用於集成電路的薄膜電阻設備，包括薄膜電阻設備的集成電路的製作方法
2023-04-28 10:26:31 2
根據37 CFR 1.57，本申請提交的申請數據表中標識了國外或國內優先權要求的任何和所有申請在此通過引用併入本文。本申請要求於2015年11月11日提交的英國專利申請No.GB1519905.2的優先權，其全部公開內容通過引用併入本文。
技術領域
本公開涉及使用微電子技術製造的改進的薄膜電阻設備，以及包括這種設備的集成電路。
背景技術：
薄膜電阻傳感器用於各種應用。例如，可以使用磁阻傳感器以便確定系統的兩個部分之間的角度關係。這種傳感器通常包括多個電阻元件。使這些電阻部件良好匹配可以有助於產生準確的讀數。當薄膜電阻設備結合在具有其它部件的單個管芯上時，那些其它部件可在薄膜部件中產生不均勻的應力水平。這會降低薄膜電阻器的匹配性。此外，傳感器中的溫度變化可能影響諸如偏移漂移的參數。這也可能對設備的精度產生影響，並且可能使校準過程昂貴。
提供一種薄膜電阻設備將是有益的，其中部件匹配得到改善，並且其對溫度變化更具彈性。
技術實現要素：
薄膜電阻傳感器通常包括多個電阻元件。這些部件應當良好匹配，以便傳感器提供準確的讀數。當傳感器結合在集成電路中時，電阻元件可以形成在形成其它部件的一部分的金屬跡線上方或下方。結果，薄膜電阻部件經受不同水平的應力。本公開提供了一種被布置為減輕應力的影響的結構。
根據本公開的第一方面，提供了一種用於集成電路中的薄膜電阻設備，包括：在設備的第一層中形成的多個薄膜電阻元件，以形成第一電路和應力均衡結構，所述應力均衡結構包括形成在所述設備的第二層中的多個應力均衡元件，所述元件被布置成使得從所述集成電路的其他部件施加在所述電阻部件上的應力相等。
附圖說明
現在將參照附圖僅通過非限制性示例來描述本公開的實施例，其中：
圖1是示出薄膜磁阻傳感器的電路圖；
圖2是示出圖1的傳感器的輸出的圖；
圖3是根據本公開的實施例的包含圖1的傳感器的集成電路的平面圖；
圖4是根據本公開的實施例的併入有薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖5是圖4的電路的一部分的特寫平面圖；
圖6是圖4的電路的另一部分的特寫平面圖；
圖7是圖4的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖8是根據本公開的另一實施例的包括薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖9是圖8的電路的一部分的特寫平面圖；
圖10是圖8的電路的另一部分的特寫平面圖；
圖11是圖8的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖12是根據本公開的另一實施例的包含薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖13是圖12的電路的一部分的特寫平面圖；
圖14是圖12的電路的另一部分的特寫平面圖；
圖15是圖12的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖16是根據本公開的另一實施例的包含薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖17是圖16的電路的一部分的特寫平面圖；
圖18是圖16的電路的另一部分的特寫平面圖；
圖19是圖16的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖20是根據本公開的另一實施例的包括薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖21是圖20的電路的一部分的特寫平面圖；
圖22是圖20的電路的另一部分的特寫平面圖。
圖23是圖20的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖24是根據本公開的另一實施例的結合薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖25是圖24的電路的一部分的特寫平面圖；
圖26是圖24的電路的另一部分的特寫平面圖；
圖27是圖24的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖；
圖28是根據本公開的另一實施例的結合薄膜磁阻傳感器的集成電路的平面圖；
圖29是圖28的電路的一部分的特寫平面圖；
圖30是圖28的電路的另一部分的特寫平面圖；和
圖31是圖28的電路的一組薄膜電阻元件的特寫平面圖。
具體實施方式
某些實施例的以下詳細描述呈現了具體實施例的各種描述。然而，本文所描述的創新可以以多種不同的方式實施，例如，如權利要求所限定和涵蓋的。在本說明書中，參考附圖，其中相同的附圖標記可以表示相同或功能相似的元件。應當理解，圖中所示的元件不一定按比例繪製。此外，將理解，某些實施例可以包括比附圖中示出的更多元件和/或附圖中示出的元件的子集。此外，一些實施例可以結合來自兩個或更多個附圖的特徵的任何合適的組合。
本公開提供了一種薄膜電阻設備，其可以是磁阻傳感器，並且其包括應力平衡層以減輕集成電路中的下面(或覆蓋)金屬的影響。本文討論的薄膜設備可以用於各種磁阻傳感器，例如各向異性磁阻(AMR)傳感器，巨磁阻(GMR)傳感器或隧道磁阻(TMR)傳感器。通常，薄膜電阻設備形成在其它部件上。那些其他部件可以包括一旦集成的金屬跡線可以對薄膜設備的電阻元件施加應力。該應力可以改變電阻元件的特性阻抗。在包括橋式電路的傳感器中，這可能導致電阻器不匹配。應力平衡層包括位於設備下面的金屬導體的周期性圖案。這可以使設備的電阻元件「看到」相同的底層金屬，抵消在設備下面發現的其它金屬跡線的影響。
圖1示出了磁阻薄膜(TF)傳感器10的電路圖。圖1的傳感器10是AMR傳感器。傳感器10包括並聯連接的兩個惠斯登電橋。第一惠斯登電橋包括磁阻TF電阻器12,14,16和18。第二惠斯登電橋包括磁阻TF電阻器20，22，24和26。每個電橋的電阻器以常規的橋式配置連接。兩個橋接器共享到地(GND)的連接和到正電壓(VCC)的連接。在傳感器10中有四個輸出線。這些輸出線被標記為與這些輸出線相關聯的對應電壓的+V01，+V02，-V01和-V02。第一惠斯通電橋耦合到輸出線+V01和-V01。第二惠斯登電橋耦合到輸出線+V02和-V02。
當這些橋被用作傳感器時，它們的相對取向是顯著的。因此，在第一惠斯登電橋中，電阻器12和16彼此平行，但是與電阻器14和18正交。類似地，在第二惠斯登電橋中，電阻器20和26彼此平行，但是與電阻器22和22正交。此外，第一惠斯通電橋與第二惠斯通電橋成45°取向。因此，電阻器14與電阻器22成45°，電阻器16與電阻器24成45°，電阻器18與電阻器26成45°，電阻器12與電阻器20成45°。在圖1中，α是磁性場施加到傳感器10。
圖2是示出傳感器10相對於變化的磁場的輸出的圖表。該圖表示x軸上的磁場角α(度)，y軸上的輸出電壓(mV)。該圖表示輸出電壓V01和V02，其中：
V01＝+V01--V01
V02＝+V02--V02
從圖2可以看出，V01和V02都相對於變化的磁場角度正弦地變化。
圖3示出了根據本公開的實施例的磁阻TF傳感器10的物理布局。在該實施例中，去除應力平衡層，使得可以清楚地示出和描述傳感器的其他部件。傳感器10中的每個電阻器由多組磁阻薄膜電阻元件形成。在某些實施例中，薄膜電阻元件可以具有在從約到的範圍內選擇的厚度。在圖3的示例中，每個電阻器包括六組TF元件，並且每組包括五個電阻薄膜元件。所示的電阻元件是弓形的並且與同一組的其他元件平行地形成。所示的電阻元件具有相同的長度，並且在交替端部通過薄膜互連器互連，以便連接串聯電路中的元件。傳感器10還包括六個接合焊盤。焊盤30用於連接到VCC。焊盤32用於連接到輸出線+V02。焊盤34用於連接到輸出線+V01。焊盤36用於連接到GND。焊盤38用於連接到輸出線-V01。焊盤32用於連接到輸出線-V02。
電阻器12包括元件組12A至12F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組12A經由互連器42耦合到GND。組12F通過互連器44耦合到-V01。組12A到12F被定向成使得元件組的相對取向與x軸成45°。組12B，12D和12F的元件的弧定向為與組12A，12C和12E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線間隔開大約等於一個元件的長度的距離。
電阻器14包括元件組14A至14F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組14A經由互連器46耦合到VCC。組14F通過互連器44耦合到-V01。組14A到14F被定向成使得元件組的相對取向與x軸成45°。組14B，14D和14F的元件的弧定向成與組14A，14C和14E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線間隔開大約等於一個元件的長度的距離。此外，組14A至14F相對於相應組12A至12F取向為90°，從而實現圖1所示的電阻器12和14之間的相對定向。此外，電阻器12和14通過互連器44耦合在一起。
電阻器16包括元件組16A至16F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組16A經由互連器46耦合到VCC。組16F通過互連器48耦合到+V01。組16A到16F被定向為使得元件組的相對取向與x軸成45°。組16B，16D和16F的元件的弧定向成與組16A，16C和16E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線間隔開大約等於一個元件的長度的距離。此外，組16A至16F具有與組12A至12F中的相應組相同的取向，從而在圖1所示的電阻器12和16之間實現相同的相對取向。
電阻器18包括元件組18A至18F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組18A經由互連器42耦合到GND。組18F通過互連器48耦合到+V01。組18A到18F被定向成使得組元件的相對取向與x軸成45°。組18B，18D和18F的元件的弧定向成與組18A，18C和18E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線間隔開大約等於一個元件的長度的距離。此外，組18A至18F相對於相應的組16A至16F取向為90°，從而實現圖1所示的電阻器16和18之間的相對取向。此外，電阻器16和18通過互連器48耦合在一起。12，14，16和18耦合在一起並且定向成形成第一惠斯通電橋。
電阻器20包括元件組20A至20F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組20A通過互連器42耦合到GND。組20F通過互連器50耦合到-V02。組20A到20F被定向成使得元件組的相對取向與x軸成90°。組20B，20D和20F的元件的弧定向成與組20A，20C和20E的元件的弧成180°。每組元件與相鄰組對準，使得與每組的元件的中點相交的線對準。
電阻器22包括元件22A至22F的組。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組22A經由互連器46耦合到VCC。組22F通過互連器50耦合到-V02。組22A到22F被定向為使得元件組平行於x軸。組22B，22D和22F的元件的弧定向為與組22A，22C和22E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線被間隔開大於一個元件的長度的距離。此外，組22A至22F相對於相應組20A至20F取向為90°，從而實現圖1所示的電阻器20和22之間的相對取向。此外，電阻器20和22通過互連器50耦合在一起。
電阻器24包括元件組24A至24F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組24A經由互連器46耦合到VCC。組24F通過互連器52耦合到+V02。組24A到24F被定向成使得元件組的相對取向與x軸成90°。組24B，24D和24F的元件的弧定向成與組24A，24C和24E的元件的弧成180°。每組元件與相鄰組對準，使得與每組的元件的中點相交的線對準。此外，組24A至24F具有與組20A至20F中的相應組相同的取向，從而在圖1所示的電阻器20和24之間實現相同的相對取向。
電阻器26包括元件組26A至26F。每組通過薄膜互連器連接到下一組。組26A經由互連器42耦合到GND。組26F通過互連器52耦合到+V02。組26A到26F平行於x軸。組26B，26D和26F的元件的弧定向成與組26A，26C和26E的元件的弧成180°。每組元件偏離相鄰組，使得與每組的元件的中點相交的線被間隔開大於一個元件的長度的距離。此外，組26A至26F與各組24A至24F成90°取向，從而實現圖1所示的電阻器24和26之間的相對定向。此外，電阻器24和26通過互連器52耦合在一起。因此，電阻器20，22，24和26聯接在一起並且定向成形成第一惠斯登電橋。此外，電阻器20至26以與圖1所示相同的方式與電阻器12至18成45°取向。
可能希望電阻器及其相應的電阻元件良好地匹配。放置在相同管芯中的底層和上層金屬軌道可以對薄膜元件暴露於的應力的量產生影響。因此，如果電阻器12沉積在金屬跡線上，並且如果電阻器14沉積在平坦的金屬間電介質上，則這些元件可能不如期望的那樣匹配。
圖4示出了根據本公開的實施例的磁阻TF傳感器10。在該實施例中，傳感器10包括應力平衡層60。這通過在與TF元件組相對應的位置處的通常變暗的區域示出。應力平衡層60包括形成在管芯中的TF元件下方的金屬層。在TF元件和金屬層之間形成隔離層。在該示例中，金屬層形成為一系列線性金屬導體。導體被布置成組，每個組對應於一組TF元件。應力平衡層60包括金屬導體組62A至62F，64A至64F，66A至66F，68A至68F，70A至70F，72A至72F，74A至74F和76A至76F。
由一組導體形成的形狀與由每組TF元件形成的形狀基本上相同。然而，如下面將看到的，導體組可以覆蓋略大於相應的TF元件組的區域。此外，一些導體組可以重疊，並且共享相同的線性金屬導體，例如，如下所述。在圖4中，兩個區域78和80由虛線畫出輪廓。這些區域分別在圖5和圖6中更詳細地示出。
圖5示出了圖4的區域78的特寫。圖5示出了TF元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組TF元件在應力平衡層中具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了金屬導體組66F，66E，66D，68F和68E。下面將描述金屬導體的進一步細節。在該示例中，組66F和66E是分開的。然而，由於元件18F和18E的組的接近，導體組68F和68E共享七個線性金屬元件。
圖6示出了來自圖4的區域80的特寫。圖6示出了TF元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件組經由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經由互連器88和90耦合在一起。每組元件在應力平衡層中具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導體76F，76E，74F和74E。在該示例中，組76F，76E，74F和74E是分開的。
圖7示出了圖6所示的一組TF元件26F的細節。該組包括五個磁阻元件100，102，104，106和108。每個元件通常是弓形的，但實際上每個示出的元件包括多個短的線性部分。在該示例中，每個元件包括四個線性部分。元件例如可以是大約60μm長和4μm寬。這些元件彼此相鄰並且平行地布置。在元件之間可以形成大約4μm的間隙。元件100的第一端連接到薄膜互連器52。如圖4所示，該互連器將元件組26F耦合到接合焊盤32。元件100的第二端連接到薄膜互連器110，薄膜互連器110連接到元件102的第一端連接到薄膜互連器112，薄膜互連器112連接到元件104的第一端。元件104的第二端連接到薄膜互連器114，薄膜互連器114連接到元件102的第二端。元件106的第一端連接到薄膜互連器116，薄膜互連器116連接到元件108的第一端。元件108的第二端連接到薄膜互連器88。如圖4，該互連器將組26F耦合到組26E。上述布置導致蜿蜒的電阻元件路徑。該組電阻元件一起用於近似於具有兩個相對的弓形邊緣和兩個相對的直邊緣的矩形的形狀。
圖7還示出了應力平衡層60的一部分。具體地，圖7示出了導體組76F。組76F包括多個線性金屬導體。在這個例子中，有三十個導體。給定相對大量的導體，它們沒有單獨編號。導體可以各自為大約45μm長，並且1μm寬。它們平行布置，並且可以相距大約1μm。它們在垂直於在電阻元件的第一和第二端之間畫出的假想線的方向上取向。因此，金屬導體與電阻元件相交的角度根據相交發生的位置而變化。在圖7中，每個金屬線延伸超出外部元件100和108的邊緣類似於元件寬度的距離。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導體可以延伸超過元件的端部，例如延伸大約4μm的距離。因此，金屬導體限定應力平衡區域，其形狀類似於由元件限定的區域。然而，圖7中的應力平衡區域隨著其延伸超過如上所述的元件而更大。此外，金屬元件都可以具有比TF元件小的寬度。在一個示例中，金屬元件可以在電阻元件的寬度的一至十分之一之間。金屬元件之間的間隔可以類似於它們的寬度。在一個示例中，對於4μm寬的TF元件，金屬元件可以具有0.4μm的寬度和0.4μm的間隔。
作為這種布置的結果，每個電阻元件可以看到與其他電阻元件幾乎相同量的底層金屬。這樣，並且由其他基礎金屬跡線引起的應力可以基本上(即使不是完全均衡)跨過電阻元件。
圖8示出了本公開的另一實施例中的磁阻TF傳感器10。在該實施例中，傳感器10包括與前述實施例相同的部件。然而，應力平衡層60採用不同的形式。在該實施例中，金屬層形成為一系列線性金屬導體。然而，導體不連續地在每組元件的元件下方延伸。相反，它們僅在每個元件下方延伸，如下面將描述的。導體被布置成組，每個組對應於一組TF元件。應力平衡層60包括金屬導體組122A至122F，124A至124F，126A至126F，128A至128F，130A至130F，132A至132F，134A至134F和136A至136F。在圖8中，兩個區域140和142由虛線勾畫出。這些區域分別在圖9和10中更詳細地示出。
圖9示出了圖8的區域140的特寫。圖9示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經由TF互連器48連接到鍵合焊盤34.這些組經由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應力平衡層60中具有相應的一組金屬導體。在該示例中，金屬導體126F，126E，126D，128F和126E。下面將描述金屬導體的進一步細節。
圖10示出了圖8的區域142的特寫。圖10示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件經由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經由互連器88和90耦合在一起。每組元件具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導體136F，136E，134F和134E。
圖11示出了圖10中所示的元件組26F的細節。相同的附圖標記用於與圖7共有的部件。圖11還示出了應力平衡層60的一部分。圖11示出了導體組136F。組136F包括五個子組的線性金屬導體。在該示例中，存在子組144A，144B，144C，144D和144E。每個子組具有三十個導體。給定相對大量的導體，它們沒有單獨編號。導體可以具有與圖7所示的導體相同的寬度和間隔。它們在垂直於在圖11中的電阻元件的第一和第二端之間畫出的假想線的方向上定向。這樣，與電阻元件相交的金屬導體根據相交發生的位置而變化。在該示例中，每個線性導體僅在一個電阻元件下方延伸。每個金屬導體延伸超過其相應元件的邊緣一定量，該量基本上小於元件的寬度。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導體延伸超過元件的端部。因此，金屬導體限定了應力平衡區域，其形狀類似於由每個元件限定的區域。然而，在圖11中，應力平衡區域隨著其延伸超過如上所述的元件而更大。此外，所示的金屬元件都具有比TF元件小的寬度。在一個示例中，金屬元件可以在電阻元件的寬度的一分之一和十分之一之間。金屬元件之間的間隔可以類似於它們的寬度。在一個示例中，對於4μm寬的TF元件，金屬元件可以具有0.4μm的寬度和0.4μm的間隔。
圖12示出了本公開的另一實施例中的磁阻TF傳感器10。在該實施例中，傳感器10包括與前述實施例相同的部件。然而，應力平衡層60採用不同的形式。在該實施例中，金屬層形成為一系列弓形金屬導體。有五個金屬元件，每個對應於TF電阻元件。每個金屬元件具有與相應的電阻元件基本相同的形狀，如下面將更詳細地描述的。導體被布置成組，每個組對應於一組TF元件。應力平衡層60包括金屬導體組152A至152F，154A至154F，156A至156F，158A至158F，160A至160F，162A至162F，164A至164F和166A至166F。在圖12中，兩個區域170和172由虛線勾畫。這些區域分別在圖13和14中更詳細地示出。
圖13示出了圖12的區域170的特寫。圖13示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經由TF互連器48連接到鍵合焊盤34.這些組經由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應力平衡層60中具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了金屬導體156F，156E，156D，158F和156E。下面將描述金屬導體的進一步細節。
圖14示出了圖12的區域172的特寫。圖14示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件經由互連器52連接到鍵合焊盤32.這些組經由互連器88和90耦合在一起。每組元件具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導體166F，166E，164F和164E。
圖15示出了圖14所示的元件組26F的細節。該組包括五個磁阻元件100，102，104，106和108。圖15還示出了應力平衡層60的一部分。特別地，圖15示出了導體組166F。組166F包括五個金屬元件174A，174B，174C，174D和174E。在一個實例中，金屬元件每個為約60μm長，並且6μm寬。它們平行布置，並且可以是大約2μm的間隔。每個元件的形狀通常為弓形。然而，如同電阻元件，它們實際上由如圖所示的四個短線性部分形成。金屬元件的形狀與電阻元件基本相同。然而，所示的金屬元件略大於電阻元件，使得金屬元件延伸超過電阻元件的邊緣。在該示例中，金屬元件延伸超過電阻元件的邊緣大約1μm，其顯著小於元件的寬度。金屬元件可以比電阻元件大約50％。因此，金屬導體限定了應力平衡區域，其形狀類似於由每個元件限定的區域。然而，所示的應力平衡區域隨著其延伸超過如上所述的元件而更大。
圖16示出了根據本公開的另一實施例的磁阻TF傳感器10。傳感器10包括與圖12所示相同的部件。然而，應力平衡層60不同於圖12所示的應力平衡層。金屬層形成為一系列平行的細長金屬元件。圖16的應力平衡結構60並不局限於每個TF元件或元件組的正下方區域，而是延伸到每組TF元件之間和周圍的區域中。在該示例中，金屬元件一起形成矩形形狀180，其足夠大以在TF傳感器10的所有TF元件組下延伸。在圖17和18中，分別如虛線170和172中更詳細地示出。
圖17示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經由TF互連器82，84和86耦合在一起。圖18示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件經由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經由互連器88和90耦合在一起。
圖19示出了圖18所示的元件組26F的細節。圖19還示出了應力平衡結構60的導體180。金屬導體可以各自為大約1μm寬。它們平行布置，並且可以相距大約1μm。因此，金屬導體限定了在所有所示的電阻元件下延伸的應力平衡區域。
圖20至23示出了應力平衡層60的另一示例，其中導體182在所有電阻性TF元件下布置為網格。如圖所示，網格包括第一組基本上平行的導體和第二組基本上平行的導體，其中第一組的導體基本上正交於第二組的導體。
圖24至27示出了應力均衡層60的另一示例，其中導體184被布置為一系列圓，圓以在所有電阻性TF元件下延伸的行和列形成。
圖28示出了磁阻TF傳感器10，其中應力平衡層60也可以用作加熱元件。應力平衡層60類似於圖4至圖7中所示的應力平衡層，然而，存在一定的差異。如下面將更詳細地描述的，應力平衡層60的元件耦合在一起，並且還耦合到完成電路的互連器。這樣，電流可以通過應力平衡層，導致結構加熱。結構60包括以與圖4至圖7所示類似的方式形成為一系列線性金屬導體的金屬層。層60包括多組金屬導體192A至192F，194A至194F，196A至196F，198A至198F，200A至200F，202A至202F，204A至204F和206A至206F。在圖28中，兩個區域208和210由虛線勾畫。這些區域分別在圖29和30中更詳細地示出。金屬導體通過各種金屬互連器耦合在一起，例如包括互連器212，214，216，218，220和222.互連器還將金屬導體耦合到連接器224和226，使得金屬導體能夠耦合到電流資源。
圖29示出了圖28的區域208的特寫。圖29示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應力平衡層中具有對應的一組金屬導體。在該示例中，示出了金屬導體組196F，196E，196D，198F和198E。還示出了各種金屬互連器。導體198F和196F的組通過互連器216耦合在一起。導體196F和196E的組通過互連器230耦合在一起。導體196E和196D的組通過互連器232耦合在一起。導體198F和198E的組通過互連器下面將描述金屬導體的進一步細節。
圖30示出了圖28的區域210的特寫。圖30示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件組經由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經由互連器88和90耦合在一起。每組元件在應力平衡層中具有相應的一組金屬導體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導體206F，206E，204F和204E。還示出了各種金屬互連器。導體206F和204F的組通過互連器218耦合在一起。導體206F和206E的組通過互連器238耦合在一起。導體204F和204E的組通過互連器242耦合在一起。
圖31示出了圖30所示的一組元件26F的更近的視圖。圖31所示的布置與圖7所示的布置類似，並且已經使用了相應的附圖標記。圖31還示出了應力平衡層60的一部分。具體地，圖31示出了導體206F的組。組206F包括多個線性金屬導體。在這個例子中，有三十個導體。給定相對大量的導體，它們沒有單獨編號。導體可以各自為大約45μm長，並且1μm寬。它們平行布置，並且可以相距大約1μm。它們在垂直於在圖31中的電阻元件的第一和第二端之間畫出的假想線的方向上定向。因此，金屬導體與電阻元件相交的角度根據交叉發生的位置而變化。每個金屬線延伸超過外部元件100和108的邊緣類似於元件的寬度的距離。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導體延伸超過圖31中的元件的端部，例如，延伸大約2μm的距離。因此，金屬導體限定應力平衡區域，其形狀類似於由元件限定的區域。然而，所示的應力平衡區域隨著其延伸超過如上所述的元件而更大。此外，金屬元件都具有比TF元件更小的寬度。在一個示例中，金屬元件可以在電阻元件的寬度的一分之一和十分之一之間。金屬元件之間的間隔可以類似於它們的寬度。在一個示例中，對於4μm寬的TF元件，金屬元件可以具有0.4μm的寬度和0.4μm的間隔。
如圖31所示，每個金屬導體在一端耦合到一個相鄰導體，在相對端耦合到另一個相鄰導體。在導體組的邊緣處形成的金屬導體耦合到將導體連接到其它導體組的互連器。這樣，沿著金屬導體形成曲折的電路徑。在使用中，電流通過導體。這可以使導體相對快速地達到高於環境溫度的預定溫度。有利地，預定溫度可以是大約100℃。此外，該布置可以與封閉控制迴路中的片上溫度傳感器一起使用，以將薄膜電阻器保持在基本上恆定的預定溫度。當在該給定溫度下校準這樣的傳感器時，可以基本上消除或最小化偏移的靈敏度或溫度漂移的溫度漂移，從而改善傳感器輸出相對於環境溫度的穩定性。
該布置的優點是整個傳感器可以被加熱到大約相同的溫度。如果傳感器的不同部分處於不同的溫度，則在不同的電阻元件之間可能發生失配。通過將傳感器保持在相同的溫度，組件可以更好地匹配，並且可以產生更精確的傳感器。
現在將討論製造TF傳感器10的一個示例。通過首先提供基底來製造傳感器。包括第一部件的集成電路設置在襯底上。第一組件可以是適於在與薄膜電阻傳感器(例如，放大器，模數轉換器等)相同的管芯上集成的任何其它組件。該部件的結構包括位於傳感器下面的金屬跡線。在第一部件上形成隔離層。然後在隔離層上形成金屬層。然後蝕刻金屬層以產生應力平衡結構。在應力平衡結構上提供第二隔離層，並且通過CMP(化學機械拋光)將其平面化以形成用於傳感器的平坦表面。然後在第二隔離層上沉積電阻層。這被蝕刻以產生電阻薄膜傳感器。然後，由另一金屬化，例如金形成互連器。然後使用鈍化層來保護結構免受環境影響，並且鈍化層中的開口產生結合墊。
應力平衡層是減小由下伏或上覆元件引起的應力的影響的層。在這方面，雖然應力平衡層的目的是在絕對意義上平衡應力的影響，但是應當理解，在實踐中，完全平衡可能是不可能的，並且應力平衡層通常減小應力的影響。雖然已經描述了某些應力平衡結構，但是可以在應力平衡層中實現導體或其他應力平衡元件的任何合適的布置，從而為相鄰層中的薄膜元件提供應力平衡。此外，雖然實施例可以討論設置在薄膜元件下面的應力均衡層，但是本文討論的任何原理和優點可以應用於薄膜元件上方的應力均衡層，薄膜元件上方和下方的應力均衡層，在薄膜元件下方的多於一個應力平衡層，和/或在薄膜元件下方的多於一個應力平衡層。本文討論的應力均衡層可結合可受益於應力均衡的任何薄膜元件來實施。
雖然這裡提出的權利要求是以用於在USPTO提交的單依賴性格式，但是應當理解，任何權利要求可以取決於相同類型的任何前述權利要求，除非其在技術上顯然不可行。
本公開的各方面可以在各種電子設備中實現。電子設備的示例可以包括但不限於消費電子產品，諸如封裝的電子部件的電子產品的部件，電子測試設備，蜂窩通信基礎設施等。電子設備的示例可以包括但不限於精密儀器，醫療設備，無線設備，諸如智慧型電話的行動電話，電話，電視，計算機監視器，計算機，數據機，手持式計算機，膝上型計算機，平板計算機，諸如智能手錶，個人數字助理(PDA)的可穿戴計算設備，諸如汽車電子系統的車載電子系統，微波，冰箱，諸如汽車電子系統的車載電子系統，立體聲系統，DVD播放器，CD播放器，諸如MP3播放器的數位音樂播放器，收音機，攝像機，相機，數位相機，可攜式存儲器晶片，洗衣機，烘乾機，洗衣機/烘乾機，手錶，時鐘等。此外，電子設備可以包括未完成的產品。
除非上下文明確要求，否則在整個說明書和權利要求書中，詞語「包括」，「包括」，「包括」，「包含」等應被解釋為包括的含義，排他性或窮舉性；也就是說，在「包括但不限於」的意義上。如這裡一般使用的詞語「耦合」是指兩個或更多個元件，其可以直接連接或通過一個或多個中間元件。同樣，如本文中通常使用的詞語「連接」是指可以直接連接或通過一個或多個中間元件連接的兩個或更多個元件。另外，當在本申請中使用時，詞語「本文」，「上方」，「下方」和類似含義的詞語應當是指本申請的整體，而不是本申請的任何特定部分。在上下文允許的情況下，在上述使用單數或複數的某些實施例的具體實施方式中的單詞也可以分別包括複數或單數。在上下文允許的情況下，涉及兩個或更多個項目的列表的詞語「或」旨在覆蓋該詞語的所有以下解釋：列表中的任何項目，列表中的所有項目，以及列表中的項目的任何組合。
此外，本文使用的條件語言，諸如「可以」，「可能」，「可能」，「可以」，「例如」，「例如」，「諸如」等等之類的，特定地另外說明或在所使用的上下文中另外理解，通常旨在表達某些實施例包括某些特徵，元件和/或狀態，而其他實施例不包括某些特徵，元件和/或狀態。該特徵，元件和/或狀態以任何方式對於一個或多個實施例是必需的。
儘管已經描述了某些實施例，但是這些實施例僅通過示例的方式給出，並且不旨在限制本公開的範圍。實際上，本文描述的新穎的裝置，方法和系統可以以各種其它形式實施；此外，在不脫離本公開的精神的情況下，可以進行在此描述的方法和系統的形式的各種省略，替換和改變。例如，雖然元件和組件以給定的布置呈現，但是備選實施例可以利用不同的組件和/或電路拓撲來執行類似的功能，並且一些元件可以被刪除，移動，添加，細分，組合和/或修改。這些元件或組件中的每一個可以以各種不同的方式實現。上述各種實施例的元件，組件和/或動作的任何合適的組合可以組合以提供另外的實施例。所附權利要求及其等同物旨在覆蓋落入本公開的範圍和精神內的這些形式或修改。