專利名稱：半導(dǎo)體器件、磁傳感器及物理量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測物理量的半導(dǎo)體器件、磁傳感器及物理量傳感器。
背景技術(shù)：
檢測物理量的磁傳感器能夠以非接觸方式檢測出由磁性體構(gòu)成的檢測對象物的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，所以，例如作為角度檢測傳感器用于車載內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥等。特別是具備利用霍爾效應(yīng)的元件即霍爾元件而構(gòu)成的磁傳感器還能判別磁極，所以廣泛利用于無刷電動(dòng)機(jī)的磁極傳感器等。首先，參照圖16說明該霍爾元件的磁場檢測原理。
若對半導(dǎo)體中移動(dòng)的載流子施加垂直的磁場，在半導(dǎo)體內(nèi)部，由勞倫茲力在與載流子及磁場這兩者垂直的方向產(chǎn)生電動(dòng)勢。將該電動(dòng)勢稱為霍爾電壓。具體地說，如圖16所示，在例如寬度W、長度L、厚度d的霍爾元件100中，從端子TI1向端子T12流過驅(qū)動(dòng)電流I，若對該霍爾元件100施加磁通密度B的磁場，則在端子V1與端子V2之間產(chǎn)生由以下關(guān)系式表示的霍爾電壓Vh。
Vh＝(Rh×I×B/d)×cosθ在此，角度θ是霍爾元件100和磁場方向所成的角度。此外，Rh是霍爾系數(shù)，設(shè)電荷為q、載流子密度為n時(shí)，是用Rh＝1/(q×n)的關(guān)系式表示的值。
如此地，由霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓Vh成為磁通密度B或角度θ的函數(shù)。因此，根據(jù)該霍爾電壓Vh的大小，能夠檢測出施加的磁場強(qiáng)度和磁場方向(角度θ)。
作為一般的霍爾元件，例如已知有日本論文“集積化三次元磁気センサ”、電気學(xué)會論文誌 C、平成元年、第109卷第7號第483～490頁記載的橫型霍爾元件。該橫型霍爾元件檢測相對于基板(晶片)表面垂直的磁場成分。在此，說明該衡型霍爾元件的結(jié)構(gòu)和磁場檢測原理。而且，圖17A示意性地示出了該橫型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)，圖17B示意性地示出了沿圖17A中的XVIIB-XVIIB線的該橫型霍爾元件的截面構(gòu)造。
如圖17A、17B所示，該橫型霍爾元件具備由例如P型硅構(gòu)成的半導(dǎo)體支持層(P-sub)110和通過對該半導(dǎo)體支持層110的表面部分注入離子形成的N型的半導(dǎo)體層(N阱)111。在半導(dǎo)體層111的表面，以分別對置的方式在四角配設(shè)著供給驅(qū)動(dòng)電流用的電極a及電極b和檢測霍爾電壓用的電極c及電極d。而且，在半導(dǎo)體層111的表面為了形成這些電極a～d和歐姆接觸，形成有濃度比該半導(dǎo)體層111高的由N型構(gòu)成的N型擴(kuò)散層112a～112d。
在此，例如向電極a和電極b之間供給驅(qū)動(dòng)電流I，則該驅(qū)動(dòng)電流I流向相對于半導(dǎo)體層111的表面水平的方向。這樣，在流動(dòng)著驅(qū)動(dòng)電流的狀態(tài)下，如圖17A、圖17B的箭頭所示，若施加包含與半導(dǎo)體層111的表面垂直的成分的磁場(磁通密度B)，則在電極c與電極d之間產(chǎn)生上述的霍爾電壓Vh。通過檢測該霍爾電壓Vh，能夠檢測出與半導(dǎo)體層111的表面垂直的磁場成分。
此外，近年來還提出了檢測相對于基板(晶片)表面水平的磁場成分的霍爾元件。作為這樣的霍爾元件，已知有例如在同樣的日本論文“集積化三次元磁気センサ”、電気學(xué)會論文誌C、平成元年、第109卷第7號第483～490頁，或者“縦型ホ一ル素子の特性と高感度化”、電気學(xué)會論文誌E、平成9年、第117卷第7號第364～370頁記載的霍爾元件，所謂的縱型霍爾元件。接著，參照圖18及圖19概略說明該縱型霍爾元件的構(gòu)造及磁場檢測原理。而且，圖18示意性地示出了該縱型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)，圖19示意性地示出了沿圖18中的XIX-XIX線的該縱型霍爾元件的截面結(jié)構(gòu)。
該縱型霍爾元件的截面結(jié)構(gòu)如圖19所示，具備由例如P型硅構(gòu)成的半導(dǎo)體支持層(P-sub)120、在該半導(dǎo)體支持層120的表面埋入形成的N型(N+)埋入層BL、以及在其上方通過外延生長形成的N形的半導(dǎo)體層121。而且，在半導(dǎo)體支持層120的表面形成的上述N型埋入層BL的雜質(zhì)濃度成為比上述半導(dǎo)體層121高的濃度。
在半導(dǎo)體層121以四角筒狀形成有與上述半導(dǎo)體支持層120連接的P型的擴(kuò)散層122。而且，在該擴(kuò)散層122的內(nèi)周面，與上述N型埋入層BL連接地形成有相同的P型的擴(kuò)散層123、124，半導(dǎo)體層121通過擴(kuò)散層122～124被分割為呈大致長方體形狀的三個(gè)區(qū)域125a～125c。在這些區(qū)域125a～125c中的位于中央的區(qū)域125a的表面，以擴(kuò)散層126a為中央在直線上形成有三個(gè)N型(N+)的擴(kuò)散層126a、126d、126e。另一方面，在區(qū)域125b的表面中央形成有N型(N+)的擴(kuò)散層126b，在區(qū)域125c的表面中央形成有同樣N型(N+)的擴(kuò)散層126c。即，如圖19所示，上述擴(kuò)散層126a配置成隔著上述擴(kuò)散層123及上述擴(kuò)散層124同擴(kuò)散層126b及擴(kuò)散層126c分別對置。而且，上述擴(kuò)散層126a～126e具有接觸區(qū)域的功能，分別與端子S、端子G1、端子G2、端子V1及端子V2電連接。在該縱型霍爾元件中，如圖18中的虛線所示，在上述區(qū)域125a的基板內(nèi)部被電氣劃分且被上述擴(kuò)散層126d及擴(kuò)散層126e夾著的區(qū)域，成為所謂的霍爾板HP。
在此，若例如從端子S向端子G1、以及從端子S向端子G2分別流過一定的驅(qū)動(dòng)電流，則該驅(qū)動(dòng)電流從半導(dǎo)體層121表面的擴(kuò)散層126a通過上述霍爾板HP、N型埋入層BL向擴(kuò)散層126b及擴(kuò)散層126c分別流入。即，在上述霍爾板HP中流過主要包含與基板表面相垂直的成分的驅(qū)動(dòng)電流。這樣，在流動(dòng)著驅(qū)動(dòng)電流的狀態(tài)下如圖18及圖19中的箭頭所示地施加了包含與半導(dǎo)體層121的表面平行的成分的磁場(磁通密度B)時(shí)，在端子V1與端子V2之間產(chǎn)生上述的霍爾電壓Vh。通過檢測該霍爾電壓Vh，能夠檢測出與半導(dǎo)體層121的表面平行的磁場成分。
這樣的縱型霍爾元件，除此以外還具有可通過CMOS工序制造的結(jié)構(gòu)。根據(jù)可通過該CMOS工序制造的縱型霍爾元件，同通過雙極(bipolar)工序制造的縱型霍爾元件相比，能夠謀求制造成本的降低，還容易實(shí)現(xiàn)高集成化，因此能夠在同一芯片上裝載高精度的各種校正電路。接著，參照圖20及圖21概略說明這種縱型霍爾元件。而且，圖20示意性地示出該縱型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)，圖21示意性地示出了沿圖20中的XXI-XXI線的該縱型霍爾元件的截面結(jié)構(gòu)。
如圖21所示，該縱型霍爾元件具備例如由P型硅構(gòu)成的半導(dǎo)體支持層(P-sub)130，和在該半導(dǎo)體支持層130的表面導(dǎo)入例如N型的導(dǎo)電型雜質(zhì)而作為擴(kuò)散層(阱)形成的N型的半導(dǎo)體區(qū)域(N阱)131。此外，將其平面結(jié)構(gòu)如圖20所示，在該半導(dǎo)體支持層130作為擴(kuò)散分離壁形成圍繞上述半導(dǎo)體區(qū)域131的P型的擴(kuò)散層(P阱)132。在該擴(kuò)散層132的內(nèi)周面形成有具有比上述半導(dǎo)體區(qū)域131淺的擴(kuò)散深度的P型的擴(kuò)散層(P阱)133、134，在半導(dǎo)體區(qū)域131的表面附近通過這些擴(kuò)散層132～134被分割為呈長方體形狀的三個(gè)區(qū)域135a～135c。并且，在該縱型霍爾元件中，在位于中央的區(qū)域135a的表面，以擴(kuò)散層136a為中央在直線上形成有三個(gè)N型(N+)的擴(kuò)散層136a、136d、136e。另一方面，在區(qū)域135b的表面中央形成有N型(N+)的擴(kuò)散層136b，在區(qū)域135c的表面中央形成有N型(N+)的擴(kuò)散層136c。而且，在該縱型霍爾元件中，如圖20中的虛線所示，在上述區(qū)域135a的基板內(nèi)部被電劃分且由上述擴(kuò)散層136d及上述擴(kuò)散層136e夾著的區(qū)域，成為霍爾板HP。
在具有這樣結(jié)構(gòu)的縱型霍爾元件中，若從端子S向端子G1、以及從端子S向端子G2分別流著一定的驅(qū)動(dòng)電流，則在上述霍爾板HP中也流著主要包含與半導(dǎo)體區(qū)域131的表面相垂直的成分的驅(qū)動(dòng)電流。因此，利用如此結(jié)構(gòu)的縱型霍爾元件，通過霍爾電壓Vh的檢測，也能夠檢測出與上述半導(dǎo)體區(qū)域131的表面平行的磁場成分。
如圖22A所示，預(yù)先在旋轉(zhuǎn)體上固定具有彎曲形狀的2個(gè)磁鐵MG1、MG2，在被這些磁鐵MG1的N極和磁鐵MG2的S極夾著的區(qū)域內(nèi)的中央配置霍爾元件140，并且對霍爾元件140施加圖中的箭頭所示方向的磁場，在此說明此時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度的檢測方式。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)只有固定了2個(gè)磁鐵MG1、MG2的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖22B的上圖所示，從霍爾元件140輸出隨著旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)以正弦波狀變化的霍爾電壓Vh。該霍爾電壓Vh和旋轉(zhuǎn)角度在理論上具有一對一的對應(yīng)關(guān)系。因此，根據(jù)從霍爾元件140輸出的上述霍爾電壓Vh，能夠求得旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度。但是，在實(shí)際使用時(shí)，為了減輕檢測旋轉(zhuǎn)角度所需的運(yùn)算負(fù)擔(dān)和提高檢測精度等，如該圖22B的下圖所示，在旋轉(zhuǎn)角度的檢測中只使用這樣得到的霍爾電壓Vh中的、相對于旋轉(zhuǎn)角度的推移霍爾電壓Vh直線推移的區(qū)域AR內(nèi)的電壓值。
另一方面，如圖22C的線段R所示，存在這樣的實(shí)際情況，即實(shí)際檢測出的霍爾電壓Vh因各種各樣的誤差原因而從表示上述理論上的霍爾電壓Vh的線段T偏離。作為其主要原因，主要考慮到如下所示的2個(gè)要因。
作為一個(gè)要因，可以舉出偏置電壓的存在。偏置電壓指的是未施加磁場時(shí)(磁通密度B＝0)的電壓。在霍爾元件上未施加磁場時(shí)，理想的是偏置電壓為“0”。但是，實(shí)際上，即使在霍爾元件上未施加磁場的情況下，也產(chǎn)生使霍爾電壓Vh整體上升的電壓(偏置電壓)。因此，從霍爾元件輸出的輸出電壓如圖22C中的點(diǎn)劃線所示，成為比原來的霍爾電壓Vh整體上升相當(dāng)于偏置電壓的值的電壓。作為產(chǎn)生這樣的偏置電壓的要因，有如下所示的原因。
由于制造霍爾元件時(shí)的校準(zhǔn)偏差，會產(chǎn)生偏置電壓。在先前的圖18中，在擴(kuò)散層122～124和擴(kuò)散層126a～126e的校準(zhǔn)中產(chǎn)生偏差，若擴(kuò)散層122～124和擴(kuò)散層126a～126e的相對位置關(guān)系偏移，則從端子S向端子G1及端子G2的驅(qū)動(dòng)電流的流動(dòng)產(chǎn)生偏差。由于該驅(qū)動(dòng)電流的偏差，霍爾元件內(nèi)部的等電位線變形，因此在電極c與電極d之間產(chǎn)生偏置電壓。
由于外部的機(jī)械應(yīng)力也會產(chǎn)生偏置電壓。作為產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力的主要原因，可以例舉用于密封霍爾元件的封裝(模壓或銀膏等粘接劑)。若外部的機(jī)械應(yīng)力施加到霍爾元件上，壓電電阻效應(yīng)會導(dǎo)致霍爾元件內(nèi)部的電阻值變化。這樣的機(jī)械應(yīng)力不均勻地施加到霍爾元件上，所以霍爾元件內(nèi)部的電阻值會產(chǎn)生不均衡，該霍爾元件內(nèi)部的電阻值的不均衡表現(xiàn)為偏置電壓。
作為第二個(gè)主要原因，可以舉出用于對霍爾元件施加磁場的磁鐵的溫度特性和霍爾元件自身的溫度特性。
由于這些主要原因，結(jié)果從霍爾元件輸出圖22C中的點(diǎn)劃線所示的電壓。
由這樣的偏置電壓的存在和溫度特性引起而產(chǎn)生的霍爾電壓Vh的變動(dòng)，一般利用校正電路進(jìn)行校正。其中的偏置電壓所引起的上述變動(dòng)是因霍爾元件的結(jié)構(gòu)等機(jī)械原因而產(chǎn)生，所以多數(shù)情況下通過校正電路僅校正一次就足夠，在利用霍爾元件進(jìn)行的角度檢測中也不成為問題。另一方面，關(guān)于溫度特性引起的上述變動(dòng)，需要進(jìn)行各個(gè)溫度的校正，因此其校正復(fù)雜，從提高霍爾元件的檢測精度的觀點(diǎn)出發(fā)也不能忽略。
詳細(xì)地說，用于對上述的霍爾元件施加磁場的磁鐵的溫度特性和霍爾元件自身的溫度特性，即霍爾電壓Vh與溫度之間的關(guān)系一般用二次函數(shù)表示。因此，為了校正這樣的溫度特性引起的霍爾元件Vh的變動(dòng)而進(jìn)行高精度磁場的檢測，需要增加在每個(gè)溫度進(jìn)行的霍爾電壓Vh的校正次數(shù)、或者進(jìn)行利用二次函數(shù)的曲線校正。但是，若增加校正次數(shù)，用于根據(jù)霍爾電壓求出施加在霍爾元件上的磁場的大小的時(shí)間會增加，或者，如果進(jìn)行曲線校正，則電路規(guī)模變大而導(dǎo)致芯片大小的增大，不論哪個(gè)方法都不是有效的。
特別是在上述縱型霍爾元件中，如下所示，耗盡層的擴(kuò)散方法隨溫度而不同，因此存在表示上述溫度特性中的溫度與霍爾電壓之間關(guān)系的曲線的彎曲程度進(jìn)一步被加強(qiáng)的傾向，使得溫度特性引起的霍爾電壓的校正變得更復(fù)雜。此外，由于制造上的擴(kuò)散層的偏差，耗盡層的寬度也會產(chǎn)生偏差，每個(gè)個(gè)體的霍爾電壓的偏差也很大。
即，在縱型霍爾元件中，如圖23中的虛線所示，若該元件中流過驅(qū)動(dòng)電流，則在半導(dǎo)體區(qū)域131和擴(kuò)散層133、134之間的PN結(jié)部、以及半導(dǎo)體區(qū)域131和擴(kuò)散層132之間的PN結(jié)部分別產(chǎn)生耗盡層。這些耗盡層的大小隨溫度而變化。此外，在縱型霍爾元件中擴(kuò)散層的擴(kuò)散濃度低，所以上述耗盡層相對于電流方向更容易向2個(gè)方向(圖中的水平方向)擴(kuò)散，霍爾板HP的形狀容易變形。由于這樣的理由，如圖24所示，在縱型霍爾元件中更顯著地表現(xiàn)出溫度依賴性，難以高精度地校正溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
因此，要求能夠以高精度校正溫度特性引起的輸出電壓的變動(dòng)的傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做出，其目的在于提供一種半導(dǎo)體器件，本發(fā)明的目的還在于提供一種磁傳感器。再者，本發(fā)明的目的還在于提供物理量傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式的半導(dǎo)體器件，包括檢測用霍爾元件，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場；溫度監(jiān)控用霍爾元件；以及運(yùn)算電路。檢測用霍爾元件具有與溫度監(jiān)控用霍爾元件大致相同的特性。檢測用霍爾元件配置在溫度監(jiān)控用霍爾元件的附近。檢測用霍爾元件輸出霍爾電壓。溫度監(jiān)控用霍爾元件具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
在霍爾電壓與溫度監(jiān)控電壓之間，可進(jìn)行抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算而得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。而且，為此對上述傳感器輸出進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，能較好地維持其精度。因此，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方式的磁傳感器，包括霍爾元件，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場，該霍爾元件輸出霍爾電壓，并具有輸出溫度監(jiān)控電壓的驅(qū)動(dòng)信號供給端子；切換元件，對霍爾電壓的輸出和溫度監(jiān)控電壓的輸出進(jìn)行切換；以及運(yùn)算電路。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用被切換輸出的霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消這些電壓的溫度特性的運(yùn)算。通過這樣的運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。而且，為此對上述傳感器進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，能較好地維持其精度，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方式的磁傳感器，包括檢測用霍爾元件，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場；溫度監(jiān)控用元件；以及運(yùn)算電路。檢測用霍爾元件配置在溫度監(jiān)控用元件的附近。檢測用霍爾元件輸出偏置電壓。溫度監(jiān)控用元件具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
通過利用霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行運(yùn)算，在校正溫度特性的同時(shí)，能夠得到消除了偏置的傳感器輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第四方式的物理量傳感器，包括第一檢測部，用于檢測與被檢測對象物相對應(yīng)的物理量；第二檢測部，用于監(jiān)控溫度；以及運(yùn)算電路。第一檢測部包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件。第二檢測部配置在第一檢測部的附近。第二檢測部包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件。第一檢測部輸出與物理量對應(yīng)的檢測電壓。第二檢測部具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
通過運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。因此，能夠高精度地校正由溫度特性引起的檢測電壓的變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方式的物理量傳感器，包括檢測部，檢測與被檢測對象物對應(yīng)的物理量，并且監(jiān)控溫度；以及運(yùn)算電路。檢測部包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件。檢測部輸出與物理量對應(yīng)的檢測電壓。檢測部具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
在檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓之間能夠進(jìn)行抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。而且，因此能夠高精度地校正由溫度特性引起的檢測電壓的變動(dòng)。


關(guān)于本發(fā)明的上述目的及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，通過參照附圖進(jìn)行的下述詳細(xì)記載，能夠更明確。
圖1是表示磁傳感器的第一實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是表示霍爾元件的等價(jià)電路的電路圖。
圖3A是示意性地表示磁傳感器中的溫度和霍爾電壓之間關(guān)系的曲線圖，圖3B是示意性地表示磁傳感器中的溫度和溫度監(jiān)控電壓之間關(guān)系的曲線圖。
圖4A是示意性地表示溫度與靈敏度變化率之間關(guān)系的曲線圖，圖4B是示意性地表示溫度與電阻變化率之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是示意性地表示磁傳感器中的溫度與傳感器輸出之間關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示磁傳感器的第二實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7是示意性地表示磁傳感器中的溫度與霍爾電壓之間關(guān)系的曲線圖。
圖8是表示磁傳感器的第三實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖9是表示磁傳感器的其它實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖10是表示磁傳感器的其它實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖11是表示磁傳感器的其它實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是表示磁傳感器的其它實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是表示磁傳感器的其它實(shí)施方式的主要電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖14A是表示縱型霍爾元件的平面圖，圖14B是表示縱型霍爾元件的剖視圖。
圖15A是表示壓力傳感器的平面圖，圖15B是表示壓力傳感器的剖視圖。
圖16是說明一般霍爾元件的磁檢測原理的立體圖。。
圖17A是示意性地表示橫型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖，圖17B是示意性地表示沿圖17A的XVIIB-XVIIB的橫型霍爾元件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖18是示意性地表示縱型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖19是示意性地表示沿圖18中的XIX-XIX的縱型霍爾元件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖20是示意性地表示可通過CMOS工序制造的縱型霍爾元件的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖21是示意性地表示沿圖20中的XXI-XXI的縱型霍爾元件的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖22A是示意性地表示產(chǎn)生偏置磁場的磁鐵和霍爾元件之間的配置方式的圖，圖22B是表示轉(zhuǎn)動(dòng)角度和霍爾電壓之間關(guān)系的曲線圖，圖22C是理論上的霍爾電壓、受到偏置電壓影響的該霍爾電壓、同時(shí)受到偏置電壓的影響和溫度特性的影響的該霍爾電壓各自與轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系的曲線圖。
圖23是表示縱型霍爾元件中的耗盡層的產(chǎn)生方式的剖視圖。
圖24是表示縱型霍爾元件的霍爾電壓和溫度之間關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)下面，參照圖1至圖5說明將磁傳感器具體化的第一實(shí)施方式。并且，在本實(shí)施方式的磁傳感器中，作為檢測磁場的元件采用了上述的縱型霍爾元件。
如圖1所示，本實(shí)施方式的磁傳感器包括用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場的縱型霍爾元件(檢測用縱型霍爾元件)10、具有與該檢測用縱型霍爾元件10相同的特性的溫度監(jiān)控用的縱型霍爾元件(溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件)20。這些檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20形成在同一基板的接近位置。并且，這些檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的配置是任意的，但是，在上述的圖20所示的磁場(磁通密度B)的沿箭頭方向的寬度窄的情況下，為了提高磁傳感器的靈敏度，希望將檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20在圖中的左右方向并列配置。此外，在磁場(磁通密度B)的沿箭頭方向的寬度寬的情況下，如果檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20在圖中的上下方向并列配置，則同樣能夠提高磁傳感器的靈敏度。再者，如果將檢測用及溫度監(jiān)控用的縱型霍爾元件10、20配置在芯片中央，則霍爾元件受到的芯片應(yīng)力的影響減輕，所以能夠提高磁傳感器的精度。
在這樣的磁傳感器中，上述檢測用縱型霍爾元件10的端子S與恒電壓驅(qū)動(dòng)源11連接，并且，其端子G1、G1接地。另一方面，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S與恒電流驅(qū)動(dòng)源21連接，并且，其端子G1、G2接地。
如圖2所示，磁場檢測用的霍爾元件10作為連接了四個(gè)電阻R1～R4的橋式電路來等價(jià)表示。這些電阻R1～R4具有磁阻元件的功能，并且，設(shè)定成各自的電阻值的變化隨所施加的磁場密度而不同。而且，位于對置位置上的電阻R1和R4、R2和R3被設(shè)定成各自的電阻值根據(jù)所施加的磁場方向而相同地變化。例如，電阻R1、R4的電阻值增加，電阻R2、R3的電阻值減少。因此，當(dāng)來自電源E的電流I從端子S被供給時(shí)，端子V1、V2的電壓隨各電阻R1～R4的電阻值而變化。即，在端子V1、V2間產(chǎn)生電壓差，其電壓差作為霍爾電壓輸出。并且，溫度監(jiān)控用的霍爾元件20也同樣地構(gòu)成。
此外，在檢測用縱型霍爾元件10的端子V1、V2之間產(chǎn)生的霍爾電壓Vhd輸入到放大器12。另一方面，從溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S和端子G1、G2之間作為其端子間電壓取出的電壓，輸入到放大器22。并且，上述放大器12的輸出電壓即作為檢測電壓的霍爾電壓Vd和作為上述放大器22的輸出電壓的溫度監(jiān)控電壓Vm，分別輸入到減法電路30。從該減法電路30的輸出端子To輸出的輸出電壓Vc，成為本實(shí)施方式的磁傳感器的傳感器輸出。
根據(jù)這樣構(gòu)成的磁傳感器，在上述減法電路30中霍爾電壓Vd的溫度特性和溫度監(jiān)控電壓Vm的溫度特性相互抵消，其傳感器輸出(輸出電壓Vc)具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性。接著，參照圖3A～圖5說明該霍爾電壓Vd的溫度特性和溫度監(jiān)控電壓Vm的溫度特性相抵消的運(yùn)算。圖3A用曲線圖示意性地示出了溫度和霍爾電壓Vd之間的關(guān)系，圖3B用曲線圖示意性地示出了溫度和溫度監(jiān)控電壓Vm之間的關(guān)系。圖4A示意性地示出了溫度與靈敏度變化率之間的關(guān)系，圖4B示意性地示出了溫度與電阻變化率之間的關(guān)系。
此外，圖5用曲線圖示意性地示出了溫度與傳感器輸出(輸出電壓Vc)之間的關(guān)系。
如上所述，檢測用縱型霍爾元件10的端子S上連接有恒電壓驅(qū)動(dòng)源11，并且其端子G1、G2都接地，被恒電壓驅(qū)動(dòng)成其施加電壓維持恒定。此時(shí)，如果設(shè)該檢測用縱型霍爾元件10的寬度為W、長度為L、施加的磁場的磁通密度為B、移動(dòng)度為μh、恒電壓驅(qū)動(dòng)源11施加的電壓為V，則檢測用縱型霍爾元件10的霍爾電壓Vhd用如下的關(guān)系式表示。
Vhd＝μh×(W/L)×V×B
在這樣的檢測用霍爾元件10中，隨著溫度的上升，由于構(gòu)成該檢測用縱型霍爾元件10的原子的原子核熱振動(dòng)的增大和雜質(zhì)離子的散亂，平均自由行程變短而阻礙的耗盡層內(nèi)部的電子移動(dòng)，因此載流子的移動(dòng)度μh降低。這樣，在檢測用縱型霍爾元件10中，隨著移動(dòng)度μh隨溫度的上升而變小，其霍爾電壓Vh隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)減少。而且，載流子濃度越小，伴隨溫度上升的耗盡層的增加程度變大。因此，如圖3A所示，從放大器12輸出的霍爾元件Vd同樣地隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)減少。
另一方面，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S上連接有恒電流驅(qū)動(dòng)源21，并且端子G1、G2都接地，被恒電流驅(qū)動(dòng)成其供給電流維持恒定。此時(shí)，如果設(shè)該溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的厚度為d、施加的磁場的磁通密度為B、霍爾系數(shù)為Rh、由恒電流驅(qū)動(dòng)源21供給的電流為I，則溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的霍爾電壓Vhm用如下的關(guān)系式表示。
Vhm＝(Rh/d)×I×B設(shè)電荷為q、載流子密度為n時(shí)，該關(guān)系式中的霍爾系數(shù)Rh是用Rh＝1/(q×n)的關(guān)系式表示的值。在這樣的溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20中，當(dāng)溫度上升時(shí)，由其雜質(zhì)電平激發(fā)的載流子數(shù)增加，所以載流子密度n增加。因此，通過這樣的載流子密度n的增加霍爾系數(shù)Rh變小，其霍爾電壓Vhm隨著溫度上升按指數(shù)函數(shù)減少。此外，載流子的移動(dòng)度隨著溫度上升而降低，因此溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的電阻值隨溫度上升而增加。由此，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S和端子G1、G2間的端子間電壓，隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)增加，從放大器22輸出的溫度監(jiān)控電壓Vm也如圖3B所示地隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)增加。
如果更詳細(xì)地說明，磁場檢測用的霍爾元件10中的霍爾電壓Vhm的溫度變化，如圖4A所示地變化。相對于溫度T的該變化用如下的關(guān)系式表示。
S(T)＝S(O)(1+β1T+β2T2)βt＝Bt0+Bt1logNs+Bt2logNs2+Bt3logNs3(T＝1，2)即，能夠用依賴于載流子濃度Ns的系數(shù)β。另一方面，溫度監(jiān)控用的霍爾元件20的電阻的溫度變化如圖4B所示地變化。相對于溫度T的該電阻值R的變化用如下的關(guān)系式表示。
R(T)＝R(O)(1+α1T+α2T2)αt＝At0+At1logNs+At2logNs2+At3logNs3(T＝1，2)即，能夠用依賴于載流子濃度Ns的系數(shù)α表示。因此，通過選配系數(shù)A、B使上述α和系數(shù)β相同，能夠消除對于溫度變化的霍爾電壓的變動(dòng)。在上述減法電路30中進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，將系數(shù)相乘。
如此地，霍爾電壓Vd具有負(fù)的溫度系數(shù)，溫度監(jiān)控電壓Vm具有正的溫度系數(shù)，在霍爾電壓Vd和溫度監(jiān)控電壓Vm中其溫度系數(shù)相反。因此，輸入這些霍爾電壓Vd和溫度監(jiān)控電壓Vm的減法電路30的輸出電壓Vc如圖5所示具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性。為此，根據(jù)從這樣的減法元算電路30輸出的輸出電壓Vc，能夠高精度地校正溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。在此，輸出電壓Vc＝霍爾電壓Vd-溫度監(jiān)控電壓Vm。
并且，在本實(shí)施方式中，檢測用縱型霍爾元件10具有與“檢測用的霍爾元件”相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20具有與“溫度監(jiān)控用的霍爾元件”相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式中，端子S及端子G1、G2具有相當(dāng)于“驅(qū)動(dòng)信號供給端子”的結(jié)構(gòu)。
如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式的磁傳感器能夠得到如下所述的效果。
將具有與檢測用縱型霍爾元件10相同特性的溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20配設(shè)在該檢測用縱型霍爾元件10的附近。并且，在減法電路30中，從對應(yīng)檢測用縱型霍爾元件10的霍爾電壓Vhd而從放大器12輸出的霍爾電壓Vd中，減去對應(yīng)于從溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S及端子G1、G2間作為其端子間電壓取出的電壓而從放大器22輸出的溫度監(jiān)控電壓Vm。由此，從減法電路30輸出的輸出電壓Vc具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性。因此，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。如果將檢測用及溫度監(jiān)控用的縱型霍爾元件10、20配置在芯片中央，則減輕霍爾元件受到的芯片應(yīng)力的影響，所以能提高磁傳感器的精度。
從減法電路30輸出的輸出電壓Vc具有直線性優(yōu)良的特性，因此內(nèi)插校正容易，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。例如，如果選擇2個(gè)溫度下的輸出電壓Vc并在這2點(diǎn)間進(jìn)行直線近似，則能夠以非常短的時(shí)間且低的運(yùn)算負(fù)荷校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。根據(jù)這樣的校正方式，即使不進(jìn)行利用二次函數(shù)的曲線校正，也能夠確保足夠的精度。因此，能夠舍棄曲線校正所必需的電路，減小電路規(guī)模。
作為檢測磁氣的傳感器，采用了檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20這樣的縱型霍爾元件。一般，縱型霍爾元件同橫型霍爾元件相比，芯片上的元件形成面積小。因此，通過如此地采用縱型霍爾元件，能夠?qū)z測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20更接近地配置，進(jìn)一步，能夠以更高精度校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
具有與檢測用縱型霍爾元件10相同特性的溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20配設(shè)在該檢測用縱型霍爾元件10的附近。并且，在減法電路30中，從對應(yīng)于檢測用縱型霍爾元件10的霍爾電壓Vhd從放大器12輸出的霍爾電壓Vd中，減去對應(yīng)于從溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S及端子G1、G2間作為其端子間電壓取出的電壓而從放大器22輸出的溫度監(jiān)控電壓Vm。在檢測用霍爾元件10的輸出電壓是由現(xiàn)有技術(shù)中記述的主要原因被偏離的電壓的情況下，溫度監(jiān)控用霍爾元件20的輸出電壓也成為同樣被偏離的電壓。因此，通過從作為偏置電壓的霍爾電壓Vd中減去溫度監(jiān)控電壓Vm，偏離量也被減去了，能夠消除偏置電壓，即校正輸出電壓。
(第二實(shí)施方式)接著，說明將本發(fā)明的磁傳感器具體化了的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式的磁傳感器具有基于先前的第一實(shí)施方式的磁傳感器的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，在本實(shí)施方式的磁傳感器中，檢測用縱型霍爾元件10的端子S連接到恒電流驅(qū)動(dòng)源21上，并且端子G1、G2與溫度監(jiān)控用縱型霍爾20的端子S連接。并且，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子G1、G2都接地。如此地，本實(shí)施方式的磁傳感器中，先前的檢測用縱型霍爾元件10和先前的溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20對于恒電流驅(qū)動(dòng)源21串聯(lián)連接，檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用霍爾元件20都被恒電流驅(qū)動(dòng)。
并且，在本實(shí)施方式的磁傳感器中，與先前的第一實(shí)施方式的磁傳感器同樣，在檢測用縱型霍爾元件10的端子V1、V2間產(chǎn)生的霍爾電壓Vhd，輸入到放大器12。此外，從溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S和端子G1、G2間作為其端子間電壓取出的電壓，輸入到放大器22。再者，作為上述放大器12的輸出電壓的霍爾電壓Vd和作為上述放大器22的輸出電壓的溫度監(jiān)控電壓Vm分別輸入到減法電路30。
在這樣構(gòu)成的磁傳感器的檢測用縱型霍爾元件10中，霍爾系數(shù)Rh隨著溫度上升而變小，因此其霍爾電壓Vhd隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)減少。此外，溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20中，隨著溫度的上升，載流子的移動(dòng)度降低，其電阻值上升。由此，溫度監(jiān)控用霍爾元件20的端子S和端子G1、G2間的端子間電壓隨著溫度上升而按指數(shù)函數(shù)上升。因此，輸入這些霍爾電壓Vd和溫度監(jiān)控電壓Vm的減法電路30的輸出電壓Vc，具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的磁傳感器，也能夠根據(jù)從上述減法電路30輸出的輸出電壓Vc，高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。
但是，我們已知，在對縱型霍爾元件進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)和進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)時(shí)的溫度依賴性比進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)小。在本實(shí)施方式中，如上所述，對檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的磁傳感器，如圖7所示，溫度依賴性小，即從磁傳感器輸出溫度系數(shù)小的輸出電壓Vc。
如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式的磁傳感器，能夠得到如下所述的效果。
將檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20對于恒電流驅(qū)動(dòng)源21串聯(lián)連接，對這些檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)。由此，與流入檢測用縱型霍爾元件10的電流相同的電流，也流入溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20。因此，從此傳感器輸出對于溫度的霍爾電壓Vhd的依賴性、即溫度系數(shù)小的輸出電壓Vc，能夠以更高精度校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vhd的變動(dòng)。
此外，如上所述地對檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)，因此不需要準(zhǔn)備2個(gè)驅(qū)動(dòng)源(驅(qū)動(dòng)電路)，能夠縮小芯片中的磁傳感器的占用面積。
(第三實(shí)施方式)接著，說明將本發(fā)明的磁傳感器具體化了的第三實(shí)施方式。在本實(shí)施方式的磁傳感器中，由單一的霍爾元件實(shí)現(xiàn)了先前的檢測用縱型霍爾元件和先前的溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件分別擔(dān)負(fù)的功能。參照圖8說明這樣的磁傳感器。圖8示意性地示出了本實(shí)施方式的磁傳感器的電路結(jié)構(gòu)。
如圖8所示，縱型霍爾元件50的端子S連接在恒電流驅(qū)動(dòng)源51上，并且端子G1、G2接地。此外，縱型霍爾元件50的這些端子S、G1、G2和端子V1、V2分別與開關(guān)電路52連接著。而且，在該開關(guān)電路52上連接著加法電路53的2個(gè)輸入端子。
該開關(guān)電路52具有4個(gè)固定接點(diǎn)和2個(gè)可動(dòng)接點(diǎn)。上述縱型霍爾元件50的端子S、端子G1、G2、端子V1、V2分別連接在開關(guān)電路52的固定接點(diǎn)上，上述加法電路53的輸入端子分別與可動(dòng)接點(diǎn)連接著。并且，該開關(guān)電路52的結(jié)構(gòu)是，在將一方的可動(dòng)接點(diǎn)連接到端子S時(shí)，將另一方的可動(dòng)接點(diǎn)連接到端子G1、G2上；在將一方的可動(dòng)接點(diǎn)連接到端子V1時(shí)，將另一方的可動(dòng)接點(diǎn)連接到端子V2上。即，開關(guān)電路52的動(dòng)作是，通過將可動(dòng)接點(diǎn)在固定接點(diǎn)間切換，將從縱型霍爾元件50輸出的霍爾電壓Vh和作為端子G1、G2間的端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓，向加法電路53切換輸出。并且，作為開關(guān)電路52，例如采用模擬開關(guān)。
此外，在該磁傳感器中，上述加法電路53上連接著采樣保持電路(S/H電路)54。該采樣保持電路54構(gòu)成為，在上述開關(guān)電路52的可動(dòng)接點(diǎn)切換到端子S及端子G1、G2側(cè)的時(shí)刻，保持加法電路53的輸出電壓Vc。加法電路53將從開關(guān)電路52切換輸出的電壓和從采樣保持電路54輸入的電壓相加后，作為輸出電壓Vc輸出。
在具有這樣構(gòu)成的磁傳感器中，若通過開關(guān)電路52切換輸出溫度監(jiān)控電壓，則在采樣保持電路54中保持了該溫度監(jiān)控電壓。接著，當(dāng)通過開關(guān)電路52切換輸出霍爾電壓Vh時(shí)，在加法電路53中，將該霍爾電壓Vh和在上述采樣保持電路54被保持的溫度監(jiān)控電壓相加。其結(jié)果，磁傳感器的輸出電壓Vc具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性。因此，利用這樣構(gòu)成的磁傳感器，也能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vh的變動(dòng)。
并且，在本實(shí)施方式中，開關(guān)電路52具有相當(dāng)于“切換機(jī)構(gòu)”的構(gòu)成。
如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式的磁傳感器，能夠得到如下所述的效果。
利用開關(guān)電路52切換輸出從縱型霍爾元件50輸出的霍爾電壓Vh和作為該縱型霍爾元件50的端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓。而且，將上述溫度監(jiān)控電壓保持在采樣保持電路54上，在加法電路53中將該溫度監(jiān)控電壓和上述霍爾電壓Vh相加。由此，從加法電路53輸出具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的輸出電壓Vc。并且，利用同一的縱型霍爾元件50中的霍爾電壓Vh和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行將這些電壓的溫度特性相抵消的運(yùn)算，因此輸出電壓Vc具有對于溫度變化直線性更優(yōu)良的特性。因此，能夠更高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓Vh的變動(dòng)。
并且，該發(fā)明的磁傳感器不限定于上述各實(shí)施方式，也可以作為將這些實(shí)施方式適當(dāng)變更的例如下述的方式來實(shí)施。
在上述第一實(shí)施方式中，通過在檢測用縱型霍爾元件10的端子S上連接恒電壓驅(qū)動(dòng)源11、并且將端子G1、G2接地，對該檢測用縱型霍爾元件10進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)。作為該檢測用縱型霍爾元件10的驅(qū)動(dòng)方法，不限定于這樣的恒電壓驅(qū)動(dòng)，例如也可以如圖9所示地將上述端子S連接在恒電流驅(qū)動(dòng)源21上，對該檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)。這樣地，若將檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20對于恒電流驅(qū)動(dòng)源21并聯(lián)連接，能夠降低由這些檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20構(gòu)成的并聯(lián)電路的合成電阻，因此能夠增加通過恒電流驅(qū)動(dòng)源21供給的電流量。因此，若增加恒電流驅(qū)動(dòng)源21的供給電流量來增加從檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20輸出的霍爾電壓Vhd、Vhm，則能夠降低放大器12、22的放大率，能夠高精度地檢測出從被檢測對象物發(fā)出的磁場。
而且，在上述第一實(shí)施方式中，通過在溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子S上連接恒電流驅(qū)動(dòng)源21并且將端子G1、G2接地，對該溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)。作為該溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的驅(qū)動(dòng)方法，也不限定于這樣的恒電流驅(qū)動(dòng)，例如也可以如圖10所示將上述端子S連接到恒電壓驅(qū)動(dòng)源11上，對該溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20和檢測用縱型霍爾元件10都進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)。
再者，也可以如圖11所示，將檢測用縱型霍爾元件10的端子S連接到恒電流驅(qū)動(dòng)源21上，對該檢測用縱型霍爾元件10進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)，并且將溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子連接到恒電壓驅(qū)動(dòng)源11上，對該溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)。
在上述第二實(shí)施方式中，通過將檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20對于恒電流驅(qū)動(dòng)源21串聯(lián)連接，對這些檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)。但是，由該檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20構(gòu)成的串聯(lián)電路的驅(qū)動(dòng)方法，不限定于上述的恒電流驅(qū)動(dòng)。即，也可以如圖12所示，通過在檢測用縱型霍爾元件10的端子S上連接恒電壓驅(qū)動(dòng)源11，對檢測用縱型霍爾元件10和溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20都進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)。
在上述第一及第二實(shí)施方式的磁傳感器中，為了相互抵消從檢測用縱型霍爾元件10輸出的霍爾電壓Vd的溫度特性和作為溫度監(jiān)控用縱型霍爾元件20的端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓Vm的溫度特性，在減法電路30中，進(jìn)行從霍爾電壓Vd中減去溫度監(jiān)控電壓Vm的減法運(yùn)算。這樣相互抵消霍爾電壓Vd的溫度特性和溫度監(jiān)控電壓Vm的溫度特性的運(yùn)算不限定于上述減法運(yùn)算，也可以是，例如代替減法電路30而設(shè)置加法電路，進(jìn)行在上述霍爾電壓Vd上加上述溫度監(jiān)控電壓Vm的加法運(yùn)算。利用這樣構(gòu)成的磁傳感器，也能夠得到具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的輸出電壓Vc。
在上述第三實(shí)施方式的磁傳感器中，通過在縱型霍爾元件50的端子S上連接恒電流驅(qū)動(dòng)源51、并且將端子G1、G2接地，對該縱型霍爾元件50進(jìn)行了恒電流驅(qū)動(dòng)。作為縱型霍爾元件50的驅(qū)動(dòng)方法，不限定于該恒電流驅(qū)動(dòng)，也可以如圖13所示，通過在縱型霍爾元件50的端子S上連接恒電壓驅(qū)動(dòng)源51a，對該縱型霍爾元件50進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)。
也可以適當(dāng)變更上述各實(shí)施方式中的縱型霍爾元件結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用圖14A、14B所示結(jié)構(gòu)的霍爾元件。該縱型霍爾元件如圖14B所示，包括由P型硅構(gòu)成的半導(dǎo)體支持層(P-sub)和在該半導(dǎo)體支持層60的表面導(dǎo)入N型導(dǎo)電雜質(zhì)而作為擴(kuò)散層(阱)形成的N型的半導(dǎo)體區(qū)域(N阱)61。如圖14A所示，在半導(dǎo)體區(qū)域61的表面，在直線上形成有5個(gè)N型(N+)的擴(kuò)散層61a～62e。擴(kuò)散層61a～62e具有接觸區(qū)域的功能，分別與端子S、端子G1、端子G2、端子V1、端子V2電連接。在具有這樣結(jié)構(gòu)的縱型霍爾元件中，通過從端子S向端子G1、從端子S向端子G2分別流過一定的驅(qū)動(dòng)電流，能夠檢測出與上述半導(dǎo)體區(qū)域61的表面平行的磁場成分。
在上述實(shí)施方式中，使用在具有與檢測用縱型霍爾元件相同特性的該檢測用霍爾元件的附近配設(shè)的溫度監(jiān)控用霍爾元件，來抵消溫度特性。如第一實(shí)施方式的記載，通過匹配系數(shù)，能夠抵消溫度特性。因此，溫度監(jiān)控用的霍爾元件(第二檢測部)不需要具有與檢測用的霍爾元件(第一檢測部)相同的特性。即，可以清楚地知道，也可以使檢測用的霍爾元件和溫度監(jiān)控用的霍爾元件的大小和種類不相同。因此，不需要進(jìn)行使溫度監(jiān)控用的霍爾元件和檢測用的霍爾元件的電氣特性相同的細(xì)致的工序控制，傳感器的制造容易。而且，霍爾元件同又4個(gè)電阻構(gòu)成的橋式電路等價(jià)。因此，可以清楚的知道，也可以使用電阻來實(shí)施溫度監(jiān)控。
在上述實(shí)施方式中，在使用作為橋式電路等價(jià)表示的霍爾元件來檢測磁場的傳感器中，抵消了其溫度特性。作為利用橋式電路形成檢測用元件的例子，例如有壓力傳感器。如圖15B所示，該壓力傳感器具備在由玻璃等構(gòu)成的基座71上直接固定的硅基板72。在作為半導(dǎo)體基板的硅基板72上，形成有作為傳感部的薄壁化的隔膜73。如圖15A所示，在形成有隔膜73的區(qū)域，形成有擴(kuò)散電阻(變形測量儀)RA、RB、RC、RD，這些變形測量儀構(gòu)成橋式電路。并且，在圖15A中，擴(kuò)散電阻RA～RD沿著隔膜73的周邊形成，但也可以適當(dāng)變更其配置。例如，也可以是，在隔膜73的端部形成2個(gè)變形測量儀，在隔膜73的表面中央部形成2個(gè)變形測量儀。
也可以是，對于如上所述地構(gòu)成的壓力傳感器將溫度監(jiān)控用的元件(同樣構(gòu)成的壓力傳感器、電阻元件等)配置在附近，利用該溫度監(jiān)控用的元件的輸出電壓進(jìn)行抵消壓力傳感器的輸出電壓的溫度特性的運(yùn)算。此外，也可以將壓力傳感器的端子間電壓作為溫度監(jiān)控用的電壓使用，抵消壓力傳感器的輸出電壓的溫度特性。
在上述各實(shí)施方式中，作為磁電變換元件采用了所謂縱型霍爾元件，但也可以將現(xiàn)有的橫型霍爾元件作為磁電變換元件來采用。
上述的公開包含如下的方式。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式，半導(dǎo)體裝置包括用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場的檢測用霍爾元件、溫度監(jiān)控用霍爾元件和運(yùn)算電路。檢測用霍爾元件具有與溫度監(jiān)控用霍爾元件大致相同的特性。檢測用霍爾元件被配置在溫度監(jiān)控用霍爾元件的附近。檢測用霍爾元件輸出霍爾電壓。溫度監(jiān)控用霍爾元件具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
作為上述端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓，通常同上述霍爾電壓相比，對于其溫度的溫度系數(shù)相反。因此，在這些霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓之間能進(jìn)行如上所述地抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算而得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。因此，在對上述傳感器輸出進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，能夠較好地維持其精度。所以，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
作為代替方案，運(yùn)算電路也可以是在霍爾電壓上加溫度監(jiān)控用電壓的加法電路?；蛘?，運(yùn)算電路也可以是從霍爾電壓中減去溫度監(jiān)控電壓的減法電路。這些情況下，能夠得到具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的傳感器輸出。
作為代替方案，也可以是，檢測用霍爾元件被恒電壓驅(qū)動(dòng)，溫度監(jiān)控用霍爾元件被恒電流驅(qū)動(dòng)。或者，也可以是，檢測用霍爾元件被恒電流驅(qū)動(dòng)，溫度監(jiān)控用霍爾元件被恒電壓驅(qū)動(dòng)?；蛘?，也可以是，檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件都被恒電流驅(qū)動(dòng)?；蛘?，也可以是，檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件都被恒電壓驅(qū)動(dòng)。特別是，在對霍爾元件進(jìn)行恒電流驅(qū)動(dòng)的情況下，同對該霍爾元件進(jìn)行恒電壓驅(qū)動(dòng)的情況相比，由霍爾元件自身的溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)小，因此，能夠得到具有對于溫度變化直線性更優(yōu)良的特性的傳感器輸出。
作為代替方案，也可以是，檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件對于驅(qū)動(dòng)電源串聯(lián)連接?；蛘撸部梢允?，檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件對于驅(qū)動(dòng)電源并聯(lián)連接。
作為代替方案，也可以是，半導(dǎo)體裝置還具有配置了檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件的基板。檢測用霍爾元件和溫度監(jiān)控用霍爾元件都是檢測與基板表面相平行的磁場成分的縱型霍爾元件。如上所述，在上述縱型霍爾元件中，耗盡層的擴(kuò)散方式隨溫度而不同，因此存在表示上述溫度特性中的溫度與霍爾電壓之間關(guān)系的曲線的彎曲程度進(jìn)一步被強(qiáng)調(diào)的傾向。關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)上述的磁傳感器，利用這樣的縱型霍爾元件，也能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。此外，縱型霍爾元件同橫型霍爾元件相比，一般能夠以更小的元件形成面積形成在基板上。因此，若上述檢測用的霍爾元件和上述溫度監(jiān)控用的霍爾元件采用縱型霍爾元件，則能夠?qū)⑦@些霍爾元件配設(shè)在更近處，能夠得到具有對于溫度變化直線性進(jìn)一步優(yōu)良的特性的傳感器輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第二方式，磁傳感器包括霍爾元件，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場，且該霍爾元件輸出霍爾電壓，并具有輸出溫度監(jiān)控電壓的驅(qū)動(dòng)信號供給端子；切換元件，切換霍爾電壓的輸出和溫度監(jiān)控電壓的輸出；以及運(yùn)算電路。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用切換機(jī)構(gòu)，切換輸出從霍爾元件輸出的霍爾電壓和從該霍爾元件的驅(qū)動(dòng)信號供給端子間作為其端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓。并且，利用這些被切換輸出的霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消這些電壓的溫度特性的運(yùn)算。如上所述，作為上述端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓同上述霍爾電壓相比，對于其溫度的溫度系數(shù)相反。因此，在這些霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓之間可進(jìn)行抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。并且，利用同一霍爾元件中的霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消這些電壓的溫度特性的運(yùn)算，因此傳感器輸出具有對于溫度變化直線性更加優(yōu)良的特性。而且，為此，在對上述傳感器輸出進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，較好地維持了其精度，能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。如上所述，在上述縱型霍爾元件中，耗盡層的擴(kuò)散方法隨溫度而不同，因此存在表示上述溫度特性中的溫度和霍爾電壓之間關(guān)系的曲線的彎曲程度進(jìn)一步被加強(qiáng)的傾向。關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)上述的磁傳感器，利用這樣的縱型霍爾元件，也能夠高精度地校正由溫度特性引起的霍爾電壓的變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方式，磁傳感器包括用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場的檢測用霍爾元件、溫度監(jiān)控用元件和運(yùn)算電路。檢測用霍爾元件配置在溫度監(jiān)控用元件的附近。檢測用霍爾元件輸出偏置電壓。溫度監(jiān)控用元件具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)霍爾電壓和溫度傳感器電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
作為上述端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓同上述霍爾電壓相比，通常對于其溫度的溫度系數(shù)是相反的。此外，對檢測用的霍爾元件產(chǎn)生了偏置的情況下，溫度監(jiān)控電壓中也產(chǎn)生同樣的偏置。由此，通過對這些霍爾元件和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行運(yùn)算，能夠得到校正溫度特性的同時(shí)、消除了偏置的傳感器輸出。
作為代替方案，也可以是，溫度監(jiān)控用元件是霍爾元件，檢測用霍爾元件具有與溫度監(jiān)控用元件相同的特性。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過只安裝檢測用的霍爾元件，能夠得到偏置電壓和溫度監(jiān)控電壓，能夠進(jìn)行溫度特性的校正和偏置的消除，并且能夠抑制芯片大小的增大。再者，溫度監(jiān)控用霍爾元件也可以和檢測用霍爾元件是共同的元件。
作為代替方案，溫度監(jiān)控用霍爾元件也可以具有與檢測用霍爾元件不同的形狀。通過調(diào)整對于偏置電壓的系數(shù)和對于溫度監(jiān)控電壓的系數(shù)，能夠抵消溫度特性。因此，不需要匹配檢測用的霍爾元件和溫度監(jiān)控用的霍爾元件的特性，磁傳感器的制造容易。
作為代替方案，溫度監(jiān)控用元件也可以是溫度監(jiān)控用的電阻。該霍爾元件用橋式電路等價(jià)表示。因此即使是使用電阻來代替霍爾元件的結(jié)構(gòu)，也能得到抵消了溫度特性的傳感器輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第四方式，物理量傳感器包括用于檢測與被檢測對象物相對應(yīng)的物理量的第一檢測部、用于監(jiān)控溫度的第二檢測部以及運(yùn)算電路。第一檢測部由等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件構(gòu)成。第二檢測部配置在第一檢測部的附近。第二檢測電路由等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件構(gòu)成。第一檢測部輸出與物理量相對應(yīng)的檢測電壓。第二檢測部具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
作為上述端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓同上述檢測電壓相比，通常對于其溫度的溫度系數(shù)是相反的。由此，在這些檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓之間能夠如上所述地進(jìn)行抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。而且，為此，在對上述傳感器輸出進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，能夠較好地維持其精度。因此，能夠高精度地校正由溫度特性引起的檢測電壓的變動(dòng)。
作為代替方案，也可以是，第一檢測部和第二檢測部分別是作為物理量檢測磁場的霍爾元件?；蛘?，第一檢測部和第二檢測部也可以分別是作為物理量檢測與應(yīng)力對應(yīng)的變形的變形測量儀。因此，不論是作為物理量檢測磁場的情況下，還是作為物理量檢測壓力的情況下，能夠高精度地校正由溫度特性引起的檢測電壓的變動(dòng)。
作為代替方案，第一檢測部也可以具有與第二檢測部不同的電氣特性。通過調(diào)整對于檢測電壓的系數(shù)和對于溫度監(jiān)控電壓的系數(shù)，能夠抵消溫度特性。因此，不需要匹配檢測物力量的第一檢測部和溫度監(jiān)控用的第二檢測部的特性，傳感器的制造容易。
根據(jù)本發(fā)明的第五方式，物理量傳感器包括用于檢測與被檢測對象物對應(yīng)的物理量且對溫度進(jìn)行監(jiān)控的檢測部、以及運(yùn)算電路。檢測部由等價(jià)地作為橋式電路表示的1個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件構(gòu)成。檢測部輸出對應(yīng)于物理量的檢測電壓。檢測部具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路根據(jù)檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用從檢測部輸出的檢測電壓和從該檢測部的驅(qū)動(dòng)信號供給端子間作為其端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消這些電壓的溫度特性的運(yùn)算。如上所述，作為上述端子間電壓取出的溫度監(jiān)控電壓同上述檢測電壓相比，對于其溫度的溫度系數(shù)是相反的。由此，能夠在這些檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓之間進(jìn)行抵消溫度特性的運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算得到的上述傳感器輸出，也成為具有對于溫度變化直線性優(yōu)良的特性的電壓。再者，利用同一檢測部中的檢測電壓和溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消這些電壓的溫度特性的運(yùn)算，因此傳感器輸出具有對于溫度變化直線性更為優(yōu)良的特性。而且，為此。在對上述傳感器輸出進(jìn)行基于溫度的內(nèi)插校正等的情況下，較好地維持其精度，能夠高精度地校正由溫度特性引起的檢測電壓的變動(dòng)。
本發(fā)明作為參考記述了較佳實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限定于該實(shí)施例和其結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括各種各樣的變形例和均等范圍內(nèi)的變形。除此之外，因該理解的是，較佳的各種組合和實(shí)施方式，或者在該結(jié)構(gòu)上還包含一個(gè)要素、其以上或者其以下的其它組合和實(shí)施方式，也包含在本發(fā)明的范疇和思想范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括檢測用霍爾元件(10、50)，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場；溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)；以及運(yùn)算電路(30、52-54)；上述檢測用霍爾元件(10、50)具有與上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)大致相同的特性；上述檢測用霍爾元件(10、50)配置在上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)的附近；上述檢測用霍爾元件(10、50)輸出霍爾電壓；上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子；上述運(yùn)算電路(30、52-54)根據(jù)上述霍爾電壓和上述溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消上述霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述運(yùn)算電路(52-54)是在上述霍爾電壓上加上述溫度監(jiān)控電壓的加法電路(53)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述運(yùn)算電路(30)是從上述霍爾電壓減去上述溫度監(jiān)控電壓的減法電路(30)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)被恒電壓驅(qū)動(dòng)，上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)被恒電流驅(qū)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)被恒電流驅(qū)動(dòng)，上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)被恒電壓驅(qū)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)共同被恒電流驅(qū)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)共同被恒電壓驅(qū)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)對于驅(qū)動(dòng)電源串聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)對于驅(qū)動(dòng)電源并聯(lián)連接。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，還具有配置了上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)的基板(60、72)；上述檢測用霍爾元件(10、50)和上述溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)都是檢測相對于基板表面水平的磁場成分的縱型霍爾元件。
11.一種磁傳感器，其特征在于，包括霍爾元件(50)，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場，該霍爾元件(50)輸出霍爾電壓，并具有輸出溫度監(jiān)控電壓的驅(qū)動(dòng)信號供給端子；切換元件(52)，對霍爾電壓的輸出和溫度監(jiān)控電壓的輸出進(jìn)行切換；以及運(yùn)算電路(30、52-54)；上述運(yùn)算電路(30、52-54)根據(jù)上述霍爾電壓和上述溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消上述霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
12.如權(quán)利要求11所述的磁傳感器，其特征在于，上述運(yùn)算電路(30、52-54)是在上述霍爾電壓上加上述溫度監(jiān)控電壓的加法電路(53)。
13.如權(quán)利要求11所述的磁傳感器，其特征在于，上述運(yùn)算電路(30、52-54)是從上述霍爾電壓減去上述溫度監(jiān)控電壓的減法電路(30)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的磁傳感器，其特征在于，上述霍爾元件(50)被恒電流驅(qū)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求12或13所述的磁傳感器，其特征在于，上述霍爾元件(50)被恒電壓驅(qū)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求11所述的磁傳感器，其特征在于，還具有配置了上述霍爾元件(50)的基板(60、72)，上述霍爾元件(50)是檢測相對于基板表面水平的磁場成分的縱型霍爾元件。
17.一種磁傳感器，其特征在于，包括檢測用霍爾元件(10、50)，用于檢測從被檢測對象物發(fā)出的磁場；溫度監(jiān)控用元件(20、50、RA-RD)；以及運(yùn)算電路(30、52-54)；上述檢測用霍爾元件(10、50)配置在上述溫度監(jiān)控用元件(20、50、RA-RD)的附近；上述檢測用霍爾元件(10、50)輸出偏置電壓；上述溫度監(jiān)控用元件(20、50、RA-RD)具有輸出上述溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子；上述運(yùn)算電路(30、52-54)根據(jù)上述霍爾電壓和上述溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消上述霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
18.如權(quán)利要求17所述的磁傳感器，其特征在于，上述溫度監(jiān)控用元件(20、50)是霍爾元件；上述檢測用霍爾元件(10、50)具有與上述溫度監(jiān)控用元件(20、50)相同的特性。
19.如權(quán)利要求18所述的磁傳感器，其特征在于，上述溫度監(jiān)控用元件(50)與上述檢測用霍爾元件(50)是共通的。
20.如權(quán)利要求18所述的磁傳感器，其特征在于，上述溫度監(jiān)控用元件(20)具有與上述檢測用霍爾元件(10)不同的形狀。
21.如權(quán)利要求17所述的磁傳感器，其特征在于，上述溫度監(jiān)控用元件(RA-RD)是溫度監(jiān)控用的電阻。
22.一種物理量傳感器，其特征在于，包括第一檢測部(10、50)，用于檢測與被檢測對象物相對應(yīng)的物理量；第二檢測部(20、50)，用于監(jiān)控溫度；以及運(yùn)算電路(30、52-54)；上述第一檢測部(10、50)包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件；上述第二檢測部(20、50)配置在上述第一檢測部(10、50)的附近；上述第二檢測部(20、50)包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件；上述第一檢測部(10、50)輸出與物理量對應(yīng)的檢測電壓；上述第二檢測部(20、50)具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子；上述運(yùn)算電路(30、52-54)根據(jù)上述檢測電壓和上述溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消上述檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
23.如權(quán)利要求22所述的物理量傳感器，其特征在于，上述第一檢測部(10、50)和上述第二檢測部(20、50)分別是作為物理量檢測磁場的霍爾元件。
24.如權(quán)利要求22所述的物理量傳感器，其特征在于，上述第一檢測部(10、50)和上述第二檢測部(20、50)分別是作為物理量檢測與壓力對應(yīng)的變形的變形測量儀。
25.如權(quán)利要求22所述的物理量傳感器，其特征在于，上述第一檢測部(10)具有與上述第二檢測部(20)不同的電氣特性。
26.一種物理量傳感器，其特征在于，包括檢測部(50)，檢測與被檢測對象物對應(yīng)的物理量，并且監(jiān)控溫度；以及運(yùn)算電路(30、52-54)；上述檢測部(50)包括等價(jià)地作為橋式電路表示的一個(gè)元件、或者構(gòu)成橋式電路的多個(gè)元件；上述檢測部(50)輸出與上述物理量對應(yīng)的檢測電壓；上述檢測部(50)具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子；上述運(yùn)算電路(30、52-54)根據(jù)上述檢測電壓和上述溫度監(jiān)控電壓進(jìn)行抵消上述檢測電壓的溫度特性的運(yùn)算。
27.如權(quán)利要求26所述的物理量傳感器，其特征在于，上述檢測部(50)是作為物理量檢測磁場的霍爾元件。
28.如權(quán)利要求26所述的物理量傳感器，其特征在于，上述檢測部(50)是作為物理量檢測與壓力對應(yīng)的變形的變形測量儀。
全文摘要
提供一種半導(dǎo)體器件，包括檢測用霍爾元件(10、50)，用于檢測磁場；溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)；以及運(yùn)算電路(30、52－54)。檢測用霍爾元件(10、50)具有與溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)大致相同的特性。檢測用霍爾元件(10、50)配置在溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)的附近。檢測用霍爾元件(10、50)輸出霍爾電壓。溫度監(jiān)控用霍爾元件(20、50)具有輸出溫度監(jiān)控電壓的一對驅(qū)動(dòng)信號供給端子。運(yùn)算電路(30、52－54)根據(jù)霍爾電壓和溫度監(jiān)控電壓，進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運(yùn)算。
文檔編號G01D5/12GK101082506SQ200710106549
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者大平聰 申請人:株式會社電裝