温度测量方法以及温度测量装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种温度测量方法以及温度测量装置，其中装置包括：测量回路，测量回路包括相互并联的第一支路以及第二支路，第一、第二电阻，第二电阻的阻值变化；第一支路以及第二支路的电阻相等；与接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接地端和与接地并联点不直接相连第一电阻非接地端；与接地并联点相连的第二电阻包括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连第二电阻非接地端；处理单元通过第二电阻的电阻变化值以及第二电阻的阻值与温度之间的固定关系，获得测量回路所处环境的温度。本发明的有益效果在于，耐高温的能力相较于现有技术更好，在高温下的稳定工作稳定性也更高。
【专利说明】
溫度测量方法从及溫度测量装置
技术领域
[0001] 本发明设及半导体领域，具体设及一种溫度测量方法W及溫度测量装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中经常需要通过溫度测量装置来检测溫度。但是现有的溫度测量装置的 耐热性能较差，难W适应溫度较高的环境，运会导致其工作稳定性变差，进而导致其测量精 度受到影响。
[0003] 此外，由于运些现有的溫度检测电路由于对上述的高溫环境的耐受程度不高，运 些溫度检测电路的使用寿命也不够长久，需要经常替换，运在一定程度上增加了生产制造 过程中的成本和时间。
[0004] 因此，如何设计一种能够承受高溫高压环境的溫度检测电路成为本领域技术人员 亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的问题是提供一种溫度测量方法W及溫度测量装置，W提高溫度检测 电路的测量精度。
[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种溫度测量装置，包括：
[0007] 测量回路，所述测量回路包括：
[0008] 第一支路W及第二支路，所述第一支路W及第二支路之间相互并联，并具有第一 并联点W及第二并联点；所述第一并联点与第二并联点的其中之一作为接地并联点接地；
[0009] 所述第一支路W及第二支路均包括若干阻值固定的第一电阻W及至少一个阻值 变化的第二电阻，所述第二电阻的阻值与溫度之间呈一固定关系变化，所述第二电阻在第 一溫度时与所述第一电阻的阻值相同；所述第一支路W及第二支路的电阻相等；
[0010] 第一支路中包括一直接与所述接地并联点相连的第一电阻，所述第二支路中包括 一与所述接地并联点相连的第二电阻；或者，所述第一支路中包括一直接与所述接地并联 点相连的第二电阻，所述第二支路中包括一与所述接地并联点相连的第一电阻；
[0011] 与所述接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接地 端和与接地并联点不直接相连的第一电阻非接地端；与所述接地并联点相连的第二电阻包 括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连的第二电阻非接 地端；
[0012] 处理单元，用于根据所述第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差， W及第一并联点或者第二并联点的电流值W得到所述第二电阻的电阻变化值，并通过所述 第二电阻的电阻变化值W及第二电阻的阻值与溫度之间的固定关系，获得测量回路所处环 境的溫度。
[0013] 可选的，当溫度高于所述第一溫度时，所述第二电阻的阻值随溫度升高而增加。
[0014] 可选的，所述第一支路中设有一第一电阻W及一第二电阻，所述第一电阻W及第 二电阻之间相互串联；
[0015] 所述第二支路中设有一第一电阻W及一第二电阻，所述第一电阻与第二电阻串 联。
[0016] 可选的，所述第二电阻的电阻溫度系数高于所述第一电阻的电阻溫度系数。
[0017] 可选的，所述第二电阻的电阻溫度系数为IX 10-3/摄氏度~2X10-3/摄氏度。
[0018] 可选的，所述第一电阻W及第二电阻的材料均为氮化铁，所述第一电阻的应力低 于第二电阻的应力。
[0019] 可选的，所述第二电阻的应力高于lOGPa，所述第一电阻的应力低于0.1 GPa。
[0020] 此外，本发明还提供一种溫度测量方法，包括：
[0021] 提供一测量回路；
[0022] 在所述测量回路中设置第一支路W及第二支路；
[0023] 使所述第一支路W及第二支路之间相互并联W形成第一并联点W及第二并联点， 并使所述第一并联点或者第二并联点作为接地并联点接地；
[0024] 在所述第一支路W及第二支路中分别设置若干阻值固定的第一电阻W及至少一 个阻值变化的第二电阻，所述第二电阻的阻值与溫度之间呈一固定关系变化，所述第二电 阻在第一溫度时与所述第一电阻的阻值相同；使所述第一支路W及第二支路的电阻相等； [00巧]在所述第一支路中设置一直接与所述接地并联点相连的第一电阻，并在所述第二 支路中设置一与所述接地并联点相连的第二电阻；或者，在所述第一支路中设置一直接与 所述接地并联点相连的第二电阻，并在所述第二支路中设置一与所述接地并联点相连的第 一电阻；
[00%] 使与所述接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接 地端和与接地并联点不直接相连的第一电阻非接地端；并使与所述接地并联点相连的第二 电阻包括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连的第二电 阻非接地端；
[0027] 将所述测量回路放置于一高于或低于第一溫度的环境；
[0028] 获取所述第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差；
[0029] 获得第一并联点或者第二并联点的电流值；
[0030] 通过所述电压差W及电流值得到所述第二电阻的电阻变化值；
[0031] 通过所述第二电阻的电阻变化值W及第二电阻的阻值与溫度之间的固定关系，获 得测量回路所处环境的溫度。
[0032] 可选的，当溫度高于所述第一溫度时，所述第二电阻的阻值随溫度升高而增加。
[0033] 可选的，在第一支路W及第二支路中分别设置第一电阻W及第二电阻的步骤包 括：
[0034] 在所述第一支路中设置一第一电阻W及一第二电阻，并使所述第一电阻W及第二 电阻之间相互串联；
[0035] 在所述第二支路中设置一第一电阻W及一第二电阻，并使所述第一电阻与第二电 阻串联。
[0036] 可选的，在第一支路W及第二支路中分别设置第一电阻W及第二电阻的步骤包 括：使所述第二电阻的电阻溫度系数高于所述第一电阻的电阻溫度系数。
[0037] 可选的，第二电阻的电阻溫度系数为I X 10-3/摄氏度~2 X 10-3/摄氏度。
[0038] 可选的，在第一支路W及第二支路中分别设置第一电阻W及第二电阻的步骤包 括：采用氮化铁作为所述第一电阻W及第二电阻的材料，并使所述第一电阻的应力低于第 二电阻的应力。
[0039] 可选的，设置应力高于IOGPa的第二电阻，W及应力低于0.1 GPa的第一电阻。
[0040] 可选的，在第一支路W及第二支路中分别设置第一电阻W及第二电阻的步骤包 括：采用瓣射沉积的方式形成所述第一电阻W及第二电阻。
[0041] 可选的，形成第一电阻的步骤包括：使用铁材料的祀材，W氮气作为反应气体，氮 气分压在1. 7~1. 9化的范围内；使瓣射沉积的环境压强在2. 2~2. 4化的范围内，环境溫 度在340~360摄氏度的范围内；使瓣射沉积设备的功率在0. 4~0. 6Kw的范围内，偏置电 压为0 ;
[0042] 形成第二电阻的步骤包括：使用铁材料的祀材，W氮气作为反应气体，氮气分压 在0. 3~0. 5Pa的范围内；使瓣射沉积的环境压强在0. 4~0. 6Pa的范围内，环境溫度在 340~360摄氏度的范围内；使瓣射沉积设备的功率在11~13KW的范围内，偏置电压为0。
[0043] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有W下优点：
[0044] 本发明的溫度测量装置包含并联设置的第一支路W及第二支路，且所述第一支路 W及第二支路中分别设置有若干阻值固定的第一电阻W及至少一个阻值变化的第二电阻， 第一支路和第二支路的电阻相等；本发明的测量回路用于通过第一支路W及第二支路中的 第一端部电阻或者第二端部电阻之间的电压差，W及第一并联点或者第二并联点的电流值 得到所述第二电阻的电阻变化值，并通过所述第二电阻的电阻变化值W及第二电阻的阻值 与溫度之间的固定关系，获得测量回路所处环境的溫度。第一并联点或者第二并联点的电 流值、第一支路W及第二支路中的第一端部电阻或者第二端部电阻之间的电压差在实际操 作中很容易测得，且由于第二电阻的电阻变化值与溫度的关系固定，运样可W比较精确的 得到本发明的溫度测量装置所处的环境的溫度。并且，运种结构本身依靠溫度的上升进而 改变第二电阻的阻值，进而反推得到环境溫度，其耐高溫的能力相较于现有技术更好，在高 溫下的稳定工作稳定性也更高。
【附图说明】
[0045] 图1至图3是本发明溫度测量装置一实施例中的示意图。
【具体实施方式】
[0046] 现有技术中的溫度测量装置对于高溫的耐受程度较差，运不仅会导致其测量稳定 性变差进而影响测量精度，还会导致其使用寿命变低，需要经常更换，运样生产成本也会增 加。
[0047] 为此，本发明提供一种溫度测量装置，包括： W48] 测量回路，所述测量回路包括：
[0049] 第一支路W及第二支路，所述第一支路W及第二支路之间相互并联，并具有第一 并联点W及第二并联点；所述第一并联点与第二并联点的其中之一作为接地并联点接地；
[0050] 所述第一支路W及第二支路均包括若干阻值固定的第一电阻W及至少一个阻值 变化的第二电阻，所述第二电阻的阻值与溫度之间呈一固定关系变化，所述第二电阻在第 一溫度时与所述第一电阻的阻值相同；所述第一支路W及第二支路的电阻相等；
[0051] 第一支路中包括一直接与所述接地并联点相连的第一电阻，所述第二支路中包括 一与所述接地并联点相连的第二电阻；或者，所述第一支路中包括一直接与所述接地并联 点相连的第二电阻，所述第二支路中包括一与所述接地并联点相连的第一电阻；
[0052] 与所述接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接地 端和与接地并联点不直接相连第一电阻非接地端；与所述接地并联点相连的第二电阻包 括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连第二电阻非接地 端；
[0053] 处理单元，用于根据所述第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差， W及第一并联点或者第二并联点的电流值W得到所述第二电阻的电阻变化值，并通过所述 第二电阻的电阻变化值W及第二电阻的阻值与溫度之间的固定关系，获得测量回路所处环 境的溫度。
[0054] 本发明的测量回路用于根据第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压 差，W及第一并联点或者第二并联点的电流值得到所述第二电阻的电阻变化值，并通过所 述第二电阻的电阻变化值W及第二电阻的阻值与溫度之间的固定关系，获得测量回路所处 环境的溫度。第一并联点或者第二并联点的电流值、第一支路W及第二支路中的第一电阻 非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差在实际操作中很容易测得，且由于第二电阻的 电阻变化值与溫度的关系固定，运样可W比较精确的得到本发明的溫度测量装置所处的环 境的溫度。并且，运种本发明的测量回路本身依靠溫度的上升进而改变第二电阻的阻值，进 而反推得到环境溫度，其耐高溫的能力相较于现有技术更好，在高溫下的稳定工作稳定性 也更高。
[0055] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0056] 请参考图1至图3,为本发明溫度测量装置一实施例中的示意图。
[0057] 首先请参考图1，在本实施例中，所述溫度测量装置包括：
[0058] 测量回路100,所述测量回路100包括：
[0059] 第一支路110 W及第二支路120,所述第一支路110 W及第二支路120之间相互并 联，并具有第一并联点A W及第二并联点C ;其中，所述第一并联点A与第二并联点C的其 中之一作为接地并联点接地，具体的，在本实施例中，并联点A用于通入电流I，并联点C用 于接地，为接地并联点。 W60] 所述第一支路110 W及第二支路120的电阻相等，运样在并联点A通入的电流I 将平均地分配至第一支路110 W及第二支路120,也就是说，所述第一支路110 W及第二支 路120各自的电流大小均为2/1。
[0061] 所述第一支路110 W及第二支路120分别包括若干阻值固定的第一电阻60 (如图 1中的R3和R3) W及至少一个阻值变化的第二电阻50 (如图1中的Rl和R4)，其中，所述 第二电阻50在第一溫度下与第一电阻60的阻值相等，并且，当溫度高于或者低于所述第一 溫度时，所述第二电阻50的阻值与溫度之间将呈一固定关系变化。根据第二电阻50的阻 值的变化与溫度之间的关系推算出测试回路所处环境的溫度。具体方式将在后面进行详细 说明。
[0062] 具体的，在本实施例中，所述第二电阻50的阻值随着溫度升高而增加。
[0063] 具体来说，所述第一溫度在本实施例中可W是室溫，也就是大约25摄氏度的范 围。在室溫范围内，所述第二电阻50的阻值与所述第一电阻60相同，为了便于描述，将室 溫下第一电阻60和第二电阻50的阻值大小用R表示。当溫度高于室溫时，第二电阻50的 阻值增加，变为R+ A R，其中A R为第二电阻50的电阻变化值。
[0064] 进一步的，在本实施例中，为了达到使第一电阻60的阻值固定，也就是基本不随 溫度变化，同时使第二电阻50的阻值随着溫度的升高而升高，可W采用较低电阻溫度系数 (Temperature Coefficient of Resistance, TCR)的材料形成所述第一电阻 60,同时义用 电阻溫度系数相对较高的材料形成所述第二电阻50。
[0065] 请结合参考图2,为第一电阻60和第二电阻50的电阻变化率与溫度的关系图，其 中纵轴为电阻变化率，横轴为溫度，线段11和12分别表示第二电阻50和第一电阻60与溫 度的关系。从图中可W看出，电阻溫度系数相对较高的第二电阻50随着溫度的升高，其电 阻变化率逐渐增加；而对于第一电阻60,由于电阻溫度系数相对较小甚至接近于零，溫度 的变化对其电阻的变化总体上影响较小。
[0066] 例如，在本实施例中，可W采用电阻溫度系数范围为1 X 10 ^摄氏度~2 X 10 ^摄 氏度的第二电阻50。
[0067] 此外，所述第一电阻60的电阻溫度系数则选择尽可能低的材料，例如在本实施例 中，可W选用电阻溫度系数在ppm量级的材料，例如，电阻溫度系数约1 X 10 ^摄氏度。
[0068] 在本实施例中，可W采用氮化铁材料的第一电阻60 W及第二电阻50,其中，形成 所述第二电阻50的氮化铁材料具有高应力，形成所述第一电阻60的材料具有相对较低应 力或者不具有应力。
[0069] 氮化铁本身烙点较高（约为2950摄氏度），其自身具有较好的耐高溫能力，进一步 有利于增加溫度测量装置的高溫耐受程度。同时，氮化铁在半导体领域为常见材料，也比较 容易获得，运基本不会增加生产制造的难度。
[0070] 具体来说，具有较高应力的氮化铁与具有较低应力、甚至基本没有应力的氮化铁 的晶粒结构不同，应力较低（甚至基本没有应力）的氮化铁材料中含有较多的孔隙（void)， 运些孔隙可W释放应力从而使氮化铁的总体应力降低，同时运些孔隙会使电子发生散射， 进而增加氮化铁的电阻，其较多的晶界也会在一定程度上增加电阻大小。也就是说，运种应 力较低的氮化铁的电阻主要由运些孔隙所产生，其电阻近似于一种材料本身带有的电阻， 其阻值与溫度的关系并不大，因此运种氮化铁的电阻溫度系数很低甚至趋近于零。
[0071] 另一方面，具有较高应力的氮化铁中缺少孔隙，由于缺少孔隙来缓冲应力或者使 电子发生散射，因此运种高应力的氮化铁的电阻更容易受到溫度影响，因此其电阻溫度系 数相对于低应力的氮化铁更高。
[0072] 当溫度升高，运种高应力的氮化铁中的原子振动频率增大，对传导于其中的电子 阻碍能力变强，因而电阻变大。
[0073] 在本实施例中，为了尽量使高应力的氮化铁的应力足够高，W获得更高的电阻溫 度系数，可W采用应力高于IOGPa的氮化铁材料形成所述第二电阻50。
[0074] 此外，为了获得电阻溫度系数尽量低的第一电阻60, W便于在计算中将第一电 阻60的阻值看作一个常量进而方便计算第二电阻50的电阻变化值，可W选用应力低于 0.1 GPa的氮化铁材料形成所述第一电阻60。但是运仅仅是一个示例，本发明对此并不作限 定，而是应当根据实际需要为准。
[00巧]在本实施例中，分别在所述第一支路110 W及第二支路120中设有一第一电阻60 W及一第二电阻50,所述第一电阻60与第二电阻50串联。也就是说，所述第一支路110 W 及第二支路120均分别包含两个电阻（一个第一电阻60 W及一个第二电阻50)。
[0076] 如前文所述，在本实施例中，并联点C为接地并联点。第一支路110中包括一直接 与所述接地并联点（并联点C)直接相连的第一电阻60,具体来说为R2;同时，所述第二支 路120中包括一与所述接地并联点（并联点C)直接相连的第二电阻50。
[0077] 但是，本发明对第一支路110中与所述接地并联点直接相连的是否必须为第一电 阻60,或者第二支路120中与所述接地并联点直接相连的是否必须为第二电阻50不作限 定，在本发明的其他实施例中，也可W是：所述第一支路110中包括一直接与所述接地并联 点相连的第二电阻50,所述第二支路120中包括一与所述接地并联点相连的第一电阻60。
[0078] 具体的，与所述接地并联点相连的第一电阻60包括与接地并联点直接相连的第 一电阻60接地端和与接地并联点不直接相连的第一电阻60非接地端；与所述接地并联点 相连的第二电阻50包括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接 相连第二电阻50非接地端。
[0079] 此处需要说明的是，本发明对第一支路110 W及第二支路120具体设有多少第一 电阻60化及第二电阻50、第一电阻60化及第二电阻50之间如何排列不作任何限定，因为 本发明旨在测量第一支路110 W及第二支路120中两个电阻各自的非接地端（第一电阻60 的第一非接地端W及第二电阻50的第二非接地端）之间的电压差，为了获得所述电压差， 运两个电阻中应当包含一个第一电阻60 W及一个第二电阻50,且第一支路110 W及第二支 路120的电阻总和相等即可达到本发明的目的。因此，在本发明的其他实施例中，所述第一 支路110 W及第二支路120中可W各自包含多个、第一电阻60 W及第二电阻50。
[0080] 结合参考图3,将所述溫度测量装置放于一高于室溫的某个环境当中时，第二电阻 50的阻值升高，为了便于区分，将阻值变化的第二电阻50标记为Rl' W及R4'。
[0081] 本发明的测量回路100还包括处理单元（图中未示出），所述处理单元用于根据与 接地并联点直接相连的第一电阻60的非接地端和第二电阻50非接地端之间的电压差，W 及第一并联点A或者第二并联点C的电流值得到所述第二电阻50的电阻变化值，并通过所 述第二电阻50的电阻变化值W及第二电阻50的阻值与溫度之间的固定关系，获得测量回 路100所处环境的溫度。
[0082] 具体计算过程如下：
[0083] 在本实施例中，可W取直接与接地并联点相连的电阻R2和R4非接地端之间的电 压差，也就是B、D两点之间的电压差AV。所述电压差在实际操作中比较容易获得，例如采 用电笔等工具可W直接测得。
[0084] 然后，获得通入所述测量回路100的电流I的大小。同样的，在实际操作过程中， 电流I的大小也可W通过电笔等工具比较方便地获得。
[00化]由于第一支路110 W及第二支路120的电阻大小相等，因此第一支路110 W及第 二支路120各自的电路均为2/1。
[0086] 因此得到W下公式：
[0087]
[0088] 将公式变形，得到计算第二电阻50的电阻变化值AR的公式：
[0089]
[0090] 如前文所述，I与AV的大小可W直接获得，因此可W得到在高于第一溫度的某个 溫度下，第二电阻50的电阻变化值AR。
[0091] 如前文所述，由于第二电阻50的电阻变化值A R与溫度之间呈一固定关系，通过 所述第二电阻50的电阻变化值W及第二电阻50的阻值与溫度之间的固定关系便可W获得 测量回路100所处环境的溫度。
[0092] 需要说明的是，本发明对如何获得第二电阻50的电阻变化值AR与溫度之间的固 定关系不作寶述，因为所述固定关系在实际操作中与电阻的材料直接相关，并且可W通过 实验、查询现有数据等方式直接获得，因此，在本发明中，所述固定关系为已知量。
[0093] 此外，本发明还提供一种溫度测量方法，所述测量方法可W参考图1至图3 ;所述 种溫度测量方法包括W下步骤：
[0094] 提供一测量回路100 ; 阳0巧]在所述测量回路100中设置第一支路110 W及第二支路120 ;
[0096] 使所述第一支路110 W及第二支路120之间相互并联W形成第一并联点A W及第 二并联点C，并使所述第一并联点A与第二并联点C的其中之一作为接地并联点接地；
[0097] 具体的，在本实施例中，并联点A用于通入电流I，并联点C用于接地，为接地并联 点。
[0098] 在所述第一支路110 W及第二支路120中分别设置若干阻值固定的第一电阻60 W及至少一个阻值变化的第二电阻50,所述第二电阻50的阻值与溫度之间呈一固定关系 变化，所述第二电阻50在第一溫度时与所述第一电阻60的阻值相同；使所述第一支路110 W及第二支路120的电阻相等；
[0099] 在本实施例中，当溫度高于所述第一溫度时，所述第二电阻50的阻值随溫度升高 而增加。
[0100] 在本实施例中，所述第一溫度在本实施例中可W是室溫，也就是大约25摄氏度的 范围。在室溫范围内，所述第二电阻50的阻值与所述第一电阻60相同，为了便于描述，将 室溫下第一电阻60和第二电阻50的阻值大小用R表示。当溫度高于室溫时，第二电阻50 的阻值增加，变为R+A R，其中A R为第二电阻50的阻值的变化值。 阳101] 进一步的，在本实施例中，为了达到使第一电阻60的阻值固定，也就是基本不随 溫度变化，同时使第二电阻50的阻值随着溫度的升高而升高，可W采用较低电阻溫度系数 (Temperature Coefficient of Resistance, TCR)的材料形成所述第一电阻 60,同时采用 电阻溫度系数相对较高的材料形成所述第二电阻50。 阳10引例如，在本实施例中，可W采用电阻溫度系数范围为1X10 ^摄氏度~2X10 ^摄 氏度的第二电阻50。 阳103] 此外，所述第一电阻60的电阻溫度系数则选择尽可能低的材料，例如在本实施例 中，可W选用电阻溫度系数在ppm量级的材料，例如，电阻溫度系数约I X 10 ^摄氏度。
[0104] 在本实施例中，可W采用氮化铁材料的第一电阻60 W及第二电阻50,其中，形成 所述第二电阻50的氮化铁材料具有高应力，形成所述第一电阻60的材料具有相对较低应 力或者不具有应力。
[01化]氮化铁本身烙点较高（约为2950摄氏度），其自身具有较好的耐高溫能力，进一步 有利于增加溫度测量装置的高溫耐受程度。同时，氮化铁在半导体领域为常见材料，也比较 容易获得，运基本不会增加生产制造的难度。
[0106] 具体来说，具有较高应力的氮化铁与具有较低应力甚至基本没有应力的氮化铁的 晶粒结构不同，应力较低（甚至基本没有应力）的氮化铁材料中含有较多的孔隙（void),运 些孔隙可W释放应力从而使氮化铁的总体应力降低，同时运些孔隙会使电子发生散射，进 而增加氮化铁的电阻；其较多的晶界也会在一定程度上增加电阻大小。也就是说，运种应力 较低的氮化铁的电阻主要由运些孔隙所产生，其电阻近似于一种材料本身带有的电阻，其 阻值与溫度的关系并不大，因此运种氮化铁的电阻溫度系数很低甚至趋近于零。
[0107] 此外，为了获得电阻溫度系数尽量低的第一电阻60, W便于在计算中将第一电 阻60的阻值看作一个常量进而方便计算第二电阻50的阻值变化量，可W选用应力低于 0.1 GPa的氮化铁材料形成所述第一电阻60。但是运仅仅是一个示例，本发明对此并不作限 定，而是应当根据实际需要为准。
[0108] 在本实施例中，可W采用瓣射沉积的方式形成所述第一电阻60 W及第二电阻50， 并通过改变瓣射沉积过程中的各项参数来形成具有较低应力的氮化铁W及具有较高应力 的氮化铁。
[0109] 例如，形成第一电阻60的步骤包括：使用铁材料的祀材，W氮气作为反应气体，氮 气分压在1. 7~1. 9化的范围内；使瓣射沉积的环境压强在2. 2~2. 4化的范围内，环境溫 度在340~360摄氏度的范围内；使瓣射沉积设备的功率在0. 4~0. 6Kw的范围内，偏置电 压为0 ;
[0110] 具体的，氮气分压可W是1. 8Pa，环境压强为2. 3Pa，环境溫度为350摄氏度，瓣射 沉积设备的功率为0. 5Kw。 阳111] 此外，形成第二电阻50的步骤包括：使用铁材料的祀材，W氮气作为反应气体，氮 气分压在0. 3~0. 5化的范围内；使瓣射沉积的环境压强在0. 4~0. 6化的范围内，环境溫 度在340~360摄氏度的范围内；使瓣射沉积设备的功率在11~13KW的范围内，偏置电压 为0。
[0112] 具体的，氮气分压可W是0. 41Pa，环境压强为0. 53化，环境溫度为350摄氏度，瓣 射沉积设备的功率为12KW ;
[0113] 可W看出，形成作为第一电阻60材料的低应氮化铁时，瓣射沉积设备的功率相对 较小，并使环境压强W及氮气分压变得相对较大，运样有利于形成含有较多的孔隙的氮化 铁材料；而形成第二电阻50的高应力氮化铁时，使瓣射沉积设备的功率变得相对较高，环 境压强W及氮气分压变得相对较小有利于形成比较致密的、孔隙较少的高应力氮化铁。
[0114] 在本实施例中，分别在所述第一支路110 W及第二支路120中设置一第一电阻60 W及一第二电阻50,所述第一电阻60与第二电阻50串联。也就是说，使所述第一支路110 W及第二支路120中分别包含两个电阻（一个第一电阻60 W及一个第二电阻50)。
[0115] 为了方便描述，在所述第一支路110中设置一直接与所述接地并联点相连的第一 电阻60,并在所述第二支路120中设置一与所述接地并联点C相连的第二电阻50。
[0116] 但是，本发明对第一支路110中与所述接地并联点直接相连的是否必须为第一电 阻60,或者第二支路120中与所述接地并联点直接相连的是否必须为第二电阻50不作限 定，在本发明的其他实施例中，也可W是：在所述第一支路110中设置一直接与所述接地并 联点相连的第二电阻50,并在所述第二支路120中设置一与所述接地并联点相连的第一电 阻60 ;
[0117] 使与所述接地并联点相连的第一电阻60包括与接地并联点直接相连的第一电阻 60接地端和与接地并联点不直接相连的第一电阻非接地端；并使与所述接地并联点相连 的第二电阻50包括与接地并联点直接相连的第二电阻50接地端和与接地并联点不直接相 连的第二电阻50非接地端；
[011引使所述第一支路110 W及第二支路120的电阻相等，W使经过第一支路110 W及 第二支路120的电流大小相等。
[0119] 将所述测量回路放置于一高于第一溫度的环境中，此时第二电阻50的阻值增加， 变为R+AR;
[0120] 获取所述第一电阻60的非接地端和第二电阻50的非接地端之间的电压差AV ; 具体的，可W取R2和R4之间的电压差，也就是B、D两点之间的电压差AV。所述电压差在 实际操作中比较容易获得，例如采用电笔等工具可W直接测得。 阳121] 获得第一并联点A或者第二并联点C的电流值；同样的，在实际操作过程中，电流 I的大小也可W通过电笔等工具比较方便地获得。 阳122] 由于第一支路110 W及第二支路120的电阻大小相等，因此第一支路110 W及第 二支路120各自的电路均为2/1。 阳123] 因此得到W下公式： 阳 124]
[01巧]将公式变形，得到计算第二电阻50的阻值变化量AR的公式： 阳 126]
阳127] 通过所述电压差AV W及电流值I得到所述第二电阻50的电阻变化值AR;
[012引如前文所述，由于第二电阻50的阻值变化值A R与溫度之间呈一固定关系，因此， 通过所述第二电阻50的电阻变化值W及第二电阻50的阻值与溫度之间的固定关系，可W 获得测量回路100所处环境的溫度。
[0129] 需要说明的是，本发明对如何获得第二电阻50的电阻变化值AR与溫度之间的固 定关系不作寶述，因为所述固定关系在实际操作中与电阻的材料直接相关，并且可W通过 实验、查询现有数据等方式直接获得，因此，在本发明中，所述固定关系为已知量。
[0130] 通过第一支路110 W及第二支路120中的第一电阻60非接地端和第二电阻50非 接地端之间的电压差，W及第一并联点A或者第二并联点C的电流值得到所述第二电阻50 的电阻变化值，并通过所述第二电阻50的电阻变化值W及第二电阻50的阻值与溫度之间 的固定关系，获得测量回路所处环境的溫度。第一并联点A或者第二并联点C的电流值W 及第一电阻60非接地端和第二电阻50非接地端之间的电压差在实际操作中很容易测得， 且由于第二电阻50的阻值变化与溫度的关系固定，运样可W比较精确的得到本发明的溫 度测量装置所处的环境的溫度。并且，运种结构本身依靠溫度的上升进而改变第二电阻50 的阻值，进而反推得到环境溫度，其耐高溫的能力相较于现有技术更好，在高溫下的稳定工 作稳定性也更高。 阳131 ] 此外，本发明的溫度测量方法可W但不限于采用上述的溫度测量装置得到。
[0132] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当W权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 一种温度测量装置，其特征在于，包括： 测量回路，所述测量回路包括： 第一支路以及第二支路，所述第一支路以及第二支路之间相互并联，并具有第一并联 点以及第二并联点；所述第一并联点与第二并联点的其中之一作为接地并联点接地； 所述第一支路以及第二支路均包括若干阻值固定的第一电阻以及至少一个阻值变化 的第二电阻，所述第二电阻的阻值与温度之间呈一固定关系变化，所述第二电阻在第一温 度时与所述第一电阻的阻值相同；所述第一支路以及第二支路的电阻相等； 第一支路中包括一直接与所述接地并联点相连的第一电阻，所述第二支路中包括一与 所述接地并联点相连的第二电阻；或者，所述第一支路中包括一直接与所述接地并联点相 连的第二电阻，所述第二支路中包括一与所述接地并联点相连的第一电阻； 与所述接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接地端和 与接地并联点不直接相连的第一电阻非接地端；与所述接地并联点相连的第二电阻包括 与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连的第二电阻非接地 端； 处理单元，用于根据所述第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差，以及 第一并联点或者第二并联点的电流值以得到所述第二电阻的电阻变化值，并通过所述第二 电阻的电阻变化值以及第二电阻的阻值与温度之间的固定关系，获得测量回路所处环境的 温度。2. 如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，当温度高于所述第一温度时，所述 第二电阻的阻值随温度升高而增加。3. 如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述第一支路中设有一第一电阻 以及一第二电阻，所述第一电阻以及第二电阻之间相互串联；所述第二支路中设有一第一 电阻以及一第二电阻，所述第一电阻与第二电阻串联。4. 如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述第二电阻的电阻温度系数高 于所述第一电阻的电阻温度系数。5. 如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述第二电阻的电阻温度系数为 IX 10 3/摄氏度~2X10 3/摄氏度。6. 如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，所述第一电阻以及第二电阻的材 料均为氮化钛，所述第一电阻的应力低于第二电阻的应力。7. 如权利要求6所述的温度测量装置，其特征在于，所述第二电阻的应力高于lOGPa， 所述第一电阻的应力低于〇· lGPa。8. -种温度测量方法，其特征在于，包括： 提供一测量回路； 在所述测量回路中设置第一支路以及第二支路； 使所述第一支路以及第二支路之间相互并联以形成第一并联点以及第二并联点，并使 所述第一并联点或者第二并联点作为接地并联点接地； 在所述第一支路以及第二支路中分别设置若干阻值固定的第一电阻以及至少一个阻 值变化的第二电阻，所述第二电阻的阻值与温度之间呈一固定关系变化，所述第二电阻在 第一温度时与所述第一电阻的阻值相同；使所述第一支路以及第二支路的电阻相等； 在所述第一支路中设置一直接与所述接地并联点相连的第一电阻，并在所述第二支路 中设置一与所述接地并联点相连的第二电阻；或者，在所述第一支路中设置一直接与所述 接地并联点相连的第二电阻，并在所述第二支路中设置一与所述接地并联点相连的第一电 阻； 使与所述接地并联点相连的第一电阻包括与接地并联点直接相连的第一电阻接地端 和与接地并联点不直接相连的第一电阻非接地端；并使与所述接地并联点相连的第二电阻 包括与接地并联点直接相连的第二电阻接地端和与接地并联点不直接相连的第二电阻非 接地端； 将所述测量回路放置于一高于或低于第一温度的环境； 获取所述第一电阻非接地端和第二电阻非接地端之间的电压差； 获得第一并联点或者第二并联点的电流值； 通过所述电压差以及电流值得到所述第二电阻的电阻变化值； 通过所述第二电阻的电阻变化值以及第二电阻的阻值与温度之间的固定关系，获得测 量回路所处环境的温度。9. 如权利要求8所述的温度测量方法，其特征在于，当温度高于所述第一温度时，所述 第二电阻的阻值随温度升高而增加。10. 如权利要求8所述的温度测量方法，其特征在于，在第一支路以及第二支路中分别 设置第一电阻以及第二电阻的步骤包括： 在所述第一支路中设置一第一电阻以及一第二电阻，并使所述第一电阻以及第二电阻 之间相互串联； 在所述第二支路中设置一第一电阻以及一第二电阻，并使所述第一电阻与第二电阻串 联。11. 如权利要求8所述的温度测量方法，其特征在于，在第一支路以及第二支路中分别 设置第一电阻以及第二电阻的步骤包括：使所述第二电阻的电阻温度系数高于所述第一电 阻的电阻温度系数。12. 如权利要求11所述的温度测量方法，其特征在于，第二电阻的电阻温度系数为 IX 10 3/摄氏度~2X10 3/摄氏度。13. 如权利要求8所述的温度测量方法，其特征在于，在第一支路以及第二支路中分别 设置第一电阻以及第二电阻的步骤包括：采用氮化钛作为所述第一电阻以及第二电阻的材 料，并使所述第一电阻的应力低于第二电阻的应力。14. 如权利要求13所述的温度测量方法，其特征在于，设置应力高于lOGPa的第二电 阻，以及应力低于〇· lGPa的第一电阻。15. 如权利要求8所述的温度测量方法，其特征在于，在第一支路以及第二支路中分别 设置第一电阻以及第二电阻的步骤包括：采用溅射沉积的方式形成所述第一电阻以及第二 电阻。16. 如权利要求15所述的温度测量方法，其特征在于，形成第一电阻的步骤包括：使用 钛材料的靶材，以氮气作为反应气体，氮气分压在1. 7~1. 9Pa的范围内；使溅射沉积的环 境压强在2. 2~2. 4Pa的范围内，环境温度在340~360摄氏度的范围内；使溅射沉积设备 的功率在0. 4~0. 6Kw的范围内，偏置电压为0 ;
【文档编号】G01K7/16GK105987766SQ201510051681
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】甘正浩
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司