可以分别是图1或图3中第一接触1261和第二接触1262。MOL金属电阻器温度传感器也可以包括用于电耦合至第一接触装置的第一装置,用于电耦合的第一装置布置在用于形成MOL层的装置之上的第一互连层中,以及用于电耦合至第二接触装置的第二装置,用于电耦合的第二装置布置在用于形成MOL层的装置之上的第二互连层中。例如,这些装置可以分别是图1或图3中的第一互连1361和第二互连1362。图1或图3中的第一互连1361和第二互连1362可以分别是金属线1381、1382。用于集成电路IC中有源半导体区域的局部温度感测、并根据在此所公开的任意示例的MOL金属电阻器温度传感器可以提供在基于处理器的任意装置中或被集成至其中。示例并未限制地包括机顶盒、娱乐单元、导航装置、通信装置、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动电话、蜂窝电话、智能电话、平板、平板手机、计算机、便携式计算机、台式计算机、个人数字助理PDA、监视器、计算机监视器、电视机、调谐器、无线电设备、卫星无线电设备、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频盘DVD播放器、便携式数字视频播放器、以及汽车。就此而言,图7示出了包括CPU702的基于处理器的系统700的示例,CPU702包括一个或多个处理器704。基于处理器的系统700可以提供作为片上系统SoC706。CPU702可以具有耦合至处理器704的用于快速接入件临时存储数据的高速缓存708。CPU702可以包括MOL金属电阻器温度传感器104以及图3中的片上温度感测系统300以测量CPU702中半导体器件的温度,并允许对诸如电压缩放之类的影响温度的操作的控制,该操作将基于测得温度执行。CPU702耦合至系统总线710,并可以内联包括在基于处理器的系统700中的外围装置。CPU702中的处理器704可以通过在系统总线710之上交换地址、控制和数据信息而与这些其他装置通信。尽管图7中未示出,但是可以提供多个系统总线710,其中每个系统总线710构成不同的构造。例如,CPU702可以将总线事务请求通信发送至存储器系统714中作为伺服装置示例的存储器。在该示例中,配置存储器控制器712以提供存储器系统714中的存储器接入件操作。其他装置可以连接至系统总线710。如图7中所示,这些装置可以包括存储器系统714,一个或多个输入装置718,一个或多个输出装置720,一个或多个网络接口装置722,以及一个或多个显示控制器724,作为示例。输入装置718可以包括任何类型输入装置,包括但不限于输入键、开关、语音处理器等。输出装置720可以包括任何类型输出装置,包括但不限于音频、视频、其他视觉指示器等。网络接口装置722可以是配置为允许数据交换至网络726且从网络726交换数据的任何装置。网络726可以是任何类型网络,包括但不限于有线或无线网络、私用或公用网络、局域网LAN、无线局域网WLAN、广域网WAN、BLUETOOTHTM网络、以及互联网。网络接口装置722可以配置用以支持任何类型的所希望通信协议。CPU702也可以配置用以通过系统总线710接入件显示控制器724以控制发送至一个或多个显示器728的信息。显示器728可以包括任何类型显示器,包括但不限于阴极射线管CRT、液晶显示器LCD、等离子显示器等。显示控制器724发送信息至显示器728以经由一个或多个视频处理器730显示,其处理信息以显示成适用于显示器728的格式。图8示出了无线通信装置800的示例,其可以包括RF部件,其中MOL金属电阻器温度传感器检测温度变化,包括但不限于MOL金属电阻器104和图3中的片上温度感测系统300。在这点上,可以在集成电路IC806中提供无线通信装置800。无线通信装置800可以包括或者提供在任意上述装置中,例如。如图8中所示,无线通信装置800包括收发器804和数据处理器808。IC806和或数据处理器808可以包括MOL金属电阻器温度传感器104和图3中片上温度感测系统300以测量图7中CPU702中半导体器件的温度并且允许控制影响温度的操作,诸如衰减电平、频率速率,作为将要基于测得温度执行的示例。数据处理器808可以包括存储器未示出以存储数据和程序代码。收发器804包括支持双向通信的发射器810和接收器812。通常,无线通信装置800可以包括任意数目的发射器和或接收器以用于任意数目的通信系统和频段。收发器804的全部或一部分可以实施在一个或多个模拟IC、RFICRFIC、混合信号IC等上。发射器或接收器可以采用超外差架构或直接转换架构实施。在超外差架构中,在多个阶段中在RF和基带之间频率转换信号,例如对于接收器,在一个阶段中从RF至中频IF,以及随后在另一个阶段中从IF转换至基带。在直接转换架构中,在一个阶段中在RF和基带之间频率转换信号。超外差和直接转换架构可以使用不同的电路组块和或具有不同的要求。在图8中的无线通信转置800中,发射器810和接收器812采用直接转换架构实施。在发射路径中,数据处理器808处理待发射的数据并提供I和Q模拟输出信号至发射器810。在示例性无线通信装置800中,数据处理器808包括数字至模拟转换器DAC8141和8142用于将由数据处理器808产生的数字信号转换为I和Q模拟输出信号例如I和Q输出电流以用于进一步处理。在发射器810内,低通滤波器8161、8162分别滤波I和Q模拟输出信号,以移除由之前数字至模拟转换引起的不希望的图像。放大器AMP8181、8182分别放大来自低通滤波器8161、8162的信号,并提供I和Q基带信号。升频转换器820升频通过混频器8241、8242转换具有I和Q发射TX本地振荡器LO信号的来自TXLO信号发生器822的I和Q基带信号以提供已升频转换的信号826。滤波器828滤波已升频转换的信号826以移除由升频转换引起的不希望图像以及接收频段中的噪声。功率放大器PA830放大来自滤波器828的已升频转换的信号826以获得所希望的输出功率水平并提供发射RF信号。经由双工器或开关832路由发送发射RF信号并经由天线834发射。在接收路径中,天线834接收由基站发射的信号并提供已接收RF信号,其通过双工器或开关832路由发送并提供至低噪声放大器LNA836。设计双工器或开关832以采用特殊的RX至TX双工器频率分隔而操作,以使得RX信号与TX信号隔离。由LNA836放大已接收RF信号并由滤波器838滤波以获得所希望的RF输出信号。降频转换混频器8401、8402将滤波器838的输出与来自RXLO信号发生器842的I和Q接收RXLO信号也即LO_I和LO_Q混频以产生I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器AMP8441、8442放大并进一步由低通滤波器8461、8462滤波以获得I和Q输入信号,其提供至数据处理器808。在该示例中,数据处理器808包括模拟至数字转换器ADCs8481、8482以用于将模拟输入信号转换为待由数据处理器808进一步处理的数字信号。在图8中的无线通信装置800中,TXLO信号发生器822产生用于升频转换的I和QTXLO信号,而RXLO信号发生器842产生用于降频转换的I和QRXLO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期性信号。发射TX锁相环PLL电路850从数据处理器808接收定时信息并产生用于调节来自TXLO信号发生器822的TXLO信号的频率和或相位的控制信号。类似地,接收RX锁相环PLL电路852从数据处理器808接收定时信息并产生用于调节来自RXLO信号发生器842的RXLO信号的频率和或相位的控制信号。本领域技术人员应该进一步知晓,结合在此所公开方面描述的各个示意性逻辑块、模块、电路和算法可以实施作为电子硬件、存储在存储器中或另一计算机可读媒介中并由处理器或其他处理装置执行的指令、或者两者的组合。在此所述的主控和伺服装置可以采用在任何电路、硬件部件、集成电路IC、或IC芯片中,作为示例。在此所公开的存储器可以是任意类型和大小的存储器,并且可以配置用以存储任意类型的所希望信息。为了清楚地说明该可互换性,以上已经通常根据它们的功能描述了各种示意性部件、组块、模块、电路和步骤。该功能如何实施取决于特定的应用、设计选择、和或对整体系统提出的设计约束。本领域技术人员可以对于每个特定应用以变化的方式实施所述功能,但是该实施方式决策不应解释为引起脱离本公开的范围。结合在此所公开方面描述的各种示意性逻辑块、模块和电路可以采用设计用于执行在此所述功能的处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或其任意组合而实施或执行。处理器可以是微处理器,但是在备选例中,处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实施作为计算装置的组合,例如多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核、或者任何其他这种配置。在此所公开的方面可以具体化在硬件以及存储在硬件中的指令中,并且可以例如驻留在随机接入件存储器RAM、闪存、只读存储器ROM、电可编程ROMEPROM、电可擦除可编程ROMEEPROM、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其他形式计算机可读媒介中。示例性的存储媒介耦合至处理器以使得处理器可以从存储媒介读取信息并向其写入信息。在备选例中,存储媒介可以集成至处理器。处理器和存储媒介可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在远程站点中。在备选例中,处理器和存储媒介可以驻留作为远程站点、基站或服务器中的离散部件。也应该注意,描述在任意此处示例性方面中所述的操作步骤以提供示例并讨论。所述的操作可以以除了所示顺序之外的数个不同顺序执行。进一步,在单个操作步骤中描述的操作可以实际上在许多不同步骤中执行。额外地,可以组合在示例性方面中讨论的一个或多个操作步骤。应该理解,流程图中所示的操作步骤可以经受对于本领域技术人员明显的数个不同修改。本领域技术人员也应该理解,可以使用任意各种不同工艺和技术表示信息和信号。例如,遍布以上说明书可以涉及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁子、光场或光子、或者其任意组合表示。提供本公开的之前说明以使得本领域技术人员制造或使用本公开。对于本公开的各种修改对于本领域技术人员是显而易见的,并且在此限定的一般性原理可以适用于各种变形例而并未脱离本公开的精神或范围。因此,本公开并未有意限定于在此所述的示例和设计,而是符合与在此所公开原理和创新性特征一致的最宽范围。

权利要求:1.一种用于集成电路IC的工艺中端MOL温度传感器,包括:有源半导体层;金属电阻器,具有电阻并且包括被布置在MOL层中的第一金属材料,所述MOL层被布置在所述有源半导体层之上;第一接触,被布置在所述MOL层中在所述金属电阻器之上,所述第一接触电耦合至所述金属电阻器的第一接触区域;第二接触,被布置在所述MOL层中在所述金属电阻器之上,所述第二接触电耦合至所述金属电阻器的第二接触区域,其中所述金属电阻器具有在所述第一接触区域和所述第二接触区域之间的电阻;第一互连,被布置在所述有源半导体层中的所述MOL层之上的第一互连层中,所述第一互连层电耦合至所述第一接触以将所述第一互连电耦合至所述金属电阻器的所述第一接触区域;以及第二互连,被布置在所述有源半导体层中的所述MOL层之上的第二互连层中,所述第二互连层电耦合至所述第二接触以将所述第二互连电耦合至所述金属电阻器的所述第二接触区域。2.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述金属电阻器的所述电阻取决于所述金属电阻器的环境温度。3.根据权利要求2所述的MOL温度传感器,其中,所述金属电阻器的所述电阻的变化取决于所述金属电阻器的所述环境温度的变化。4.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述MOL层具有近似十八18纳米nm或更小的厚度。5.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中:所述有源半导体层包括第一半导体器件;以及所述金属电阻器被布置在所述MOL层中邻近所述第一半导体器件以被暴露至所述第一半导体器件的环境温度。6.根据权利要求5所述的MOL温度传感器,其中:所述第一半导体器件包括晶体管,所述晶体管包括源极、漏极以及被插入在所述源极和所述漏极之间的栅极;以及所述金属电阻器被布置在所述MOL层中邻近所述晶体管的所述栅极以被要暴露至所述晶体管的所述栅极的环境温度。7.根据权利要求6所述的MOL温度传感器,其中:所述栅极包括:介电层,所述介电层包括介电材料;导电层,所述导电层包括导电材料;功函数层,所述功函数层包括被布置在所述介电材料和所述导电材料之间的功函数材料;以及所述第一金属材料包括所述功函数材料。8.根据权利要求5所述的MOL温度传感器,其中,所述金属电阻器位于所述MOL层中距所述第一半导体器件近似七7纳米nm内。9.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述第一互连由第一金属线构成,以及所述第二互连由第二金属线构成。10.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,进一步包括:第一垂直互连接入件过孔,被布置在所述第一互连层中,所述第一过孔与所述金属电阻器的所述第一接触区域以及所述第一互连接触,以将所述第一接触区域电耦合至所述第一互连;以及第二过孔,被布置在所述第二互连层中,所述第二过孔与所述金属电阻器的所述第二接触区域以及所述第二互连接触,以将所述第二接触区域电耦合至所述第二互连。11.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述第一金属材料包括钨。12.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述金属电阻器的尺寸为近似0.21μm0.21μm的WL。13.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,其中,所述金属电阻器的所述电阻为每1.0μm1.0μm的WL比率至少400欧姆。14.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,所述MOL温度传感器被集成至芯片上系统SoC中。15.根据权利要求1所述的MOL温度传感器,所述MOL温度传感器被集成至选自由以下项构成的群组的装置中:机顶盒、娱乐单元、导航装置、通信装置、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动电话、蜂窝电话、智能电话、平板电脑、平板手机、计算机、便携式计算机、台式计算机、个人数字助理PDA、监视器、计算机监视器、电视机、调谐器、无线电设备、卫星无线电设备、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频盘DVD播放器、便携式数字视频播放器以及汽车。16.一种工艺中端MOL金属电阻器温度传感器,包括:形成有源半导体层的装置;用于在所述用于提供有源半导体层的装置之上形成MOL层的装置;用于形成电阻的装置,被布置在所述用于形成MOL层的装置中,所述用于形成电阻的装置进一步包括用于提供在用于提供第一接触区域的第一装置和用于提供第二接触区域的第二装置之间的电阻的装置;第一接触装置,被布置在所述用于提供电阻的装置之上以电耦合至所述用于提供第一接触区域的第一装置;第二接触装置,被布置在所述用于提供电阻的装置之上以电耦合至所述用于提供第二接触区域的第二装置;用于电耦合至所述第一接触装置的第一装置,所述用于电耦合的第一装置被布置在所述用于形成MOL层的装置之上的第一互连层中;以及用于电耦合至所述第二接触装置的第二装置,所述用于电耦合的第二装置被布置在所述用于形成MOL层的装置之上的第二互连层中。17.一种感测在用于集成电路IC的半导体管芯中的温度的方法,包括:形成衬底;在所述衬底之上形成有源半导体层;在所述有源半导体层中形成至少一个半导体器件;在所述有源半导体层之上形成工艺中端MOL层,包括:在所述MOL层中形成具有电阻并且包括第一金属材料的金属电阻器,所述金属电阻器包括第一接触区域和第二接触区域并且具有在所述第一接触区域和所述第二接触区域之间的电阻;形成第一接触,所述第一接触在所述MOL层中在所述金属电阻器之上并且与所述金属电阻器的所述第一接触区域接触;形成第二接触,所述第二接触在所述MOL层中在所述金属电阻器之上并且与所述金属电阻器的所述第二接触区域接触;在所述MOL层之上形成至少一个互连层;在电耦合至所述第一接触的所述至少一个互连层中形成第一互连,以将所述第一互连电耦合至所述金属电阻器的所述第一接触区域;以及在电耦合至所述第二接触的所述至少一个互连层中形成第二互连,以将所述第二互连电耦合至所述金属电阻器的所述第二接触区域。18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述金属电阻器的电阻取决于所述金属电阻器的环境温度。19.根据权利要求17所述的方法,其中,形成所述MOL层包括在所述有源半导体层之上形成近似十八18纳米nm或更小厚度的MOL层。20.根据权利要求17所述的方法,其中:所述在有源半导体层中形成所述至少一个半导体器件包括在所述有源半导体层中形成晶体管,所述晶体管包括源极、漏极以及插入在所述源极和所述漏极之间的栅极;以及形成所述金属电阻器包括在所述MOL层中与所述晶体管的所述栅极邻近地形成待暴露至所述晶体管的栅极的环境温度的所述金属电阻器,所述金属电阻器具有电阻并且包括所述第一金属材料。21.根据权利要求20所述的方法,其中:所述栅极包括:介电层,所述介电层包括介电材料;导电层,所述导电层包括导电材料;功函数层,所述功函数层包括被布置在所述介电材料与所述导电材料之间的功函数材料;以及所述第一金属材料包括所述功函数材料。22.根据权利要求17所述的方法,进一步包括:在所述第一互连中形成第一垂直互连接入件过孔,所述第一过孔与所述金属电阻器的所述第一接触区域以及所述第一互连接触,以将所述第一接触区域电耦合至所述第一互连;以及形成被布置在所述第二互连中的第二过孔,所述第二过孔与所述金属电阻器的所述第二接触区域以及第二互连接触,以将所述第二接触区域电耦合至所述第二互连。23.根据权利要求17所述的方法,其中,在所述有源半导体层之上形成MOL层包括:在所述有源半导体层之上形成包括第一介电材料的第一介电层;在所述第一介电层之上形成包括所述第一金属材料的金属层;在所述金属层之上形成包括第二介电材料的第二介电层;在所述第二介电层的第一部分之上沉积硬掩模;以及向下移除所述第二介电层和所述金属层的、在所述第一部分外的第二部分,直至所述第一介电层,以在所述硬掩模下方留下所述金属层的剩余部分以及所述第二介电层的剩余部分,所述剩余部分形成具有所述电阻的所述金属电阻器。24.一种集成电路IC,包括:有源半导体层;工艺中端MOL层,被布置在所述有源半导体层之上;MOL温度传感器,包括被布置在所述MOL层中的金属电阻器,所述金属电阻器具有取决于所述金属电阻器的环境温度的变化而变化的电阻;电压源,电耦合至所述金属电阻器,所述电压源被配置为施加第一电压至所述金属电阻器;电压检测器电路,被配置为感测第二电压,当所述第一电压被施加至所述金属电阻器时所述第二电压取决于所述金属电阻器的环境温度;以及测量电路,被配置为基于所述第二电压的电压电平测量所述金属电阻器的所述环境温度,以及在输出节点上生成表示所述金属电阻器的环境温度值的温度信号。25.根据权利要求24所述的IC,进一步包括被布置在所述有源半导体层中的半导体器件;其中:所述金属电阻器被布置在所述MOL层中与所述半导体器件邻近以被暴露至所述半导体器件的环境温度;以及所述测量电路被配置为基于感测到的所述第二电压的电压电平测量所述金属电阻器的所述环境温度,从而测量所述半导体器件的所述环境温度。26.根据权利要求25所述的IC,其中:所述半导体器件包括晶体管,所述晶体管包括源极、漏极以及插入在所述源极和所述漏极之间的栅极;所述金属电阻器被布置在所述MOL层中与所述晶体管的栅极邻近以被暴露至所述晶体管的所述栅极的环境温度;以及所述测量电路被配置为基于感测到的所述第二电压的电压电平测量所述金属电阻器的所述环境温度,从而测量所述晶体管的所述栅极的所述环境温度。27.根据权利要求24所述的IC,其中,所述电压检测器电路包括分压器电路,所述分压器电路包括耦合在所述输出节点和参考节点之间的参考电阻器,以及耦合至所述输出节点的所述金属电阻器;所述分压器电路被配置为在所述金属电阻器和所述参考电阻器之间对被施加至所述金属电阻器的所述第一电压进行分压,以生成输出电压作为所述第二电压;以及所述测量电路被配置为基于所述输出电压的电压电平测量所述金属电阻器的所述环境温度。28.根据权利要求24所述的IC,其中,所述测量电路包括模拟至数字AD电路,所述模拟至数字电路被配置为通过将所述第二电压转换为数字温度值来生成所述环境温度值。

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