特許 7080807 半導体装置および半導体装置をテストする方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-27

(45)【発行日】2022-06-06

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置をテストする方法

(51)【国際特許分類】

   G01K 15/00 20060101AFI20220530BHJP

   G01K 7/00 20060101ALI20220530BHJP

【ＦＩ】

G01K15/00

G01K7/00 321J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018244354

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020106362

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-06-04

(73)【特許権者】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】亀山 禎史

(72)【発明者】

【氏名】池田 昌功

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１１７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０４７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１４９５２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１０４２２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第７７２４０６８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置であって、
第１の温度センサモジュールと、
第２の温度センサモジュールと、
前記第１の温度センサモジュールと通信可能に接続された第１の温度センサコントローラと、
前記第２の温度センサモジュールと通信可能に接続された第２の温度センサコントローラとを備え、
前記第１の温度センサモジュールは、
第１の基準電圧と前記第１の基準電圧を分圧することにより生成された複数の分圧電圧とを出力する第１のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、
前記第１のＢＧＲ回路に接続され、前記第１の温度センサコントローラからの指令に基づいて前記複数の分圧電圧から第１の分圧電圧を選択するための第１の選択回路と、
前記第１の基準電圧に基づいて、前記第１の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するための第１の変換回路とを含み、
前記第２の温度センサモジュールは、
前記第１のＢＧＲ回路から前記複数の分圧電圧の入力を受け付けて、前記第２の温度センサコントローラからの指令に基づいて、前記入力された複数の分圧電圧から第２の分圧電圧を選択するための第２の選択回路と、
第２の基準電圧を出力する第２のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、
前記第２の基準電圧に基づいて、前記第２の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するための第２の変換回路とを含み、
第１の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、前記第１の分圧電圧のデジタル値を当該第１の分圧電圧に対応する第１の温度に換算し、
第２の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、前記第２の分圧電圧のデジタル値を当該第２の分圧電圧に対応する第２の温度に換算し、
前記半導体装置は、前記第１の温度と前記第２の温度との差が予め定められた範囲内であることに基づいて、前記第１の温度センサモジュールまたは第２の温度センサモジュールが正常に作動していると判定する、半導体装置。

【請求項2】

前記第１の温度センサコントローラからの指令は、
前記半導体装置の動作が保証される上限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記半導体装置の動作が保証される下限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記下限温度と前記上限温度との間の温度に対応する分圧電圧を選択する指令とのいずれかを含む、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第１の温度と前記第２の温度との差が予め定められた範囲内でないことに基づいて、第１の温度センサモジュールまたは第２の温度センサモジュールが異常であることを検知し、
前記第１の温度センサモジュールおよび前記第２の温度センサモジュールのうち、もっとも発熱する場所の温度センサモジュールが故障している場合に、前記半導体装置の駆動を停止する、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

半導体装置であって、
第１の温度センサモジュールと、
前記第１の温度センサモジュールと通信可能に接続された第１の温度センサコントローラとを備え、
前記第１の温度センサモジュールは、
第１の基準電圧と前記第１の温度センサモジュールにおける温度の第１の検出結果とを出力する第１のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、
前記第１の基準電圧に基づいて、前記第１の検出結果をアナログ値から第１のデジタル値に変換するための第１の変換回路と、
前記第１のＢＧＲ回路に接続され、前記第１の基準電圧および前記第１の検出結果のアナログ値を出力するための第１の出力端子とを含み、前記第１の出力端子は、外部システムの入力に接続されており、
前記外部システムは、アナログデジタル変換器を有し、前記第１の温度センサコントローラの入力に接続されており、
前記アナログデジタル変換器は、前記第１の基準電圧に基づいて、前記第１の検出結果のアナログ値を第１の外部デジタル値に変換し、
前記第１の温度センサコントローラは、
前記第１の外部デジタル値の入力を受ける入力端子を含み、
前記第１のデジタル値と前記第１の外部デジタル値とを比較し、
前記第１のデジタル値と前記第１の外部デジタル値との差が予め定められた範囲内であるか否かに基づいて、前記第１の温度センサモジュールが正常に作動しているか否かを判断する、半導体装置。

【請求項5】

第２の温度センサモジュールと、
前記第２の温度センサモジュールと通信可能に接続された第２の温度センサコントローラとをさらに備え、
前記第１の温度センサモジュールは、前記第１のＢＧＲ回路に接続され、前記第１の温度センサコントローラからの指令に基づいて複数の分圧電圧から第１の分圧電圧を選択するための第１の選択回路をさらに含み、
前記第２の温度センサモジュールは、
前記第１のＢＧＲ回路から前記複数の分圧電圧の入力を受け付けて、前記第２の温度センサコントローラからの指令に基づいて、前記複数の分圧電圧から第２の分圧電圧を選択するための第２の選択回路と、
第２の基準電圧および前記第２の温度センサモジュールにおける温度の第２の検出結果を出力する第２のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、
前記第２の基準電圧に基づいて、前記第２の検出結果をアナログ値から第２のデジタル値に変換するための第２の変換回路とを含み、
前記第１のＢＧＲ回路は、前記第１の基準電圧と、前記第１の基準電圧を分圧することにより生成された複数の分圧電圧とを、前記第１の選択回路および前記第２の選択回路にそれぞれ出力するようにさらに構成されており、
第１の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、前記第１の分圧電圧のデジタル値を当該第１の分圧電圧に対応する第１の温度に換算し、
第２の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、前記第２の分圧電圧のデジタル値を当該第２の分圧電圧に対応する第２の温度に換算し、
前記半導体装置は、前記第１の温度と前記第２の温度との差が予め定められた範囲内であることに基づいて、前記第２の温度センサモジュールが正常に作動していると判定する、請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第２の温度センサモジュールは、
前記第２のＢＧＲ回路に接続され、前記第２の基準電圧および前記第２の検出結果を出力するための第２の出力端子をさらに含み、前記第２の出力端子は、前記外部システムの入力に接続されており、
前記外部システムは、前記第２の基準電圧に基づいて、前記第２の検出結果をアナログ値から第２の外部デジタル値に変換し、
前記第２の温度センサコントローラは、
前記外部システムから前記第２の外部デジタル値の入力を受ける入力端子をさらに含み、
前記第２のデジタル値と前記第２の外部デジタル値とを比較し、
前記第２のデジタル値と前記第２の外部デジタル値との差が予め定められた範囲内であるか否かに基づいて、前記第２の温度センサモジュールが正常に作動しているか否かを判断する、請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第１の温度センサコントローラからの指令は、
前記半導体装置の動作が保証される上限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記半導体装置の動作が保証される下限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記下限温度と前記上限温度との間の温度に対応する分圧電圧を選択する指令とのいずれかを含む、請求項４に記載の半導体装置。

【請求項8】

第１の温度センサモジュールおよび第２の温度センサモジュールを備える半導体装置をテストする方法であって、
第１のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路が、第１の基準電圧と前記第１の基準電圧を分圧することにより生成された複数の分圧電圧とを出力するステップと、
第１の温度センサコントローラからの指令に基づいて前記複数の分圧電圧から第１の分圧電圧を選択するステップと、
前記第１の基準電圧に基づいて、前記第１の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するステップと、
前記第１のＢＧＲ回路から前記複数の分圧電圧の入力を受け付けて、第２の温度センサコントローラからの指令に基づいて、前記複数の分圧電圧から第２の分圧電圧を選択するステップと、
第２のＢＧＲ回路が、第２の基準電圧を出力するステップと、
前記第２の基準電圧に基づいて、前記第２の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するステップと、
予め設定された関係に従って、前記第１の分圧電圧のデジタル値を当該第１の分圧電圧に対応する第１の温度に換算するステップと、
予め設定された関係に従って、前記第２の分圧電圧のデジタル値を当該第２の分圧電圧に対応する第２の温度に換算するステップと、
前記第１の温度と前記第２の温度とを比較して、前記第１の温度と前記第２の温度との差が予め定められた範囲内であることに基づいて、第１の温度センサモジュールまたは第２の温度センサモジュールが正常に作動していると判定するステップとを含む、方法。

【請求項9】

前記第１の温度センサコントローラからの指令は、
前記半導体装置の動作が保証される上限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記半導体装置の動作が保証される下限温度に対応する分圧電圧を選択する指令と、
前記下限温度と前記上限温度との間の温度に対応する分圧電圧を選択する指令とのいずれかを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１の温度と前記第２の温度との差が予め定められた範囲内でないことに基づいて、第１の温度センサモジュールまたは第２の温度センサモジュールが異常であることを検知するステップと、
前記第１の温度センサモジュールおよび前記第２の温度センサモジュールのうち、もっとも発熱する場所の温度センサモジュールが故障している場合に、前記半導体装置の駆動を停止すると決定するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は半導体装置に関し、より特定的には、半導体装置における温度測定に関する。

【背景技術】

【0002】

車載電子システムとして、様々な情報処理装置が車両に搭載される。情報処理装置は、ナビゲーション機能、オーディオ機能等を含む。情報処理装置に使用される半導体装置は、高速処理を実現するために、内部の温度を監視する機能を有する。

【0003】

温度の監視について、例えば特開２０１７－１９８５２３号公報（特許文献１）は、「高確度で温度及び電源電圧を測定することができる半導体装置」を開示している。当該半導体装置は、「温度に関して非線形のディジタル値及び温度に関して略線形のセンサ電圧値を出力する温度センサモジュール１０と、温度、ディジタル値及びセンサ電圧値を記憶する記憶部３０と、記憶部３０に記憶された温度、ディジタル値及びセンサ電圧値を用いて特性式を算出する制御部４０と、を含み、記憶部３０に記憶された温度、ディジタル値及びセンサ電圧値には、絶対温度測定下における絶対温度、絶対温度におけるディジタル値及び絶対温度におけるセンサ電圧値が含まれる」というものである（［要約］参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１９８５２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＩＳＯ（International Standard Organization）２６２６２に準拠した車載電子システムでは、車両に搭載される半導体装置について、高い安全性が求められる。車載電子システムの安全性に関し、ＡＳＩＬ（Automotive Safety Integrity Level）として、レベルＡ～レベルＤまでが規定されており、ＡＳＩＬ Ｄでは、最も高い安全性が要求される。したがって、ＡＳＩＬ Ｄを満たす半導体装置が必要とされている。

【0006】

また、車両に搭載される半導体装置は、複数の温度センサモジュールを備える場合がある。そのような半導体装置の機能安全対応として、各温度センサモジュールが計測する半導体装置の温度（Junction Temperature：Ｔｊ）が不明な状況において、当該温度Ｔｊを正しく測定できていることをテストする必要がある。ある局面において、このテスト方法は、テスト対象の温度センサモジュール以外の機能で正しく当該温度を測定して、その測定値とテスト対象の温度センサモジュールの温度Ｔｊの測定値とを比較する必要があると考えられていた。この場合、複数の温度センサモジュールが半導体装置に搭載されても、それぞれの温度センサモジュールが配置されている場所の温度Ｔｊが異なるので、温度センサモジュール同士の温度Ｔｊの計測値を比較しても、当該温度を正しく測定できているか否かが分からない。また、半導体装置の通常使用時の環境では、温度Ｔｊは、その時の温度しか得られないので、半導体装置の動作保証の下限温度（例えば、－４０℃）から上限温度（例えば、１２５℃）の温度域で温度を正しく測定できるかどうかをテストすることは不可能である。

【0007】

したがって、半導体装置の動作保証の下限温度から上限温度までの範囲で当該半導体装置の温度（以下、Ｔｊともいう。）を正しく測定できているか否かをテストする技術が必要とされている。

【0008】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施の形態によれば、半導体装置は、第１の温度センサモジュールおよび第２の温度センサモジュールと、第１の温度センサモジュールと通信可能に接続された第１の温度センサコントローラと、第２の温度センサモジュールと通信可能に接続された第２の温度センサコントローラとを備える。第１の温度センサモジュールは、第１の基準電圧と第１の基準電圧を分圧することにより生成された複数の分圧電圧とを出力する第１のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、第１のＢＧＲ回路に接続され、第１の温度センサコントローラからの指令に基づいて複数の分圧電圧から第１の分圧電圧を選択するための第１の選択回路と、第１の基準電圧に基づいて、第１の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するための第１の変換回路とを含む。第２の温度センサモジュールは、第１のＢＧＲ回路から複数の分圧電圧の入力を受け付けて、第２の温度センサコントローラからの指令に基づいて、入力された複数の分圧電圧から第２の分圧電圧を選択するための第２の選択回路と、第２の基準電圧を出力する第２のバンドギャップリファレンス（ＢＧＲ）回路と、第２の基準電圧に基づいて、第２の分圧電圧をアナログ値からデジタル値に変換するための第２の変換回路とを含む。第１の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、第１の分圧電圧のデジタル値を当該第１の分圧電圧に対応する第１の温度に換算する。第２の温度センサコントローラは、予め設定された関係に従って、第２の分圧電圧のデジタル値を当該第２の分圧電圧に対応する第２の温度に換算する。半導体装置は、第１の温度と第２の温度との差が予め定められた範囲内であることに基づいて、第１の温度センサモジュールまたは第２の温度センサモジュールが正常に作動していると判定する。

【発明の効果】

【0010】

前記一実施の形態によれば、半導体装置の動作保証の下限温度から上限温度までの範囲で当該半導体装置の温度を正しく測定できているか否かをテストすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】複数の温度センサモジュールが半導体装置１００に配置されている一態様を表わす図である。

【図2】バンドギャップリファレンス回路の電気特性を表わす図である。

【図3】半導体装置１００における局所発熱と、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEとの関係を説明するための図である。

【図4】半導体装置４００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

【図5】半導体装置４００で実行される処理の一部を表わすフローチャートである。

【図6】温度センサモジュールの他のテストの処理の一部を表わすフローチャートである。

【図7】温度センサモジュールのさらに他のテストの処理の一部を表わすフローチャートである。

【図8】他の局面に従う半導体装置４００において実行される処理の一部を表わすフローチャートである。

【図9】温度センサコントローラ４１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。

【図10】温度センサモジュール４４０のＢＧＲ回路４４４の電気的特性を表わす図である。

【図11】一つの温度センサモジュールを備える半導体装置１１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

【図12】二つの温度センサモジュールを備える半導体装置１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

【図13】半導体装置１１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【図14】半導体装置１２００における処理の一部を表わすフローチャートである。

【図15】他の局面に従う半導体装置１２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【図16】さらに他の局面に従う半導体装置１２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【図17】半導体装置１７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

【図18】上述の各実施の形態において例示されたテストの結果からエラー（故障）が検出された場合における処理の一部を表わすフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ、本明細書に開示された技術的思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない場合がある。

【0013】

［第１の実施の形態］

【0014】

図１を参照して、ある実施の形態に係る半導体装置１００における発熱について説明する。図１（Ａ）は、複数の温度センサモジュール（以下「ＴＨＳ」と表わす場合がある。）が半導体装置１００に配置されている一態様を表わす図である。

【0015】

図１（Ａ）に示されるように、半導体装置１００は、温度センサモジュール１１０～１１８を含む。温度センサモジュール１１２，１１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のように発熱量が多いモジュール１２２，１２３の近傍にそれぞれ配置されている。温度センサモジュール１１４は、温度に応じて特性の調整が必要になるモジュール１２４の近傍に配置されている。

【0016】

図１（Ｂ）は、温度センサモジュール１１２，１１３が配置されている場所が半導体装置１００において最も発熱（局所発熱）していることを示す。例えば、領域１３２は、モジュール１２２による発熱が及ぶ範囲を表わす。領域１３３は、モジュール１２３による発熱が及ぶ範囲を表わす。図１（Ｂ）に示されるように、半導体装置１００の内部では、ＣＰＵ、ＧＰＵなどの発熱量が多いモジュールが搭載されている位置によって、また、そのモジュールの稼働状況によって半導体装置内の発熱の分布が異なる。

【0017】

図２は、バンドギャップリファレンス回路（以下「ＢＧＲ回路」ともいう。）の電気特性を表わす図である。ＢＧＲ回路は、グラフ２１０に示されるような基準電圧VTHREFを生成する。基準電圧VTHREFは、適切な乗算定数で反対符号の温度係数を有する２つの電圧を加算することによって生成され、温度に依存しない。ＢＧＲ回路では、ＧＮＤからレベルが決まるので、ＢＧＲ回路を駆動する電源電圧の依存性が極めて低い。

【0018】

基準電圧VTHREFは、ＢＧＲ回路の電源の変動や温度の変化に殆ど影響を受けない一定の電圧（約１．２４ｖ）である。ＢＧＲ回路は、グラフ２２０として示される絶対温度に対して相補的な（Complementary To Absolute Temperature：ＣＴＡＴ）電圧（以下「ＣＴＡＴ電圧」という。）と、グラフ２３０として示される温度Ｔｊに対して一次の正特性を有する（Proportional To Absolute Temperature：ＰＴＡＴ）電圧VTHSENSE（以下「ＰＴＡＴ電圧VTHSENSE」ともいう。）とを生成し、ＰＴＡＴ電圧とＣＴＡＴ電圧とを合成して、電圧Ｖｏｕｔを生成する。

【0019】

図３を参照して、半導体装置１００における局所発熱と、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEとの関係について説明する。図３（Ａ）は、図１（Ａ）と同様に、発熱場所を表わす。温度センサモジュール１１２，１１４に付された円３１０は、高温の発熱が生じていることを示している。温度センサモジュール１１０，１１１，１１４，１１７に付された円３２０は、円３１０で示された場所よりは低温の発熱が生じていることを示している。温度センサモジュール１１５，１１８に付された円３３０は、円３２０で示された場所よりは低温の発熱が生じていることを示している。

【0020】

図３（Ｂ）は、ＢＧＲ回路の電気的特性を利用した発熱場所の温度Ｔｊ分布を表わす図である。ある局面において、半導体装置１００の動作保証の温度範囲は、例えば、－４０℃～１２５℃である。円３３０に関連付けられた温度センサモジュール１１５，１１８は、例えば、温度Ｔ（１）を検出している。円３２０に関連付けられた温度センサモジュール１１０，１１１，１１４，１１７は、例えば、温度Ｔ（２）を検出している。円３１０に関連付けられた温度センサモジュール１１２，１１３は、例えば、温度Ｔ（３）を検出している。

【0021】

［半導体装置４００の構成］

【0022】

図４を参照して、ある実施の形態に従う半導体装置４００の構成について説明する。図４は、半導体装置４００のハードウェア構成を表わすブロック図である。半導体装置４００は、Ｎ＋１個の温度センサコントローラ（TSC0、TSC2～TSCN）と、Ｎ＋１個の温度センサモジュール（THS0、THS2～THSN）とを備える。ある局面において、Ｎ個の温度センサコントローラは、Ｎ個の温度センサモジュールをそれぞれ制御する。以下、当該Ｎ個の温度センサコントローラを総称するときは、温度センサコントローラ４１０ともいう。当該Ｎ個の温度センサを総称するときは、温度センサモジュール４３０ともいう。当該Ｎ個以外の温度センサコントローラを、温度センサコントローラ４２０と表わす。当該Ｎ個以外の温度センサモジュールを温度センサモジュール４４０と表わす。

【0023】

温度センサコントローラ４１０，４２０は、それぞれ、温度センサモジュール４３０，４４０との間でデータの授受を行ない、また、信号を出力して当該温度センサモジュールの動作を制御する。

【0024】

温度センサコントローラ４１０は、ＣＩＶＭ（Chip Internal Voltage Monitor）セレクト信号を温度センサモジュール４３０に出力する。ＣＩＶＭセレクト信号は、ＣＩＶＭ回路４３１に入力される。ＣＩＶＭセレクト信号は、後述する複数の電圧値のうち選択対象となる電圧値を指定する。

【0025】

ＣＩＶＭ回路４３１は、電圧入力部４３２と、セレクタ４３３とを含む。電圧入力部４３２は、温度センサモジュール４４０のＢＧＲ回路４４４から出力される基準電圧の分圧によって得られる電圧値VTH1REF0～電圧値VTH1REFNのいずれかの供給を受ける。セレクタ４３３は、ＣＩＶＭセレクト信号に基づいて、いずれかの電圧値を選択し、セレクタ４３５に供給する。ＣＩＶＭセレクト信号は、温度センサコントローラ４１０の制御に応じて指定された、いずれの電圧値を選択するべきかの情報を含む。

【0026】

セレクタ４３５には、ＢＧＲ回路４３４から出力される基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEも入力される。セレクタ４３５は、ＣＩＶＭセレクト信号に基づいて、ＣＩＶＭ回路４３１から入力された電圧値と、ＢＧＲ回路４３４から入力された基準電圧およびＰＴＡＴ電圧とから二つの電圧値を選択する。選択された電圧値はＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）４３６に入力される。ＡＤＣ４３６は、二つの電圧値の内の一つの電圧値を基準に他の電圧値をＡＤ（Analog-to-Digital）変換する。例えば、ある局面において、ＡＤＣ４３６は、基準電圧VTHREFを基準にして、ＰＴＡＴ電圧VTHSENSEをＡＤ変換する。ＡＤ変換によって得られたデジタル値は、温度センサコントローラ４１０に入力される。

【0027】

温度センサコントローラ４２０も、温度センサコントローラ４１０と同様に、温度センサモジュール４４０との間でデータを通信し、温度センサモジュール４４０を制御する。温度センサモジュール４４０において、ＢＧＲ回路４４４は、Ｎ＋１個の電圧値VTHS1REF0，VTHS1REF1，・・・VTHS1REFNを生成し、温度センサモジュール４４０以外の温度センサモジュール４３０に出力する。また、ＢＧＲ回路４４４は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを生成してセレクタ４３５にそれぞれ出力する。

【0028】

［動作］

【0029】

図５を参照して、温度センサモジュールの通常動作時における温度Ｔｊの測定フローについて説明する。図５は、半導体装置４００で実行される処理の一部を表わすフローチャートである。

【0030】

ステップＳ５１０にて、各温度センサモジュール４３０のＢＧＲ回路４３４は、それぞれ、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを生成し、セレクタ４３５に出力する。

【0031】

ステップＳ５２０にて、温度センサモジュール４４０のＢＧＲ回路４４４は、電圧値VTH1REF0～電圧値VTH1REFNを生成して、他の温度センサモジュール４３０に出力する。ステップＳ５３０にて、他の温度センサモジュール４３０のＣＩＶＭ回路４３１は、電圧入力部４３２において、当該基準電圧の入力を受ける。

【0032】

ステップＳ５４０にて、温度センサコントローラ４１０は、基準電圧VTHREFを分圧することにより得られる電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHSREFNのいずれかを選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。ステップＳ５５０にて、温度センサモジュール４３０に含まれるＣＩＶＭ回路４３１のセレクタ４３５は、温度センサコントローラ４１０から受信した信号に基づいて、電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHSREFNのうちのいずれかを選択する。

【0033】

ステップＳ５６０にて、温度センサコントローラ４１０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。ステップＳ５７０にて、温度センサモジュールのセレクタ４３５は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを選択する。ステップＳ５８０にて、温度センサモジュール４３０のＡＤＣ４３６は、選択された基準電圧VTHREFを基準にして、ＰＴＡＴ電圧VTHSENSEをＡＤ変換し、得られたデジタル値を温度センサコントローラ４１０に出力する。

【0034】

ステップＳ５９０にて、温度センサコントローラ４１０は、当該デジタル値をアプリケーションプログラムに適用して、温度Ｔｊを算出する。

【0035】

［テスト時の動作］

【0036】

図６は、温度センサモジュールの他のテストの処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同じ処理には同じステップ番号を付してある。したがって、同じ処理の説明は繰り返さない場合がある。

【0037】

ステップＳ６４０にて、温度センサコントローラ４１０は、電圧値VTHS1REF0を選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。ステップＳ６５０にて、温度センサモジュール４３０に含まれるＣＩＶＭ回路４３１のセレクタ４３５は、温度センサコントローラ４１０から受信した信号に基づいて、電圧値VTHS1REF0を選択する。

【0038】

ステップＳ６６０にて、温度センサコントローラ４１０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF0を選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。ステップＳ６７０にて、温度センサモジュールのセレクタ４３５は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF0を選択する。ステップＳ６８０にて、温度センサモジュール４３０のＡＤＣ４３６は、選択された基準電圧VTHREFを基準に、電圧値VTHS1REF0をＡＤ変換し、得られたデジタル値を温度センサコントローラ４１０に出力する。

【0039】

ステップＳ６９０にて、温度センサコントローラ４１０は、当該デジタル値をアプリケーションプログラムで温度Ｔｊに換算して、半導体装置４００の動作保証範囲の上限温度（例えば、１２５℃）の場合における温度換算値（TREF0）を算出する。

【0040】

各ＢＧＲ回路４４４は特性について個体差があるものの、半導体装置４００は、各温度センサモジュールの温度換算値TREF0がほぼ一致することを確認することで、各温度センサモジュールは、温度Ｔｊを正しく計測することができると判定し得る。なお、ある局面において、ほぼ一致とは、各温度換算値TREF0の差が予め設定された範囲内であることを言い、必ずしも各温度換算値TREF0が同一である必要はない。

【0041】

図７は、温度センサモジュールのさらに他のテストの処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同じ処理には同じステップ番号を付してある。したがって、同じ処理の説明は繰り返さない場合がある。

【0042】

ステップＳ７４０にて、温度センサコントローラ４１０は、半導体装置４００の動作保証範囲の下限温度（例えば、－４０℃）に対応する電圧値VTHS1REF1を選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。

【0043】

ステップＳ７５０にて、温度センサモジュール４３０に含まれるＣＩＶＭ回路４３１のセレクタ４３５は、温度センサコントローラ４１０から受信した信号に基づいて、電圧値VTHS1REF1を選択する。

【0044】

ステップＳ７６０にて、温度センサコントローラ４１０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF1を選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。

【0045】

ステップＳ７７０にて、温度センサモジュールのセレクタ４３５は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF1を選択する。

【0046】

ステップＳ７８０にて、温度センサモジュール４３０のＡＤＣ４３６は、選択された基準電圧VTHREFを基準にして、電圧値VTHS1REF1をＡＤ変換し、得られたデジタル値を温度センサコントローラ４１０に出力する。

【0047】

ステップＳ７９０にて、温度センサコントローラ４１０は、当該デジタル値をアプリケーションプログラムで温度Ｔｊに換算して、上記動作保証範囲の下限温度に対応する温度換算値TREF1を算出する。

【0048】

各ＢＧＲ回路４４４は特性について個体差があるものの、各温度センサモジュールの各温度換算値TREF1がほぼ一致することを確認することで、各温度センサモジュールは、温度Ｔｊを正しく計測することができると判断し得る。なお、ある局面において、ほぼ一致とは、各温度換算値TREF1の差が予め設定された範囲内であることを言い、必ずしも各温度換算値TRE10が同一である必要はない。

【0049】

図８を参照して、さらに他の局面について説明する。図８は、他の局面に従う半導体装置４００において実行される処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同じ処理には同じステップ番号を付してある。したがって、同じ処理の説明は、繰り返さない場合がある。

【0050】

ステップＳ８４０にて、温度センサコントローラ４１０は、電圧値VTHS1REFNを選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。電圧値VTHS1REFNは、上記動作保証範囲（－４０℃～１２５℃）に含まれるいずれかの温度に対応する電圧値である。

【0051】

ステップＳ８５０にて、温度センサモジュール４３０に含まれるＣＩＶＭ回路４３１のセレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、温度センサコントローラ４１０から受信した信号に基づいて、電圧値VTHS1REFNを選択する。

【0052】

ステップＳ８６０にて、温度センサコントローラ４１０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REFNを選択する信号を温度センサモジュール４３０に出力する。

【0053】

ステップＳ８７０にて、温度センサモジュールのセレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REFNを選択する。

【0054】

ステップＳ８８０にて、温度センサモジュール４３０のＡＤＣ４３６は、選択された基準電圧VTHREFを基準に、電圧値VTHS1REFNをＡＤ変換し、得られたデジタル値を温度センサコントローラ４１０に出力する。

【0055】

ステップＳ８９０にて、温度センサコントローラ４１０は、得られたデジタル値をアプリケーションに適用して、温度換算値TREFNに換算する。本実施の形態におけるアプリケーションは、電圧値を温度に換算するために予め定められた関係を用いて、電圧値を温度に換算する処理を実現する。当該予め定められた関係は、例えば、図３あるいは後述する図１０に例示されるグラフによって、あるいは、電圧値と温度との対応を表わすテーブルとして規定される。

【0056】

温度センサコントローラは、各温度センサモジュールの温度換算値TREFNがほぼ一致することを確認することで、各温度センサモジュールは、それぞれ、温度Ｔｊを正しく計測できていると判定し得る。なお、ある局面において、ほぼ一致とは、各温度換算値TREFNの差が予め設定された範囲内であることを言い、必ずしも各温度換算値TREFNが同一である必要はない。

【0057】

別の局面において、温度センサコントローラは、各温度センサモジュールの温度換算値TREFNが一致しないことを確認すると、温度センサモジュール４３０または温度センサモジュール４４０は、それぞれ、温度Ｔｊを正しく計測できていない（すなわち、故障の可能性がある）と判定し得る。なお、温度換算値TREFNが一致しないとは、各温度換算値TREFNの差が予め設定された上記の範囲よりも大きいことをいう。

【0058】

図９および図１０を参照して、温度センサコントローラ４１０の構成について説明する。図９は、温度センサコントローラ４１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。図９に示されるように、温度センサコントローラ４１０は、電圧入力部４３２と、セレクタ４３３と、ＢＧＲ回路４４４と、セレクタ４３５と、ＡＤＣ４３６とを備える。

【0059】

ＢＧＲ回路４４４において、基準電圧VTHREFを抵抗分割することにより、電圧値VTHS1REF0～VTHS1REFNを生成する。各電圧は半導体内の抵抗比に基づいて作られるので、各電圧比は、半導体の抵抗の製造バラツキがあっても変わらない。このことから、各温度センサモジュールの温度換算値TREFN同士の比（例えば、ステップＳ６９０で得られた温度換算値TREF0と、ステップＳ７９０で得られた温度換算値TREF1との比）は一致することが期待できる。これにより、温度センサモジュールの性能および機能が期待通りに動作していることを確認できる。

【0060】

他方、例えば、温度換算値TREF0（ステップＳ６９０）のみが得られる場合、この値を用いた各温度センサモジュールの結果に誤差があった場合に、その誤差が少なければ温度センサモジュールの性能の確認ができるが、誤差が大きい場合は、温度センサモジュールの性能の確認が困難になる。なお、ここで扱う誤差とは、回路系のオフセット誤差や負荷差分誤差を指す。温度センサコントローラが、例えば、温度換算値TREF0（ステップＳ６９０）および温度換算値TREF1（ステップＳ７９０）の２値を使用した場合、その差分や比率については、回路系のオフセット誤差や負荷差分誤差が相殺されるので、温度センサモジュールの性能も確認が容易に行える。

【0061】

次に、図１０を参照して、温度センサコントローラ４１０のＢＧＲ回路４４４の基準電圧VTHREFを抵抗分割して電圧値VTHS1REF0～VTHS1REFNを作る場合の一例を説明する。図１０は、温度センサモジュール４４０のＢＧＲ回路４４４の電気的特性を表わす図である。

【0062】

まず、ある局面において、半導体装置４００の動作保証の上限温度（例えば１２５℃）を示すＰＴＡＴ電圧VTHSENSEとして、電圧値VTHS1REF0が設定される。また、当該動作保証範囲の下限温度（例えば、－４０℃）を示すＰＴＡＴ電圧VTHSENSEとして、電圧値VTHS1REF1が設定される。さらに、当該動作保証範囲内の温度を示すＰＴＡＴ電圧VTHSENSEとして、例えば、電圧値VTHS1REF0と電圧値VTHS1REF1との間の中間電位として、任意の数の電圧値VTHS1REFNが均等に設定される。このようにして、動作保証範囲内で、半導体装置４００の機能および性能をテストすることができる。

【0063】

別の局面において、３個以上の温度センサモジュールが温度換算値TREF0（ステップＳＳ６９０）と温度換算値TREF1（ステップＳ７９０）を計測する場合がある。なお、温度換算値TREFN（ステップＳ８９０）がさらに含まれる場合もあり得る。このような場合、全ての温度センサモジュールが共に同程度の値を計測していれば、温度センサコントローラは、その全ての温度センサモジュールの温度Ｔｊの測定値が正しいと判断できる。

【0064】

３個以上の温度センサモジュールのうち、温度センサモジュール４４０を含む２個以上の温度センサモジュールが同程度の温度Ｔｊを計測していて、これ以外の温度センサモジュールが異なった温度Ｔｊを計測している場合は、温度センサコントローラは、温度センサモジュール４４０と異なる温度Ｔｊの値を計測している温度センサモジュールが故障していると判断できる。なお、温度センサモジュール４４０が故障していることは、前述の各温度センサモジュールの温度換算値TREFN（ステップＳ８９０）同士の比（例えば、温度換算値TREF0と温度換算値TREF1との比）が期待値と一致しないことで、確認することができる。

【0065】

また、図３における温度センサモジュール１１０と温度センサモジュール１１１のように、二つの温度センサモジュールが隣接している場合には、温度センサモジュール１１０の温度Ｔｊと、温度センサモジュール１１１の温度Ｔｊとがほぼ一致するので、温度センサモジュール１１０の各電圧値（基準電圧VTHREF、ＰＴＡＴ電圧VTHSENSEおよび電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFN）と、温度センサモジュール１１１の各電圧値（基準電圧VTHREF、ＰＴＡＴ電圧VTHSENSEおよび電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFN）とが同程度であることが確認できる。温度センサモジュール１１０の上記の各計測値と、温度センサモジュール１１１の上記の各計測値とが全て同程度であれば、温度センサモジュール１１０と、温度センサモジュール１１１とが正しく作動していると判断できる。他方、温度センサモジュール１１０の上記の各計測値と、温度センサモジュール１１１の上記の各計測値とのうち、同程度の値を示さない計測値が存在する場合には、温度センサモジュール１１０および温度センサモジュール１１１のいずれかが故障していることになる。ＡＳＩＬのテストでは、この場合は、故障と判定される。

【0066】

なお、温度センサモジュール１１０は、経年劣化補正に用いられる。上述の「同程度」の計測では、この温度センサモジュールによって経年劣化補正が行なわれた後の値が用いられる。また、温度センサモジュール１１０は、それを備える半導体装置が普通に使用されている場合には停止しているので、半導体装置の出荷テストで温度センサモジュール１１０の動作確認を行うことにより、温度センサモジュール１１０および温度センサモジュール１１１の各動作特性は同程度に維持されることが確認できる。また、仮に、温度センサモジュールの故障が、機能面で生じているのであれば、計測値は、例えば、ＧＮＤ固定でり、あるいは、正電源電圧（Ｖｃｃ）や他の電位に固定されていたり、Ｏｐｅｎで不定になるような状態になり得る。したがって、このような故障は、計測結果で判断し得る。

【0067】

以上のようにして、各温度センサモジュールのＢＧＲ回路の特性の多少の差分があり得るものの、各温度センサモジュールによる各温度換算値TREF0，TREF1，TREFNがほぼ一致することを確認することで、半導体装置４００が保証する温度範囲内において、各温度センサモジュールが相互に正しく温度Ｔｊを計測できることになる。

【0068】

また、図４に示される温度センサモジュール４４０電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNは、図１０に示されるように、ＢＧＲ回路４４４の基準電圧VTHREFを抵抗分圧することによって得られた値であることから、複数回繰り返して測定しても安定して同程度の値が得られることを期待できる。複数回繰り返して測定した結果がほぼ同じ値となっていることを確認することにより、ＡＳＩＬ－Ｄレベルにおけるのもう１つの要件のテスト時の計測の瞬間に正しく計測ができていることも確認することができる。

【0069】

［第２の実施の形態］

【0070】

以下、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、二つの温度センサモジュールが半導体装置に搭載される場合のテスト方法が説明される。

【0071】

まず、図１１を参照して、半導体装置１１００の構成について説明する。図１１は、一つの温度センサモジュールを備える半導体装置１１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。半導体装置１１００は、温度センサモジュール１１４０と、出力端子１１２０，１１３０と、外部システム１１８０とを備える。温度センサモジュール１１４０は、温度センサモジュール４４０の構成に加えて、ドライバ１１１０と、出力端子１１２０，１１３０とをさらに備える。ドライバ１１１０は、出力端子１１２０，１１３０を介して、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを温度センサモジュール１１４０の外部に出力する。出力される基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEは、外部システム１１８０に入力される。ある局面において、外部システム１１８０は、各温度センサモジュールのテスターであり、各温度センサモジュールから出力される信号の入力を受けるように構成されている。別の局面において、各温度センサモジュール毎に外部システムが使用されてもよい。

【0072】

外部システム１１８０において、ＡＤＣ１１５０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEの各アナログ値をデジタル値に変換する。デジタル値は、デジタル端子１１６０から出力されて、温度センサコントローラ４２０に入力される。

【0073】

図１２は、二つの温度センサモジュールを備える半導体装置１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。半導体装置１２００は、温度センサモジュール４３０，１１４０と、出力端子１１２０および１１３０と、外部システム１１８０とをさらに備える。図１２に示される半導体装置１２００における各構成要素の接続関係および信号の入出力関係は、図４で例示されたものと同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

【0074】

図１３を参照して、半導体装置の制御構造について説明する。図１３は、半導体装置１１００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。

【0075】

ステップＳ１３００にて、温度センサモジュール１１４０のＢＧＲ回路４４４は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを出力する。

【0076】

ステップＳ１３１０にて、ドライバ１１１０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEの各アナログ値を出力端子１１２０および１１３０にそれぞれ出力する。

【0077】

ステップＳ１３２０にて、出力端子１１２０および１１３０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEの各アナログ値を外部システム１１８０に出力する。

【0078】

ステップＳ１３３０にて、外部システム１１８０において、ＡＤＣ１１５０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEのアナログ値をデジタル値に変換する。変換によって得られるデジタル値は、外部システム１１８０から温度センサコントローラ４２０に送られる。

【0079】

ステップＳ１３４０にて、デジタル端子１１６０は、ＡＤＣ１１５０から出力された基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEの各デジタル値の入力を受け付ける。

【0080】

ステップＳ１３５０にて、温度センサコントローラ４２０は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを選択する信号を温度センサモジュール１０４０に出力する。

【0081】

ステップＳ１３６０にて、セレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを選択する。

【0082】

ステップＳ１３７０にて、ＡＤＣ４３６は、基準電圧VTHREFを基準に、ＰＴＡＴ電圧値VTHSENSEのアナログ値をデジタル値に変換する。デジタル値は、温度センサコントローラ４２０に入力される。

【0083】

ステップＳ１３８０にて、温度センサコントローラ４２０は、アプリケーションを実行し、外部システム１１８０から入力されたデジタル値と、温度センサモジュール１１４０からのデジタル値とを比較し、これらのデジタル値がほぼ等しいか否かを確認する。

【0084】

ステップＳ１３９０にて、外部システム１１８０は、ＡＤＣ１１５０によって得られたデジタル値を用いてテストのために予め準備された処理を実行し、期待されている温度Ｔｊが得られたか否かを確認する。

【0085】

図１１に示される構成によれば、外部システム１１８０のように、半導体装置１１００の外部で、ＢＧＲ回路４４４が正常に作動しているか否かを確認できる。温度センサコントローラ４２０は、ＢＧＲ回路４４４の出力値について、半導体装置１１００の内部（すなわち、温度センサモジュール１１４０）でのデジタル処理によって得られたデジタル値と、外部システム１１８０によって得られたディジタル値とを比較する。半導体装置１１００は、これらのデジタル値がほぼ等しくなるか否かを確認する。これらのデジタル値がほぼ等しい場合には、温度センサコントローラ４２０は、ＢＧＲ回路４４４のアナログ値に変換する回路系が正常に作動していることを確認できる。

【0086】

ＢＧＲ回路４４４において、電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNは、基準電圧VTHREFを抵抗分割することによって導出されているので、基準電圧VTHREFの値から、電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNの値を推定することができる。このことから、半導体装置１１００は、電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNが、ＣＩＶＭ４３１を経由してセレクタ４３５によって選択されて処理された値として、期待した値であるか否かの確認ができる。このようにして、半導体装置１１００は、温度センサモジュール１１４０回路系全体が正常に作動していることが確認できる。

【0087】

次に、図１４を参照して、半導体装置１２００の制御構造について説明する。図１４は、半導体装置１２００における処理の一部を表わすフローチャートである。図１４に示される処理は、図１３に示される処理において、温度センサモジュール１１４０の温度Ｔｊが正確に測定されていることが確認された後に、温度センサモジュール４３０の温度Ｔｊが正確に測定されていることを確認するために実行される。

【0088】

ステップＳ１４１０にて、温度センサモジュール４３０のＢＧＲ回路４３４は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEをセレクタ４３５に出力する。温度センサモジュール１１４０のＢＧＲ回路４４４は、基準電圧VTHREFおよびＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを出力する。

【0089】

ステップＳ１４２０にて、温度センサモジュール１１４０のＢＧＲ回路４４４は、電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNを出力する。

【0090】

ステップＳ１４３０にて、温度センサモジュール４３０のＣＩＶＭ４３１および温度センサモジュール４３０のＣＩＶＭ４３１は、それぞれ、ＢＧＲ回路４４４から出力された電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNの入力を受け付ける。

【0091】

ステップＳ１４４０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、動作保証範囲の上限温度に対応する電圧値VTHS1REF0を選択する信号を温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ出力する。

【0092】

ステップＳ１４５０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＣＩＶＭ４３１において、各セレクタ４３３は、当該信号の受信に応答して、電圧値VTHS1REF0をそれぞれ選択する。

【0093】

ステップＳ１４６０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF0を選択する信号を、温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ送信する。

【0094】

ステップＳ１４７０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各セレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF0をそれぞれ選択する。

【0095】

ステップＳ１４８０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＡＤＣ４３６は、基準電圧VTHREFを基準にして、電圧値VTHS1REF0をアナログ値からデジタル値に変換する。

【0096】

ステップＳ１４９０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、アプリケーションを実行し、得られたデジタル値を温度Ｔｊに換算する。

【0097】

温度センサモジュール１１４０の動作保証が、図１３に示される態様で既に行なわれているので、半導体装置１２００は、温度センサモジュール４３０および温度センサモジュール１１４０による各温度換算値TREF0がほぼ一致することを確認することで、温度センサモジュール４３０は温度Ｔｊを正確に計測できることを確認できる。

【0098】

次に、図１５を参照して、他の局面についてさらに説明する。図１５は、他の局面に従う半導体装置１２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。図１５に示される処理は、図１３に示される処理において、温度センサモジュール１１４０の温度Ｔｊが正確に測定されていることが確認された後に、温度センサモジュール４３０の温度Ｔｊが正確に測定されていることを確認するために実行される。なお、前述の処理と同一の処理には、同一のステップ番号を付してある。したがって、同一の処理の説明は繰り返さない。

【0099】

ステップＳ１５４０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、電圧値VTHS1REF1を選択する信号を温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ出力する。

【0100】

ステップＳ１５５０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＣＩＶＭ４３１において、セレクタ４３３は、当該信号の受信に応答して、電圧値VTHS1REF1を選択する。

【0101】

ステップＳ１５６０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF1を選択する信号を、温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ送信する。

【0102】

ステップＳ１５７０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各セレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REF1をそれぞれ選択する。

【0103】

ステップＳ１５８０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＡＤＣ４３６は、基準電圧VTHREFを基準にして、電圧値VTHS1REF1をアナログ値からデジタル値に変換する。

【0104】

ステップＳ１５９０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、アプリケーションを実行し、得られたデジタル値を温度Ｔｊに換算する。

【0105】

温度センサモジュール１１４０の動作保証が、図１３に示される態様で既に行なわれているので、温度センサモジュール４３０および温度センサモジュール１１４０による各温度換算値TREF1がほぼ一致することを確認することで、温度センサモジュール４３０は温度Ｔｊを正確に計測できることが確認される。

【0106】

図１６を参照して、さらに他の局面について説明する。図１６は、さらに他の局面に従う半導体装置１２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。図１６に示される処理は、図１３に示される処理において、温度センサモジュール１１４０の温度Ｔｊが正確に測定されていることが確認された後に、温度センサモジュール４３０の温度Ｔｊが正確に測定されていることを確認するために実行される。なお、前述の処理と同一の処理には、同一のステップ番号を付してある。したがって、同一の処理の説明は繰り返さない。

【0107】

ステップＳ１６４０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、電圧値VTHS1REFNを選択する信号を、温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ出力する。

【0108】

ステップＳ１６５０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＣＩＶＭ４３１において、各セレクタ４３３は、当該信号の受信に応答して、電圧値VTHS1REFNを選択する。

【0109】

ステップＳ１６６０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REFNを選択する信号を、温度センサモジュール４３０，１１４０にそれぞれ送信する。

【0110】

ステップＳ１６７０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各セレクタ４３５は、当該信号の受信に応答して、基準電圧VTHREFおよび電圧値VTHS1REFNをそれぞれ選択する。

【0111】

ステップＳ１６８０にて、温度センサモジュール４３０，１１４０の各ＡＤＣ４３６は、基準電圧VTHREFを基準にして、電圧値VTHS1REFNをアナログ値からデジタル値に変換する。

【0112】

ステップＳ１６９０にて、温度センサコントローラ４１０，４２０は、アプリケーションを実行し、得られたデジタル値を温度Ｔｊに換算する。

【0113】

温度センサモジュール１１４０の動作保証が、図１３に示される態様で既に行なわれているので、各温度センサモジュールのＢＧＲの動作特性の多少の差異があり得るものの、温度センサモジュール４３０および温度センサモジュール１１４０による各温度換算値TREFNがほぼ一致することを確認することで、温度センサモジュール４３０は温度Ｔｊを正確に計測できることが確認される。

【0114】

各温度換算値TREF0，TREF1およびTREFNは、第１の実施の形態で説明した半導体装置が保証する温度の範囲に相当することから、各温度センサモジュールの温度換算値TREF0，TREF1，TREFNがほぼ一致することを確認することで、半導体装置が保証する温度の範囲内において、各温度センサモジュールがいずれも温度Ｔｊを計測できると判断し得る。

【0115】

なお、さらに別の局面において、温度センサモジュール４３０を任意の数だけ増やしても本実施の形態における温度センサモジュール４３０と同様に対応できるので、第１の実施の形態において複数の温度センサモジュール４３０が半導体装置に含まれる場合にも適用できる。

【0116】

［第３の実施の形態］

【0117】

以下、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る半導体装置１７００は、各温度センサモジュールが外部端子を有する点で、前述の各実施の形態に係る半導体装置と異なる。

【0118】

図１７を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１７００の構成について説明する。図１７は、半導体装置１７００のハードウェア構成を表わすブロック図である。半導体装置１７００は、複数（Ｎ－１）個の温度センサコントローラ４１０と、温度センサコントローラ４２０と、複数（Ｎ－１）個の温度センサモジュール１７３０と、温度センサモジュール１０４０とを備える。各温度センサモジュール１７３０は、温度センサコントローラ４１０にそれぞれ接続されている。

【0119】

図１７に示される構成によれば、各温度センサモジュールの温度Ｔｊを出力端子１１２０および１１３０を介して受信するアナログ値を用いて計測できるので、温度センサモジュール１０４０から他の温度センサモジュール１７３０に電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNを供給しなくても、各温度センサモジュール１７３０は、第２の実施の形態で説明したようなテストを実行することができる。

【0120】

［第４の実施の形態］

【0121】

以下、第４の実施の形態について説明する。前述の各実施の形態では、温度計測のテストにおいて、基準電圧VTHREFが採用されているが、当該テストは他の電圧値を用いても実行可能である。

【0122】

そこで、図４を再び参照して、本実施の形態について説明する。図４に示されるように、温度センサモジュール４４０のセレクタ４３５は、ＢＧＲ回路４４４から出力されるＰＴＡＴ電圧VTHSENSEを選択することができる。そこで、ＡＤＣ４３６は、温度センサモジュール４４０の電圧値VTHS1REF0～電圧値VTHS1REFNを基準に、他の温度センサモジュール４３０のＢＧＲ回路４３４の電圧値VTHSENSEをアナログ値からデジタル値に変換し得る。

【0123】

この場合、ＣＩＶＭ４３１のセレクタ４３３と、セレクタ４３５とがＡＤ変換することにより得られる値は、以下のようになる。
・電圧値VTHREF，VTHSENSE：ADC(A1)
・電圧値VTHREF，VTHS1REF0～VTHS1REFN：ADC(B1～BN)
・電圧値VTHSENSE，VTHS1REF0～VTHS1REFN：ADC(C1～CN)

【0124】

ここで、ADC(A1)は、ＣＩＶＭ４３１を通過していないアナログ信号を表わす。
ADC(BN)は、ＣＩＶＭ４３１を通過したアナログ信号を表わす。
ADC(CN)は、ＣＩＶＭ４３１を通過したアナログ信号を表わす。

【0125】

温度センサコントローラ４２０は、ADC(BN)と、ADC(CN)とを用いて、ADC(A1)に相当する値（以下ADC(D1)と表わす。）を推定できる。この場合、ADC(A1)とADC(D1)との差分が、ＣＩＶＭ４３１の入力出力のオフセットに相当する。各温度センサモジュールのＣＩＶＭ４３１の入力出力オフセットは、各半導体装置内でも異なり得る。温度センサモジュールによる温度測定の確度が高い場合に当該温度センサモジュールの性能テストを行なうとき、第１の実施の形態または第２の実施の形態において説明された半導体装置は、第３の実施の形態で行なわれるテストの結果に対して、上述の入力出力オフセットを補完することによって、確度のよい温度センサモジュールのテストを実行することができる。

【0126】

図１８を参照して、さらに他の局面について説明する。図１８は、上述の各実施の形態において例示されたテストの結果からエラー（故障）が検出された場合における処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の処理と同じ処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、同じ処理の説明は繰り返さない。

【0127】

ステップＳ１８００にて、温度センサコントローラ４１０は、エラー判定を実行する。例えば、（Ｎ＋１）個の温度センサコントローラ４１０による各温度換算値TREF0の全てが一致しない場合には、温度センサコントローラ４１０は、半導体装置にエラーが生じていると判定する。

【0128】

ステップＳ１８１０にて、温度センサコントローラ４１０は、エラー判定を実行する。例えば、（Ｎ＋１）個の温度センサコントローラ４１０による各温度換算値TREF1の全てが一致しない場合には、温度センサコントローラ４１０は、半導体装置にエラーが生じていると判定する。

【0129】

ステップＳ１８２０にて、温度センサコントローラ４１０は、エラー判定を実行する。例えば、（Ｎ＋１）個の温度センサコントローラ４１０による各温度換算値TREFNの全てが一致しない場合には、温度センサコントローラ４１０は、半導体装置にエラーが生じていると判定する。

【0130】

ステップＳ１８３０にて、温度センサコントローラ４１０は、半導体装置内の最も発熱する１カ所以上の場所の温度センサモジュールにエラーが生じているか否かを判断する。この判断は、例えば、各温度センサモジュールからの出力を用いた電圧値の比較の結果に基づいて行なわれる。１カ所以上の場所の温度センサモジュールにエラーが生じている場合には（ステップＳ１８３０にてＹＥＳ）、制御はステップＳ１８４０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１８３０にてＮＯ）、制御はステップＳ１８７０に移される。

【0131】

ステップＳ１８４０にて、温度センサコントローラ４１０は、温度センサモジュール４３０が正常であるか否かを判断する。この判断は、例えば、温度センサモジュール４３０からの出力値が、図３（Ｂ）に示される範囲に含まれるか否かに基づいて行なわれる。温度センサモジュール４３０が正常である場合には（ステップＳ１８４０にてＹＥＳ）、制御はステップＳ１８５０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１８４０にてＮＯ）、制御はステップＳ１８６０に移される。

【0132】

ステップＳ１８５０にて、半導体装置は、アプリケーションの動作状況に拘わらず、当該半導体装置の稼働を停止する。ただし、エラーが発生している温度センサモジュールのTREF0，TREF1のいずれも正常である場合には、安全重視で当該温度センサモジュールを稼働させてもよい。

【0133】

ステップＳ１８６０にて、半導体装置は、アプリケーションの動作状況に拘わらず、当該半導体装置の稼働を停止する。

【0134】

ステップＳ１８７０にて、温度センサコントローラ４１０は、温度センサモジュール４３０が正常であるか否かを判断する。この判断は、例えば、温度センサモジュール４３０からの出力値が、図３（Ｂ）に示される範囲に含まれるか否かに基づいて行なわれる。温度センサモジュール４３０が正常である場合には（ステップＳ１８７０にてＹＥＳ）、制御はステップＳ１８８０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１８７０にてＮＯ）、制御はステップＳ１８９０に移される。

【0135】

ステップＳ１８８０にて、半導体装置は、アプリケーションの動作状況により、当該エラーが発生している温度センサモジュール以外の温度センサモジュールを用いて温度Ｔｊを監視し、当該半導体装置を稼働させる。ただし、エラーが発生している温度センサモジュールの温度換算値TREF0，TREF1のいずれも正常である場合には、安全重視で当該温度センサモジュールを稼働させてもよい。

【0136】

ステップＳ１８９０にて、半導体装置は、アプリケーションの動作状況に拘わらず、当該半導体装置の稼働を停止する。

【0137】

以上のようにして、本開示によれば、複数の温度センサモジュールを備える半導体装置において、各温度センサモジュールにより計測される温度Ｔｊが不明な状況において、当該温度が正しく計測できているか否かをテストすることができる。また、半導体装置における温度センサに関する機能安全規格（例えば、ISO26262 ASIL）への対応が実現され得る。

【0138】

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0139】

１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，４３０，４４０，１０４０，１１４０，１７３０ 温度センサモジュール、１００，４００，１１００，１２００，１７００ 半導体装置、１２２，１２３，１２４ モジュール、１３２，１３３ 領域、２１０，２２０，２３０ グラフ、３１０，３２０，３３０ 円、４１０，４２０ 温度センサコントローラ、４３１ ＣＩＶＭ回路、４３２ 電圧入力部、４３４，４４４ ＢＧＲ回路、４３６ ＡＤＣ、４３３，４３５ セレクタ、１１１０ ドライバ、１１２０，１１３０ 出力端子、１１６０ デジタル端子、１１８０ 外部システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】