根據(jù)37 CFR 1.57，本申請?zhí)峤坏纳暾垟?shù)據(jù)表中標(biāo)識了國外或國內(nèi)優(yōu)先權(quán)要求的任何和所有申請?jiān)诖送ㄟ^引用并入本文。本申請要求于2015年11月11日提交的英國專利申請No.GB1519905.2的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及使用微電子技術(shù)制造的改進(jìn)的薄膜電阻設(shè)備，以及包括這種設(shè)備的集成電路。

背景技術(shù)：

薄膜電阻傳感器用于各種應(yīng)用。例如，可以使用磁阻傳感器以便確定系統(tǒng)的兩個(gè)部分之間的角度關(guān)系。這種傳感器通常包括多個(gè)電阻元件。使這些電阻部件良好匹配可以有助于產(chǎn)生準(zhǔn)確的讀數(shù)。當(dāng)薄膜電阻設(shè)備結(jié)合在具有其它部件的單個(gè)管芯上時(shí)，那些其它部件可在薄膜部件中產(chǎn)生不均勻的應(yīng)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(shù)。這也可能對設(shè)備的精度產(chǎn)生影響，并且可能使校準(zhǔn)過程昂貴。

提供一種薄膜電阻設(shè)備將是有益的，其中部件匹配得到改善，并且其對溫度變化更具彈性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

薄膜電阻傳感器通常包括多個(gè)電阻元件。這些部件應(yīng)當(dāng)良好匹配，以便傳感器提供準(zhǔn)確的讀數(shù)。當(dāng)傳感器結(jié)合在集成電路中時(shí)，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(jié)果，薄膜電阻部件經(jīng)受不同水平的應(yīng)力。本公開提供了一種被布置為減輕應(yīng)力的影響的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種用于集成電路中的薄膜電阻設(shè)備，包括：在設(shè)備的第一層中形成的多個(gè)薄膜電阻元件，以形成第一電路和應(yīng)力均衡結(jié)構(gòu)，所述應(yīng)力均衡結(jié)構(gòu)包括形成在所述設(shè)備的第二層中的多個(gè)應(yīng)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(yīng)力相等。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖僅通過非限制性示例來描述本公開的實(shí)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(jù)本公開的實(shí)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(jù)本公開的實(shí)施例的并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(jù)本公開的另一實(shí)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(jù)本公開的另一實(shí)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(jù)本公開的另一實(shí)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(jù)本公開的另一實(shí)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(jù)本公開的另一實(shí)施例的結(jié)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(jù)本公開的另一實(shí)施例的結(jié)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(shí)施方式

某些實(shí)施例的以下詳細(xì)描述呈現(xiàn)了具體實(shí)施例的各種描述。然而，本文所描述的創(chuàng)新可以以多種不同的方式實(shí)施，例如，如權(quán)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(biāo)記可以表示相同或功能相似的元件。應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的元件不一定按比例繪制。此外，將理解，某些實(shí)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(shí)施例可以結(jié)合來自兩個(gè)或更多個(gè)附圖的特征的任何合適的組合。

本公開提供了一種薄膜電阻設(shè)備，其可以是磁阻傳感器，并且其包括應(yīng)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(shè)備可以用于各種磁阻傳感器，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(shè)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(shè)備的電阻元件施加應(yīng)力。該應(yīng)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(dǎo)致電阻器不匹配。應(yīng)力平衡層包括位于設(shè)備下面的金屬導(dǎo)體的周期性圖案。這可以使設(shè)備的電阻元件“看到”相同的底層金屬，抵消在設(shè)備下面發(fā)現(xiàn)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包括并聯(lián)連接的兩個(gè)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(gè)電橋的電阻器以常規(guī)的橋式配置連接。兩個(gè)橋接器共享到地(GND)的連接和到正電壓(V_CC)的連接。在傳感器10中有四個(gè)輸出線。這些輸出線被標(biāo)記為與這些輸出線相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)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(dāng)這些橋被用作傳感器時(shí)，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相對于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都相對于變化的磁場角度正弦地變化。

圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的磁阻TF傳感器10的物理布局。在該實(shí)施例中，去除應(yīng)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(gè)電阻器由多組磁阻薄膜電阻元件形成。在某些實(shí)施例中，薄膜電阻元件可以具有在從約到的范圍內(nèi)選擇的厚度。在圖3的示例中，每個(gè)電阻器包括六組TF元件，并且每組包括五個(gè)電阻薄膜元件。所示的電阻元件是弓形的并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，并且在交替端部通過薄膜互連器互連，以便連接串聯(lián)電路中的元件。傳感器10還包括六個(gè)接合焊盤。焊盤30用于連接到VCC。焊盤32用于連接到輸出線+V₀₂。焊盤34用于連接到輸出線+V₀₁。焊盤36用于連接到GND。焊盤38用于連接到輸出線-V₀₁。焊盤32用于連接到輸出線-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(jīng)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?yàn)榕c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(diǎn)相交的線間隔開大約等于一個(gè)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(jīng)由互連器46耦合到V_CC。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(diǎn)相交的線間隔開大約等于一個(gè)元件的長度的距離。此外，組14A至14F相對于相應(yīng)組12A至12F取向?yàn)?0°，從而實(shí)現(xiàn)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(jīng)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?yàn)槭沟迷M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(diǎn)相交的線間隔開大約等于一個(gè)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(yīng)組相同的取向，從而在圖1所示的電阻器12和16之間實(shí)現(xiàn)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(jīng)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(diǎn)相交的線間隔開大約等于一個(gè)元件的長度的距離。此外，組18A至18F相對于相應(yīng)的組16A至16F取向?yàn)?0°，從而實(shí)現(xiàn)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耦合在一起并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(zhǔn)，使得與每組的元件的中點(diǎn)相交的線對準(zhǔn)。

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(jīng)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?yàn)槭沟迷M平行于x軸。組22B，22D和22F的元件的弧定向?yàn)榕c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(diǎn)相交的線被間隔開大于一個(gè)元件的長度的距離。此外，組22A至22F相對于相應(yīng)組20A至20F取向?yàn)?0°，從而實(shí)現(xiàn)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(jīng)由互連器46耦合到V_CC。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(zhǔn)，使得與每組的元件的中點(diǎn)相交的線對準(zhǔn)。此外，組24A至24F具有與組20A至20F中的相應(yīng)組相同的取向，從而在圖1所示的電阻器20和24之間實(shí)現(xiàn)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(jīng)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平行于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(diǎn)相交的線被間隔開大于一個(gè)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(shí)現(xiàn)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(lián)接在一起并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(yīng)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于的應(yīng)力的量產(chǎn)生影響。因此，如果電阻器12沉積在金屬跡線上，并且如果電阻器14沉積在平坦的金屬間電介質(zhì)上，則這些元件可能不如期望的那樣匹配。

圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的磁阻TF傳感器10。在該實(shí)施例中，傳感器10包括應(yīng)力平衡層60。這通過在與TF元件組相對應(yīng)的位置處的通常變暗的區(qū)域示出。應(yīng)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(dǎo)體。導(dǎo)體被布置成組，每個(gè)組對應(yīng)于一組TF元件。應(yīng)力平衡層60包括金屬導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體組可以覆蓋略大于相應(yīng)的TF元件組的區(qū)域。此外，一些導(dǎo)體組可以重疊，并且共享相同的線性金屬導(dǎo)體，例如，如下所述。在圖4中，兩個(gè)區(qū)域78和80由虛線畫出輪廓。這些區(qū)域分別在圖5和圖6中更詳細(xì)地示出。

圖5示出了圖4的區(qū)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(jīng)由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經(jīng)由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組TF元件在應(yīng)力平衡層中具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了金屬導(dǎo)體組66F，66E，66D，68F和68E。下面將描述金屬導(dǎo)體的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在該示例中，組66F和66E是分開的。然而，由于元件18F和18E的組的接近，導(dǎo)體組68F和68E共享七個(gè)線性金屬元件。

圖6示出了來自圖4的區(qū)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(jīng)由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經(jīng)由互連器88和90耦合在一起。每組元件在應(yīng)力平衡層中具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導(dǎo)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(xì)節(jié)。該組包括五個(gè)磁阻元件100，102，104，106和108。每個(gè)元件通常是弓形的，但實(shí)際上每個(gè)示出的元件包括多個(gè)短的線性部分。在該示例中，每個(gè)元件包括四個(gè)線性部分。元件例如可以是大約60μm長和4μm寬。這些元件彼此相鄰并且平行地布置。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(dǎo)致蜿蜒的電阻元件路徑。該組電阻元件一起用于近似于具有兩個(gè)相對的弓形邊緣和兩個(gè)相對的直邊緣的矩形的形狀。

圖7還示出了應(yīng)力平衡層60的一部分。具體地，圖7示出了導(dǎo)體組76F。組76F包括多個(gè)線性金屬導(dǎo)體。在這個(gè)例子中，有三十個(gè)導(dǎo)體。給定相對大量的導(dǎo)體，它們沒有單獨(dú)編號。導(dǎo)體可以各自為大約45μm長，并且1μm寬。它們平行布置，并且可以相距大約1μm。它們在垂直于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(dǎo)體與電阻元件相交的角度根據(jù)相交發(fā)生的位置而變化。在圖7中，每個(gè)金屬線延伸超出外部元件100和108的邊緣類似于元件寬度的距離。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導(dǎo)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(dǎo)體限定應(yīng)力平衡區(qū)域，其形狀類似于由元件限定的區(qū)域。然而，圖7中的應(yīng)力平衡區(qū)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(gè)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于它們的寬度。在一個(gè)示例中，對于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(jié)果，每個(gè)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，并且由其他基礎(chǔ)金屬跡線引起的應(yīng)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(shí)施例中的磁阻TF傳感器10。在該實(shí)施例中，傳感器10包括與前述實(shí)施例相同的部件。然而，應(yīng)力平衡層60采用不同的形式。在該實(shí)施例中，金屬層形成為一系列線性金屬導(dǎo)體。然而，導(dǎo)體不連續(xù)地在每組元件的元件下方延伸。相反，它們僅在每個(gè)元件下方延伸，如下面將描述的。導(dǎo)體被布置成組，每個(gè)組對應(yīng)于一組TF元件。應(yīng)力平衡層60包括金屬導(dǎo)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(gè)區(qū)域140和142由虛線勾畫出。這些區(qū)域分別在圖9和10中更詳細(xì)地示出。

圖9示出了圖8的區(qū)域140的特寫。圖9示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經(jīng)由TF互連器48連接到鍵合焊盤34.這些組經(jīng)由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應(yīng)力平衡層60中具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，金屬導(dǎo)體126F，126E，126D，128F和126E。下面將描述金屬導(dǎo)體的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

圖10示出了圖8的區(qū)域142的特寫。圖10示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件經(jīng)由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經(jīng)由互連器88和90耦合在一起。每組元件具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導(dǎo)體136F，136E，134F和134E。

圖11示出了圖10中所示的元件組26F的細(xì)節(jié)。相同的附圖標(biāo)記用于與圖7共有的部件。圖11還示出了應(yīng)力平衡層60的一部分。圖11示出了導(dǎo)體組136F。組136F包括五個(gè)子組的線性金屬導(dǎo)體。在該示例中，存在子組144A，144B，144C，144D和144E。每個(gè)子組具有三十個(gè)導(dǎo)體。給定相對大量的導(dǎo)體，它們沒有單獨(dú)編號。導(dǎo)體可以具有與圖7所示的導(dǎo)體相同的寬度和間隔。它們在垂直于在圖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(dǎo)體根據(jù)相交發(fā)生的位置而變化。在該示例中，每個(gè)線性導(dǎo)體僅在一個(gè)電阻元件下方延伸。每個(gè)金屬導(dǎo)體延伸超過其相應(yīng)元件的邊緣一定量，該量基本上小于元件的寬度。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導(dǎo)體延伸超過元件的端部。因此，金屬導(dǎo)體限定了應(yīng)力平衡區(qū)域，其形狀類似于由每個(gè)元件限定的區(qū)域。然而，在圖11中，應(yīng)力平衡區(qū)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(gè)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于它們的寬度。在一個(gè)示例中，對于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(shí)施例中的磁阻TF傳感器10。在該實(shí)施例中，傳感器10包括與前述實(shí)施例相同的部件。然而，應(yīng)力平衡層60采用不同的形式。在該實(shí)施例中，金屬層形成為一系列弓形金屬導(dǎo)體。有五個(gè)金屬元件，每個(gè)對應(yīng)于TF電阻元件。每個(gè)金屬元件具有與相應(yīng)的電阻元件基本相同的形狀，如下面將更詳細(xì)地描述的。導(dǎo)體被布置成組，每個(gè)組對應(yīng)于一組TF元件。應(yīng)力平衡層60包括金屬導(dǎo)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(gè)區(qū)域170和172由虛線勾畫。這些區(qū)域分別在圖13和14中更詳細(xì)地示出。

圖13示出了圖12的區(qū)域170的特寫。圖13示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經(jīng)由TF互連器48連接到鍵合焊盤34.這些組經(jīng)由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應(yīng)力平衡層60中具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了金屬導(dǎo)體156F，156E，156D，158F和156E。下面將描述金屬導(dǎo)體的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

圖14示出了圖12的區(qū)域172的特寫。圖14示出了元件26F，26E，24F和24E的組。這些元件經(jīng)由互連器52連接到鍵合焊盤32.這些組經(jīng)由互連器88和90耦合在一起。每組元件具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導(dǎo)體166F，166E，164F和164E。

圖15示出了圖14所示的元件組26F的細(xì)節(jié)。該組包括五個(gè)磁阻元件100，102，104，106和108。圖15還示出了應(yīng)力平衡層60的一部分。特別地，圖15示出了導(dǎo)體組166F。組166F包括五個(gè)金屬元件174A，174B，174C，174D和174E。在一個(gè)實(shí)例中，金屬元件每個(gè)為約60μm長，并且6μm寬。它們平行布置，并且可以是大約2μm的間隔。每個(gè)元件的形狀通常為弓形。然而，如同電阻元件，它們實(shí)際上由如圖所示的四個(gè)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于電阻元件，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，其顯著小于元件的寬度。金屬元件可以比電阻元件大約50％。因此，金屬導(dǎo)體限定了應(yīng)力平衡區(qū)域，其形狀類似于由每個(gè)元件限定的區(qū)域。然而，所示的應(yīng)力平衡區(qū)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(jù)本公開的另一實(shí)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(yīng)力平衡層60不同于圖12所示的應(yīng)力平衡層。金屬層形成為一系列平行的細(xì)長金屬元件。圖16的應(yīng)力平衡結(jié)構(gòu)60并不局限于每個(gè)TF元件或元件組的正下方區(qū)域，而是延伸到每組TF元件之間和周圍的區(qū)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(xì)地示出。

圖17示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經(jīng)由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經(jīng)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(jīng)由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經(jīng)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(xì)節(jié)。圖19還示出了應(yīng)力平衡結(jié)構(gòu)60的導(dǎo)體180。金屬導(dǎo)體可以各自為大約1μm寬。它們平行布置，并且可以相距大約1μm。因此，金屬導(dǎo)體限定了在所有所示的電阻元件下延伸的應(yīng)力平衡區(qū)域。

圖20至23示出了應(yīng)力平衡層60的另一示例，其中導(dǎo)體182在所有電阻性TF元件下布置為網(wǎng)格。如圖所示，網(wǎng)格包括第一組基本上平行的導(dǎo)體和第二組基本上平行的導(dǎo)體，其中第一組的導(dǎo)體基本上正交于第二組的導(dǎo)體。

圖24至27示出了應(yīng)力均衡層60的另一示例，其中導(dǎo)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(yīng)力平衡層60也可以用作加熱元件。應(yīng)力平衡層60類似于圖4至圖7中所示的應(yīng)力平衡層，然而，存在一定的差異。如下面將更詳細(xì)地描述的，應(yīng)力平衡層60的元件耦合在一起，并且還耦合到完成電路的互連器。這樣，電流可以通過應(yīng)力平衡層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)加熱。結(jié)構(gòu)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(dǎo)體的金屬層。層60包括多組金屬導(dǎo)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(gè)區(qū)域208和210由虛線勾畫。這些區(qū)域分別在圖29和30中更詳細(xì)地示出。金屬導(dǎo)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(dǎo)體耦合到連接器224和226，使得金屬導(dǎo)體能夠耦合到電流資源。

圖29示出了圖28的區(qū)域208的特寫。圖29示出了元件16F，16E，16D，18F和18E的組。這些組經(jīng)由TF互連器48連接到鍵合焊盤34。這些組經(jīng)由TF互連器82，84和86耦合在一起。每組元件在應(yīng)力平衡層中具有對應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了金屬導(dǎo)體組196F，196E，196D，198F和198E。還示出了各種金屬互連器。導(dǎo)體198F和196F的組通過互連器216耦合在一起。導(dǎo)體196F和196E的組通過互連器230耦合在一起。導(dǎo)體196E和196D的組通過互連器232耦合在一起。導(dǎo)體198F和198E的組通過互連器下面將描述金屬導(dǎo)體的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

圖30示出了圖28的區(qū)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(jīng)由互連器52連接到鍵合焊盤32。這些組經(jīng)由互連器88和90耦合在一起。每組元件在應(yīng)力平衡層中具有相應(yīng)的一組金屬導(dǎo)體。在該示例中，示出了四組完整的金屬導(dǎo)體206F，206E，204F和204E。還示出了各種金屬互連器。導(dǎo)體206F和204F的組通過互連器218耦合在一起。導(dǎo)體206F和206E的組通過互連器238耦合在一起。導(dǎo)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，并且已經(jīng)使用了相應(yīng)的附圖標(biāo)記。圖31還示出了應(yīng)力平衡層60的一部分。具體地，圖31示出了導(dǎo)體206F的組。組206F包括多個(gè)線性金屬導(dǎo)體。在這個(gè)例子中，有三十個(gè)導(dǎo)體。給定相對大量的導(dǎo)體，它們沒有單獨(dú)編號。導(dǎo)體可以各自為大約45μm長，并且1μm寬。它們平行布置，并且可以相距大約1μm。它們在垂直于在圖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(dǎo)體與電阻元件相交的角度根據(jù)交叉發(fā)生的位置而變化。每個(gè)金屬線延伸超過外部元件100和108的邊緣類似于元件的寬度的距離。以類似的方式，在元件的任一端，金屬導(dǎo)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(dǎo)體限定應(yīng)力平衡區(qū)域，其形狀類似于由元件限定的區(qū)域。然而，所示的應(yīng)力平衡區(qū)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(gè)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于它們的寬度。在一個(gè)示例中，對于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(gè)金屬導(dǎo)體在一端耦合到一個(gè)相鄰導(dǎo)體，在相對端耦合到另一個(gè)相鄰導(dǎo)體。在導(dǎo)體組的邊緣處形成的金屬導(dǎo)體耦合到將導(dǎo)體連接到其它導(dǎo)體組的互連器。這樣，沿著金屬導(dǎo)體形成曲折的電路徑。在使用中，電流通過導(dǎo)體。這可以使導(dǎo)體相對快速地達(dá)到高于環(huán)境溫度的預(yù)定溫度。有利地，預(yù)定溫度可以是大約100℃。此外，該布置可以與封閉控制回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恒定的預(yù)定溫度。當(dāng)在該給定溫度下校準(zhǔn)這樣的傳感器時(shí)，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于環(huán)境溫度的穩(wěn)定性。

該布置的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)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于不同的溫度，則在不同的電阻元件之間可能發(fā)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，并且可以產(chǎn)生更精確的傳感器。

現(xiàn)在將討論制造TF傳感器10的一個(gè)示例。通過首先提供基底來制造傳感器。包括第一部件的集成電路設(shè)置在襯底上。第一組件可以是適于在與薄膜電阻傳感器(例如，放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器等)相同的管芯上集成的任何其它組件。該部件的結(jié)構(gòu)包括位于傳感器下面的金屬跡線。在第一部件上形成隔離層。然后在隔離層上形成金屬層。然后蝕刻金屬層以產(chǎn)生應(yīng)力平衡結(jié)構(gòu)。在應(yīng)力平衡結(jié)構(gòu)上提供第二隔離層，并且通過CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)將其平面化以形成用于傳感器的平坦表面。然后在第二隔離層上沉積電阻層。這被蝕刻以產(chǎn)生電阻薄膜傳感器。然后，由另一金屬化，例如金形成互連器。然后使用鈍化層來保護(hù)結(jié)構(gòu)免受環(huán)境影響，并且鈍化層中的開口產(chǎn)生結(jié)合墊。

應(yīng)力平衡層是減小由下伏或上覆元件引起的應(yīng)力的影響的層。在這方面，雖然應(yīng)力平衡層的目的是在絕對意義上平衡應(yīng)力的影響，但是應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)踐中，完全平衡可能是不可能的，并且應(yīng)力平衡層通常減小應(yīng)力的影響。雖然已經(jīng)描述了某些應(yīng)力平衡結(jié)構(gòu)，但是可以在應(yīng)力平衡層中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體或其他應(yīng)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(yīng)力平衡。此外，雖然實(shí)施例可以討論設(shè)置在薄膜元件下面的應(yīng)力均衡層，但是本文討論的任何原理和優(yōu)點(diǎn)可以應(yīng)用于薄膜元件上方的應(yīng)力均衡層，薄膜元件上方和下方的應(yīng)力均衡層，在薄膜元件下方的多于一個(gè)應(yīng)力平衡層，和/或在薄膜元件下方的多于一個(gè)應(yīng)力平衡層。本文討論的應(yīng)力均衡層可結(jié)合可受益于應(yīng)力均衡的任何薄膜元件來實(shí)施。

雖然這里提出的權(quán)利要求是以用于在USPTO提交的單依賴性格式，但是應(yīng)當(dāng)理解，任何權(quán)利要求可以取決于相同類型的任何前述權(quán)利要求，除非其在技術(shù)上顯然不可行。

本公開的各方面可以在各種電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。電子設(shè)備的示例可以包括但不限于消費(fèi)電子產(chǎn)品，諸如封裝的電子部件的電子產(chǎn)品的部件，電子測試設(shè)備，蜂窩通信基礎(chǔ)設(shè)施等。電子設(shè)備的示例可以包括但不限于精密儀器，醫(yī)療設(shè)備，無線設(shè)備，諸如智能電話的移動電話，電話，電視，計(jì)算機(jī)監(jiān)視器，計(jì)算機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，手持式計(jì)算機(jī)，膝上型計(jì)算機(jī)，平板計(jì)算機(jī)，諸如智能手表，個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的可穿戴計(jì)算設(shè)備，諸如汽車電子系統(tǒng)的車載電子系統(tǒng)，微波，冰箱，諸如汽車電子系統(tǒng)的車載電子系統(tǒng)，立體聲系統(tǒng)，DVD播放器，CD播放器，諸如MP3播放器的數(shù)字音樂播放器，收音機(jī)，攝像機(jī)，相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，便攜式存儲器芯片，洗衣機(jī)，烘干機(jī)，洗衣機(jī)/烘干機(jī)，手表，時(shí)鐘等。此外，電子設(shè)備可以包括未完成的產(chǎn)品。

除非上下文明確要求，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，詞語“包括”，“包括”，“包括”，“包含”等應(yīng)被解釋為包括的含義，排他性或窮舉性；也就是說，在“包括但不限于”的意義上。如這里一般使用的詞語“耦合”是指兩個(gè)或更多個(gè)元件，其可以直接連接或通過一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)中間元件連接的兩個(gè)或更多個(gè)元件。另外，當(dāng)在本申請中使用時(shí)，詞語“本文”，“上方”，“下方”和類似含義的詞語應(yīng)當(dāng)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(shù)或復(fù)數(shù)的某些實(shí)施例的具體實(shí)施方式中的單詞也可以分別包括復(fù)數(shù)或單數(shù)。在上下文允許的情況下，涉及兩個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)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(xiàng)目，列表中的所有項(xiàng)目，以及列表中的項(xiàng)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(dá)某些實(shí)施例包括某些特征，元件和/或狀態(tài)，而其他實(shí)施例不包括某些特征，元件和/或狀態(tài)。該特征，元件和/或狀態(tài)以任何方式對于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例是必需的。

盡管已經(jīng)描述了某些實(shí)施例，但是這些實(shí)施例僅通過示例的方式給出，并且不旨在限制本公開的范圍。實(shí)際上，本文描述的新穎的裝置，方法和系統(tǒng)可以以各種其它形式實(shí)施；此外，在不脫離本公開的精神的情況下，可以進(jìn)行在此描述的方法和系統(tǒng)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(xiàn)，但是備選實(shí)施例可以利用不同的組件和/或電路拓?fù)鋪韴?zhí)行類似的功能，并且一些元件可以被刪除，移動，添加，細(xì)分，組合和/或修改。這些元件或組件中的每一個(gè)可以以各種不同的方式實(shí)現(xiàn)。上述各種實(shí)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(shí)施例。所附權(quán)利要求及其等同物旨在覆蓋落入本公開的范圍和精神內(nèi)的這些形式或修改。