[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 202010174763.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111693187A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 挽地友生;深井健太郎
• 申請（專利權）人: 艾普凌科有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;姜冰

本發明提供抑制面積及消耗電流并且高精度檢測物理量的半導體裝置。半導體裝置具備霍爾元件、第1差動對、第2差動對、輸出放大電路及分壓電路。霍爾元件向第1差動對輸出依賴于施加在半導體襯底的應力的信號。分壓電路分壓成具有依賴于應力的分壓比的分壓電壓。第1差動對基于所述信號輸出第1電流。第2差動對基于所述分壓電壓和基準電壓輸出第2電流。輸出放大電路輸出基于第1、第2電流的電壓。輸出放大電路的放大率所具有的所述應力的依賴系數，由第1、第2差動對的各跨導的所述應力的依賴系數之差、和所述分壓比所具有的所述應力的依賴系數之和來近似。

技術領域

本發明涉及半導體裝置。

背景技術

各種物理量傳感器元件與放大器或信號處理電路一起集成在半導體襯底上而被使用于各種用途。作為物理量傳感器元件的一個例子，可舉出霍爾元件、磁阻元件、溫度傳感器元件、光傳感器元件、壓力傳感器元件等。

物理量傳感器元件在集成在半導體襯底上的情況下，由于起因于晶圓上的保護膜或封裝的樹脂密封等的機械應力（以下，僅稱為“應力”。）產生壓電效應。物理量傳感器元件在受到壓電效應的影響時，檢測出的物理量和電壓－電流轉換系數的關系（以下，僅稱為“靈敏度”。）會發生變動。即，物理量傳感器元件的靈敏度具有應力依賴性。若物理量傳感器元件的靈敏度的應力依賴性較高，則會降低物理量的檢測精度，因此對于提高物理量的檢測精度而言，重要的是如何減少物理量傳感器的靈敏度的應力依賴性。

作為減少物理量傳感器元件的靈敏度的應力依賴性的技術的一個例子，設為這樣的裝置（以下，記為“以往裝置”。關于以往裝置，例如請參照日本特開2017－37066號公報。）：具備半導體元件、壓電系數不同的多種電阻和輸出與所述電阻的電阻值之比相應的輸出信號的放大部，將基于放大部的輸出信號的信號作為所述半導體元件的驅動信號使用。以往裝置中，基于電阻的壓電系數，調節放大部的輸出信號的應力依賴性，從而謀求減少半導體元件的應力依賴性。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2017－37066號公報。

發明內容

【發明要解決的課題】

然而，上述的以往裝置中，可能引起無法適當補償物理量傳感器元件的靈敏度的應力依賴性的情況，這一點成為課題。

更具體地說明，則已知電阻的壓電系數依賴于能夠使用的電阻的種類和半導體元件的雜質濃度等的制造工藝條件。因而，存在無法準備對補償物理量傳感器元件的靈敏度的應力依賴性而言有適當的壓電系數的電阻的情況。若電阻的壓電系數不足，則不能充分地補償物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性。另一方面，若電阻的壓電系數過大，則會過度補償物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性。若過度補償物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性，則還有可能引起半導體裝置整體的應力依賴性的符號逆轉（成為相反符號）而增加。

另外，在電阻的壓電系數不足的情況下，可考慮增大針對物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性的補償量，從而減少物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性。作為上述增大補償量的方法，例如有將多個放大器多級化的第1方法。在適用第1方法的情況下，雖然能得到期望的應力依賴性，但是，由于裝置內的放大器個數增加，會增大該裝置中電路的占用面積及消耗電流。

另外，還可以考慮也對半導體元件的驅動電流賦予應力依賴性，增大對于物理量傳感器元件所具有的靈敏度的應力依賴性的補償量的第2方法。在適用第2方法的情況下，由于對本來不具有應力依賴性的驅動電流賦予應力依賴性，所以消耗電流會對應施加在半導體元件的應力而發生變動。若消耗電流發生變動，則進行動作的控制或監視的部分基于半導體裝置內的消耗電流會出現誤動作或狀態的誤檢測，因此可能招致半導體裝置的動作變得不穩定等并不理想的事態。