專利名稱：半導體裝置及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體裝置及其制造方法，并且例如可應用于氣體型加速度傳感器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著移動信息設備不斷完善，這些設備已經(jīng)配備了各種傳感器。對于游戲機、諸如移動電話的移動通信終端等等的控制器來說，加速度傳感器已經(jīng)成為不可或缺的裝置。已知加速度傳感器具有多種類型，包括光學類型、電容類型、壓電電阻類型、以及氣體溫度分布類型。光學類型的加速度傳感器使用光纖作為其部件，且因此對于其小型化/集成化來說還存在某些限制。另外三種類型可基于MEMS技術(shù)來制造。注意到當加速度傳感器集成進緊湊電子設備時，通常采用基于MEMS(微機電系統(tǒng))技術(shù)制造的加速度傳感器。日本未審專利申請公開No. 2000-65850(專利文獻I)公開了ー種如下所述的熱型加速度傳感器。在半導體襯底上提供三個熱隔離的條，且在中間的條上提供加熱器。左和中間條上跨接熱電偶。類似地，右和中間條上跨接另ー熱電偶。通過放大器放大各個熱電偶的電動勢，且在放大的電動勢上執(zhí)行算法處理。通過計算這些熱電偶的輸出之間的差異而產(chǎn)生加速度輸出信號。此外，日本未審專利申請No. 6-27124(專利文獻2)中公開了ー種氣體型加速度檢測器。特別地，專利文獻2公開了以下構(gòu)造即，貫穿絕緣板形成孔；在絕緣板的一面上設置加熱絲以使得加熱絲跨在絕緣板的孔上；以及在絕緣板的另一面上設置熱傳感器以使得熱傳感器跨在絕緣板的孔上。日本未審專利申請公開No. 6-174738(專利文獻3)公開的是，通過利用AC驅(qū)動加熱發(fā)熱元件來探測一對加熱器的輸出波形之間的相位差，以及根據(jù)所探測的相位差來計算角速度。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以下問題。當基于MEMS技術(shù)制造加速度傳感器時，能夠制造出具有復雜構(gòu)造的加速度傳感器。但是存在的問題是需要專用于MEMS技術(shù)的制造エ藝，且因此該制造エ藝不能與常規(guī)半導體制造エ藝相似。本發(fā)明的第一方面是提供一種半導體裝置，包括其中形成有凹陷氣道的堆疊體；設置在堆疊體中的發(fā)熱部，發(fā)熱部暴露于氣道的底面上；以及以下述方式設置于堆疊體中的多個熱傳感部，使得多個熱傳感部暴露于氣道的底面上，并且在氣道的延伸方向上將發(fā)熱部夾于其間。在堆疊體中提供氣道、發(fā)熱部以及多個熱傳感部，且發(fā)熱部和多個熱傳感部暴露于氣道的底面上。這種構(gòu)造能提供具有與常規(guī)半導體制造エ藝高度相似性的加速度傳感器。本發(fā)明的另一方面提供一種制造半導體裝置的方法，包括在堆疊體中形成發(fā)熱部；以多個熱傳感部將發(fā)熱部夾于其間的方式，在堆疊體中形成多個熱傳感部；以及提供凹陷氣道，其沿發(fā)熱部和多個熱傳感部被設置的方向延伸，發(fā)熱部和多個熱傳感部暴露于氣道的底面上。根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，能提供具有與常規(guī)半導體制造エ藝高度相似性的加速度傳感器。


結(jié)合附圖對某些實施例的下述說明將使上述和其他方面、優(yōu)點和特征更加顯而易見，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的加熱器的示意性頂視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的加熱器驅(qū)動電路的電路圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱探測電路的電路圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于探測加速度的原理的曲線圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于探測加速度的原理的曲線圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于探測加速度的構(gòu)造的框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱探測電路的電路圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的熱探測電路的電路圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的熱探測電路的操作原理的曲線圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的加熱器驅(qū)動電路的電路圖；
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的加熱器驅(qū)動電路的操作的時序圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明第八實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖21是示出根據(jù)本發(fā)明第九實施例的加熱器的示意圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明第十實施例的半導體裝置的示意圖；圖23是示出根據(jù)本發(fā)明第十一實施例的用于探測加速度的構(gòu)造的框圖；圖24是根據(jù)本發(fā)明第十二實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明第十二實施例的半導體裝置的示意性截面圖26是根據(jù)本發(fā)明第十三實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖27A是根據(jù)參考例的加速度傳感器的示意性水平截面圖；圖27B是根據(jù)參考例的加速度傳感器的示意性垂直截面圖；圖28A是根據(jù)本發(fā)明第十四實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖28B是根據(jù)本發(fā)明第十四實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖29是示出根據(jù)本發(fā)明第十四實施例的半導體裝置的制造方法的示意性截面圖；圖30A是根據(jù)本發(fā)明第十五實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖30B是根據(jù)本發(fā)明第十五實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖31A是根據(jù)本發(fā)明第十六實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖31B是根據(jù)本發(fā)明第十六實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖32是示出根據(jù)本發(fā)明第十六實施例的半導體裝置的制造方法的示意性截面圖；圖33A是根據(jù)本發(fā)明第十七實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖33B是根據(jù)本發(fā)明第十七實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖34A是根據(jù)本發(fā)明第十八實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖34B是根據(jù)本發(fā)明第十八實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖35A是根據(jù)本發(fā)明第十九實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖35B是根據(jù)本發(fā)明第十九實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖36A是根據(jù)本發(fā)明第二十實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖36B是根據(jù)本發(fā)明第二十實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖37是根據(jù)本發(fā)明第二十一實施例的半導體裝置的示意性頂視圖； 圖38A是根據(jù)本發(fā)明第二十二實施例的加熱器或熱傳感器的示意性頂視圖；圖38B是根據(jù)本發(fā)明第二十二實施例的加熱器或熱傳感器的示意性頂視圖；圖38C是根據(jù)本發(fā)明第二十二實施例的加熱器或熱傳感器的示意性頂視圖；圖39A是根據(jù)本發(fā)明第二十三實施例的加熱器或熱傳感器的示意性頂視圖；圖39B是根據(jù)本發(fā)明第二十三實施例的加熱器或熱傳感器的示意性頂視圖；圖40A是根據(jù)本發(fā)明第二十四實施例的加熱器或熱傳感器的示意性透視圖；圖40B是根據(jù)本發(fā)明第二十四實施例的加熱器或熱傳感器的示意性透視圖；圖41是根據(jù)參考例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖42是根據(jù)本發(fā)明第二十五實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖43A是根據(jù)本發(fā)明第二十五實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖43B是根據(jù)本發(fā)明第二十五實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖43C是根據(jù)本發(fā)明第二十五實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖43D是根據(jù)本發(fā)明第二十五實施例的半導體裝置的示意性截面圖；圖44是根據(jù)本發(fā)明第二十六實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖45是根據(jù)本發(fā)明第二十七實施例的半導體裝置的示意性頂視圖；圖46是示出根據(jù)本發(fā)明第二十八實施例的電阻讀取電路的電路圖；圖47是示出根據(jù)本發(fā)明第二十九實施例的電阻讀取電路的電路圖48是根據(jù)本發(fā)明第二十九實施例的電阻讀取電路的示意性截面圖；圖49是示出根據(jù)本發(fā)明第三十實施例的電阻讀取電路的電路圖；圖50A是根據(jù)本發(fā)明第三十一實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖50B是根據(jù)本發(fā)明第三十一實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖51A是根據(jù) 本發(fā)明第三十二實施例的半導體裝置的示意性水平截面圖；圖51B是根據(jù)本發(fā)明第三十二實施例的半導體裝置的示意性垂直截面圖；圖52是示出根據(jù)本發(fā)明第三十三實施例的熱探測電路的電路圖；圖53A是說明根據(jù)本發(fā)明第三十三實施例的熱探測電路的探測原理的曲線圖；圖53B是說明根據(jù)本發(fā)明第三十三實施例的熱探測電路的探測原理的曲線圖；圖54是示出根據(jù)本發(fā)明第三十四實施例的半導體裝置的測量構(gòu)造的框圖；圖55是示出根據(jù)本發(fā)明第三十四實施例的讀取電路的電路圖；圖56是示出根據(jù)本發(fā)明第三十四實施例的半導體裝置的測量結(jié)果的曲線圖；圖57是示出根據(jù)本發(fā)明第三十五實施例的熱探測電路的電路圖；圖58是示出根據(jù)本發(fā)明第三十六實施例的熱探測電路的電路圖；圖59是示出根據(jù)本發(fā)明第三十七實施例的比較器的電路圖；圖60A是示出根據(jù)本發(fā)明第三十七實施例的比較器的電路圖；圖60B是示出根據(jù)本發(fā)明第三十七實施例的比較器的電路圖；以及圖61是示出根據(jù)本發(fā)明第三十七實施例的比較器的電路圖。
具體實施例方式以下參考

本發(fā)明的實施例。下述實施例彼此關(guān)聯(lián)且可根據(jù)需要彼此組合。此外，通過上述組合獲得的有益效果也包括在本發(fā)明的有益效果內(nèi)。相同的部件采用相同的附圖標記，且忽略其重復說明。附圖用于解釋本發(fā)明，且本發(fā)明的范圍不應受限于附圖。第一實施例以下參考

根據(jù)本發(fā)明的實施例。圖I是半導體裝置的示意性頂視圖。圖2和3是半導體裝置的示意性截面圖。圖4是加熱器的示意性頂視圖。圖5是示出加熱器驅(qū)動電路的電路圖。圖6是不出熱探測電路的電路圖。圖7和8是解釋用于探測加速度的原理的曲線圖。圖9是示出用于探測加速度的構(gòu)造的框圖。如根據(jù)以下說明而更加顯而易見的是，在根據(jù)本發(fā)明的該實施例中，在堆疊體中提供氣道、發(fā)熱部以及多個熱傳感部，且發(fā)熱部和多個熱傳感部暴露于氣道的底面上。氣道可通過使用常規(guī)半導體エ藝技術(shù)(層沉積、光刻、蝕刻、剝離、襯底鍵合、旋涂、電鍍等等)而提供在堆疊體中。類似地，發(fā)熱部和熱傳感部也可通過使用常規(guī)半導體エ藝而提供在堆疊體中。因此，在不使用任何專用于MEMS技術(shù)的エ藝的情況下，可通過使用常規(guī)半導體エ藝來制造加速度傳感器。而且還能將加速度傳感器集成進半導體電路芯片中。通過將加速度傳感器集成進半導體電路芯片可獲得多種優(yōu)點。例如，能降低將加速度傳感器集成進半導體電路芯片所產(chǎn)生的總成本。而且可取消常規(guī)制造方法所必需的組裝エ藝。注意到可任意確定氣道、發(fā)熱部以及熱傳感部的特定構(gòu)造和特定數(shù)目，且不應將其局限于下述說明中。這同樣適用于堆疊體的特定構(gòu)造。此外，還可任意確定熱傳感部相對于發(fā)熱部的間隔。以下說明具體實施例。如圖I中所示，半導體裝置100包括堆疊體10，布線層(最上層布線結(jié)構(gòu))20，至少兩個熱傳感器(熱傳感部)30和50，以及加熱器(發(fā)熱部)40。如圖2中所示，堆疊體10包括半導體襯底SUB以及布線結(jié)構(gòu)層LI至L3。注意到布線層20是堆疊體10的構(gòu)成層，且因此被包括在堆疊體10中。如圖3中所示，布線結(jié)構(gòu)層L3的上表面SlO由保護層21覆蓋。在壁線20a和20b之間的部分上表面SlO上不形成保護層21。還可考慮將保護層21設置為被包括在堆疊體10中。如圖3中所示，MOS晶體管MlOO形成在半導體襯底SUB中。注意到圖2是沿圖I的線X2-X2截取的示意性截面圖，且圖3是沿圖I的線X3-X3截取的示意性截面圖。圖I至3中所示的半導體裝置100設置于半導體IC(集成電路)芯片中，該芯片具有任意尺寸并被容納在處于氣密狀態(tài)的填充有惰性氣體(例如氮氣)的封裝中?？赏ㄟ^各種公知技術(shù)來實現(xiàn)實際的封裝結(jié)構(gòu)和氣密密封方法。通過使用常規(guī)半導體エ藝將多個層疊置在半導體襯底上而形成堆疊體10。通過在半導體襯底SUB上順序形成布線結(jié)構(gòu)層LI至L3、布線層20以及保護層21而形成堆疊體10。通過在絕緣層上提供布線層來形成布線結(jié)構(gòu)層LI，此外，也以類似方式形成另兩個布線結(jié)構(gòu)層L2和L3。注意到圖I至3中所示的結(jié)構(gòu)可通過使用常規(guī)半導體エ藝(層沉積、光刻、蝕刻、剝離、退火、旋涂等)來制造。因為這些エ藝是本領域技術(shù)人員所公知的，所以省略其詳細說明。布線層20是導電層，并通過光刻等エ藝構(gòu)造成所需圖案。布線層20包括突出(凸起)的壁線20a和20b。氣道22形成在壁線20a和20b之間。壁線20a是沿y軸延伸的長直線。壁線20b具有類似構(gòu)造。氣道22也沿y軸延伸。壁線和氣道沿垂直于堆疊體10的堆疊方向(z軸方向)的軸線延伸。壁線與加熱器和傳感器同處相同的布線層中，或處于加熱器和傳感器之上的布線層中。此外，設置壁線以便圍繞加熱器和傳感器。以此方式，由形成在布線層結(jié)構(gòu)之上從而作為壁的壁線來構(gòu)造突出的凸塊，且氣道形成于壁內(nèi)。這些壁線的表面可由或不由諸如氧化物膜/聚酰亞胺膜的絕緣膜覆蓋。在本實例中，與專利文獻I相比，在不在堆疊體10中形成通過孔以及在不需要額外エ藝的情況下可形成氣道。此外，通過形成長條形狀的壁線，能確保為設置于相同半導體襯底SUB中的其他部件提供足夠的布線空間。換言之，因為可利用設置于相同村底中的其他部件的布線空間中的空余空間來形成一對壁線，所以可將芯片尺寸的増加最小化。熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50在暴露狀態(tài)下設置于氣道22的底面上。通過形成在布線結(jié)構(gòu)層L3上并被圖案化的導電層(優(yōu)選為銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、金(Au)、鉬(Pt)、釩(V)、其合金、其氧化物或其氮化物)來形成熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50。加熱器40夾在熱傳感器30和50之間。當從加熱器40觀察時，熱傳感器30和50設置在大致相等的位置。熱傳感器30和50通過氣道22中存在的氣體而熱連接至加熱器40。無需將加熱器40與熱傳感器30和50之間的距離設置為彼此完全相等，因為可根據(jù)需要通過在加速度傳感器的控制器一側(cè)執(zhí)行的處理而 進行偏移調(diào)整。注意到優(yōu)選的是，熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50的表面應盡量暴露于氣體。參考圖2，僅熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50的底面接觸布線層結(jié)構(gòu)，且它們的側(cè)面和頂面暴露于氣體。為了進ー步增加這些表面的面積，優(yōu)選對熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50的表面執(zhí)行蝕刻、CVD或電鍍，以便它們具有不平坦(凹凸)表面。熱傳感器30包括從頂部觀察具有矩形的線部31(以下也簡稱為“連接盤(land) ”)，從頂部觀察具有矩形的連接盤32，以及圖案化線部33。此外，熱傳感器30設置于圖案化區(qū)域R30中。圖案化線部33是沿y軸布局為波狀圖案的突起線的一部分。圖案化線部不是必需布局為波狀圖案。組成圖案化線部33的布線的一端連接至島狀連接盤31，且另一端連接至島狀連接盤32。圖案化區(qū)域R30設置在一對壁線之間。與熱傳感器30 類似，加熱器40包括連接盤41，連接盤42，以及圖案化線部43，且設置在圖案化區(qū)域R40中。與熱傳感器30類似，熱傳感器50包括連接盤51，連接盤52以及圖案化線部53，且設置在圖案化區(qū)域R50中。各個圖案化線部43和53的構(gòu)造類似于圖案化線部33的構(gòu)造。圖案化區(qū)域R30至R50彼此具有大致相同的尺寸，但本發(fā)明并不限于上述構(gòu)造。雖然連接盤31，32，41，42，51和52排列在一行中，但可任意確定連接盤的布局圖案。即本發(fā)明不限于上述特殊的實例。各個圖案化區(qū)域R30，R40和R50都是矩形區(qū)域，且其具有約10 μ M至30 μ M的長度以及約10 μ M至30 μ M的寬度。為了實現(xiàn)更高精度的加速度探測，各個圖案化區(qū)域都形成在上述很小的區(qū)域中。如圖2中示意地所示，設置在布線結(jié)構(gòu)層L3上的各個連接盤都通過設置在布線結(jié)構(gòu)層L3中的槽線而連接至設置在布線結(jié)構(gòu)層L2上的布線層。例如，連接盤31通過槽線Τ31連接至布線層ML31。注意到通過在絕緣層中形成通過孔，并用導電材料填充該通過孔而形成槽線。如圖3中示意地所示，形成在半導體襯底SUB上的晶體管MlOO包括源區(qū)(S)、柵結(jié)構(gòu)(G)以及漏區(qū)(D)。源區(qū)通過槽線Ts連接至源布線層Ms。柵電極通過槽線Tg連接至柵布線層Mg。漏區(qū)通過槽線Td連接至漏布線層Md。源布線Ms通過布線連接(未示出)連接至其他電路部件。類似地，柵布線Mg以及漏布線Md也連接至其他電路部件。控制信號輸入焊盤(pad)Pl、參考電位提供焊盤P2、以及信號輸出焊盤P3提供在布線結(jié)構(gòu)層L3上。例如，晶體管MlOO中包括的作為電路部件的功能電路根據(jù)通過控制信號輸入焊盤Pl的控制信號輸入而進行操作。注意到焊盤Pl至P3通常設置于芯片外圍區(qū)域上。但是處于說明性目的，在本實例中采用較簡單的方式對其進行說明。如圖I至3中所示，構(gòu)成熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50的布線圖案與其他布線結(jié)構(gòu)(例如，圖3中所示的焊盤Pl至P3)形成于相同層中，或形成于壁線之下的層中。以此方式，在不明顯改變現(xiàn)有制造エ藝的情況下可將熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50集成進堆疊體10中。通過利用布線空間中的空閑空間來形成上述布線圖案，能在不增加當前芯片尺寸的情況下將加速度傳感器集成進現(xiàn)有IC芯片中。圖4示出從頂部觀察時加熱器40的構(gòu)造。如圖4中所示，圖案化線部43中的線寬窄于將加熱器連接至加熱器驅(qū)動電路的線部的寬度。沿χ軸的方向，向上和向下地布置這種狹窄的線，且因此以波狀圖案沿y軸延伸。上述狹窄的線是發(fā)熱構(gòu)件，其能根據(jù)流過其中的電流產(chǎn)生熱量。如上所述，通過高密度地布置該狹窄的線，可在氣道22的底部上提供很小的熱源。設V和R分表代表電源電壓以及加熱器的阻值，則加熱器的功耗P表達為“P= V2/R”。因此，通過將加熱器的阻值確保為某一水平，就可降低加熱器的功耗。因此，通過使用狹窄的線增加加熱器的阻值，就能降低加熱器的功耗。注意到，加熱器的圖案化構(gòu)造不一定是單層構(gòu)造。即，可通過使用多層布線層(例如四層)構(gòu)造加熱器。以此方式，能在較小的區(qū)域中提供加熱器，且由此能進ー步提高加速度傳感器的精度。在本實施例中，通過存在于布線結(jié)構(gòu)層LI至L3中的絕緣層，將圖案化線部43自身與半導體襯底SUB熱隔離。如果加熱器40的圖案化線部43產(chǎn)生的熱量傳遞至半導體襯底SUB，則會對半導體襯底SUB中提供的部件的操作產(chǎn)生不利影響。在本實施例中，如上所述，因為圖案化線部43形成在半導體襯底SUB之上，并且其間插入存在于布線結(jié)構(gòu)層LI至L3中的絕緣層，所以從半導體襯底SUB觀察吋，圖案化線部43是熱隔離的。通過抑制從圖案化線部43傳遞到半導體襯底SUB的熱量，能夠有效提高半導體裝置100的操作可靠性。通過使用接地布線層，也可避免熱量通過連接線從圖案化線部43傳遞至半導體襯底SUB。
各個熱傳感器30和50都具有與圖4中所示的加熱器40大致相同的構(gòu)造。應當注意，雖然熱傳感器30和50不需要產(chǎn)生熱量，但它們的構(gòu)造也與加熱器40 (其中布置了狹窄的線)類似，以便它們可以探測由其附近環(huán)境中的溫度變化而導致的阻值變化。參考圖5說明加熱器驅(qū)動電路的構(gòu)造實例。注意到，以下說明是建立在假設將該驅(qū)動電路提供在圖2中所示的半導體襯底SUB之上的基礎上的。如圖5中所示，加熱器驅(qū)動電路包括MOS晶體管Ml以及電阻R1，它們串聯(lián)在電源電壓VDD和接地電位GND之間。通過控制器60控制MOS晶體管的導通/截止。圖I至3中所示的加熱器40對應于圖5中所示的電阻R1。例如，控制器60為MOS晶體管Ml的柵極端子提供驅(qū)動脈沖。MOS晶體管Ml響應于驅(qū)動脈沖而被導通。在MOS晶體管Ml處于導通狀態(tài)的過程中，電流流過電阻R1，且由此使得加熱器40產(chǎn)生熱量。參考圖6說明熱探測電路的構(gòu)造實例。注意到以下說明是建立在假設熱探測電路提供在圖2中所示的半導體襯底SUB之上的基礎上的。熱探測電路根據(jù)構(gòu)成熱傳感器的線的溫度變化來探測電阻變化。每升高一度，則形成在硅襯底上的金屬線(銅，鋁等)的片電阻増加I至2%。熱探測電路感應這種電阻變化且由此探測溫度。此外，還可使用氧化釩，其能展現(xiàn)對于熱量的更大的溫度變化。如圖6中所示，熱探測電路包括電流源CS1、電阻R2、放大器AMP、以及算木處理單元61。電流源CSl和電阻R2串聯(lián)連接在電源電壓VDD和接地電位GND之間。電流源CSl和電阻R2之間的節(jié)點連接至放大器AMP的正輸入端子。參考電壓VREF連接至放大器AMP的負輸入端子。放大器AMP的輸出提供至算木處理單元61。圖I至3中所示的熱傳感器30對應于圖6中所示的電阻R2。電阻R2的溫度根據(jù)通過氣體傳遞的加熱器40的溫度而變化。輸入至放大器AMP的正輸入端子的電壓根據(jù)電阻R2的阻值的變化而變化。放大器AMP放大參考電壓VREF和輸入電壓之間的差值，并輸出放大的差值。注意到圖6中所示的相同的熱探測電路也適用于熱傳感器50。算木處理單元61執(zhí)行從連接至相應的熱傳感器30和50的電路輸出的值的算術(shù)處理，且由此計算加速度。參考圖7和8說明加速度計算原理/方法。如上所述，注意到，熱傳感器30和50在從加熱器40的觀察時基本以等距設置。因此，在半導體裝置100沒有移動時，熱傳感器30和50彼此感應大致相同的熱量。注意到，為了減小由熱傳感器相對于加熱器的布置距離的變化而導致的影響，優(yōu)選的是，調(diào)整熱傳感器30和50之間產(chǎn)生的偏移。以此方式，能更高精度地探測加速度。如圖7中所示，可根據(jù)熱傳感器30和50之間的溫差來計算加速度。如圖7中示意所示，當半導體裝置100移動時，從半導體裝置100觀察吋，由實線表示的熱分布偏移至由虛線表示的曲線。熱傳感器30中的溫度隨熱傳感器50中的溫度降低而増大。在停止狀態(tài)下的時間tl和移動狀態(tài)下的時間t2之間，在熱傳感器30中存在溫差。在停止狀態(tài)下的時間tl和移動狀態(tài)下的時間t2之間，在熱傳感器50中也存在溫差。根據(jù)由熱傳感器30和50傳感的溫度之間的差異來計算加速度。注意到可根據(jù)實驗獲得計算加速度的實際公式，且省略其詳細說明。注意到，由于傳感器位置的變化，部件的變化等等，而導致在停止狀態(tài)下的相應熱傳感器30和50的輸出電壓不必彼此相等。在這種情況下，首先存儲在非加速狀態(tài)下的各個熱傳感器的輸出，并根據(jù)與所存儲的值的差來探測加速狀態(tài)下的加速度。熱傳感器至加熱器的熱傳遞路徑 除了通過氣體的路徑外還包括通過層間絕緣膜的路徑以及通過硅襯底的路徑。但是，不管芯片加速與否，除通過氣體的路徑之外的路徑造成的熱傳遞不會發(fā)生變化。因此，可以通過利用在非加速狀態(tài)下獲得的各個熱傳感器的輸出作為參考輸出來探測加速度，從而消除由這些路徑造成的影響。如圖8中所示，可通過脈沖驅(qū)動加熱器40，且由此根據(jù)熱傳感器30和50的溫度變化波形之間的相位差來計算加速度。如圖8中示意地所示，當通過脈沖驅(qū)動加熱器40吋，在加熱器40周圍形成波狀熱分布。熱波形的頂點對應于通電狀態(tài)下的加熱器40，且熱波形的底部對應于斷電狀態(tài)下的加熱器40。熱傳感器30中的溫度根據(jù)波形變化，而波形隨時間變化。熱傳感器50中的溫度以類似方式進行變化。如圖8中示意地所示，當半導體裝置100移動時，當從半導體裝置100觀察時，由實線表示的熱分布偏移至由虛線表示的曲線。響應于此，熱傳感器30中的溫度變化從對應于由實線表示的熱分布的相位變化到對應于由虛線表示的熱分布的相位。圖8中示意性示出的熱分布的差異在熱傳感器30中被探測為溫度變化的相位變化。根據(jù)熱傳感器30和50中的溫度變化的相位差來計算加速度。注意到，可根據(jù)實驗獲得用于計算加速度的實際公式，且省略其詳細說明。參考圖9說明根據(jù)圖8中所示方法來計算加速度的電路構(gòu)造的實例。如圖9中所示，參考時鐘71提供給加熱器40，且還分別提供給相位探測器72和73。根據(jù)所提供的參考時鐘71由脈沖驅(qū)動加熱器40。根據(jù)與參考時鐘相比較，由相位探測器73探測熱傳感器30中的溫度變化的相位。根據(jù)與參考時鐘相比較，由相位探測器72探測熱傳感器50中的溫度變化的相位。注意到，假設將圖6中所示的放大器AMP的輸出提供給相位探測器72和73。相位比較單元74探測由相位探測器72提供以及由相位探測器73提供的波形之間的相位差。如圖9中所示，當半導體裝置100移動時，從半導體裝置100觀察，氣體以相反方向移動。因此，從加熱器40到熱傳感器30 (從加熱器40的觀察時，其處于前向側(cè))的熱傳遞時間比從加熱器40到熱傳感器50 (其位于反向面)的熱傳遞時間長。在圖9所示的實例中，在熱傳感器中將這種時間差探測為溫度變化的相位差，且根據(jù)該相位差計算加速度。通過根據(jù)用于熱傳感器30的傳遞時間(其根據(jù)相位探測器73輸出的脈沖的上升沿時序來進行探測)與用于熱傳感器50的傳遞時間(其根據(jù)相位探測器72輸出的脈沖的上升沿時序來進行探測)之間的差異來計算加速度，可以在能減小由絕對溫度探測等造成的精度變化而導致的不利影響的狀態(tài)下，計算加速度。在圖8和9中所示的方法中，因為探測到交替方式的暫時的溫度變化，所以溫度的絕對值不會對計算精度產(chǎn)生任何直接影響。因此，與探測溫度的絕對值的方法相比，能更高精度地計算加速度。注意到可由本領域技術(shù)人員根據(jù)需要任意確定半導體裝置100的具體制造流程，且可進行各種改迸。圖I至3中所示的構(gòu)造僅是實例。圖I至3以簡化方式示出IC芯片構(gòu)造的一部分，且并未示出其中集成了各種電路/部件的整個IC芯片。如開篇所述，在根據(jù)本發(fā)明的本實施例中，氣道22，加熱器40以及熱傳感器30和50提供在堆疊體10中，且加熱器40和熱傳感器30和50暴露于氣道的底面上?？衫贸Ｒ?guī)半導體エ藝技術(shù)(層沉積、光刻、蝕刻、剝離、襯底鍵合、旋涂、電鍍等等)將氣道22提供在堆疊體10中。類似地，也可利用常規(guī)半導體エ藝技術(shù)將加熱器40和熱傳感器30和50提供在堆疊體10中。因此，能在不利用專用于MEMS技術(shù)的任何エ藝的情況下，通過利用常規(guī)半導體エ藝來制造加速度傳感器。此外，還能將加速度傳感器集成進半導體電路芯片中。 通過將加速度傳感器集成進半導體電路芯片可獲得各種優(yōu)點。例如，能通過將加速度傳感器集成進半導體電路芯片而降低總成本。此外，可取消常規(guī)制造方法所必需的組裝エ藝。注意到，可任意確定氣道、加熱器以及熱傳感器的具體構(gòu)造和具體數(shù)量。類似地，也可任意確定堆疊體的具體構(gòu)造。第二實施例參考圖10至12說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。在本實施例中，與第一實施例相反，通過探測連接至熱傳感器的PN結(jié)的正向電壓的變化來探測熱傳感器中的溫度變化，即，熱傳感器之上的氣體的溫度變化。通過利用PN結(jié)來取代電阻器，可更高精度地探測溫度變化。注意到，由PN結(jié)構(gòu)成的ニ極管的正向電壓隨每度的溫度而變化約2mV。因此，當溫度變化10°C時，可獲得約20mV的信號。圖10是半導體裝置的示意性截面圖。圖11是半導體裝置的示意性頂視圖。圖12是示出熱探測電路的電路圖。如圖10中所示，通過雜質(zhì)的熱擴散在半導體襯底SUB (P型襯底)中形成N阱區(qū)11和13。通過雜質(zhì)的熱擴散在N阱區(qū)11中形成P阱區(qū)12。在N阱區(qū)13中形成P阱區(qū)14。熱傳感器30的連接盤31通過槽線T31，T31_2和T31_l以及布線結(jié)構(gòu)層中形成的線ML31和ML31_2連接至P阱區(qū)12。熱傳感器50的連接盤51通過槽線T51，T51_2和T51_l以及布線結(jié)構(gòu)層中形成的線ML51和ML51_2連接至P阱區(qū)14。如圖11中所示，P阱區(qū)12直接形成在連接盤31之下。P阱區(qū)12的形成范圍大于連接盤31的形成范圍。P阱區(qū)14直接形成在連接盤51之下。P阱區(qū)14的形成范圍大于連接盤51的形成范圍。注意到，可任意確定P阱區(qū)以及連接盤的相對位置關(guān)系，并且其并不限于本實例。與圖6中所示的熱探測電路相比，在圖12中所示的熱探測電路中，由ニ極管Dl取代電阻器R2。以此方式，根據(jù)ニ極管Dl的陰極電壓的變化，通過探測溫度變化就能高精度地探測熱傳感器的溫度。注意到在圖12中，假設圖11中所示的熱傳感器30和50中的每個的線部都設置于ニ極管Dl的陰極端子和電流源CSl之間的節(jié)點NI與電流源CSl之間。類似于第一實施例，在本實施例中，圖案化線部43通過存在于布線結(jié)構(gòu)層LI至L3中的絕緣層而與半導體襯底SUB熱隔離。如果加熱器40的圖案化線部43所產(chǎn)生的熱量傳遞至半導體襯底SUB，則會對半導體襯底SUB中提供的ニ極管的操作產(chǎn)生不利影響。在本實施例中，如上所述，因為圖案化線部43形成在半導體襯底SUB之上且它們之間插入存在于布線結(jié)構(gòu)層LI至L3中的絕緣層，所以從半導體襯底SUB觀察吋，圖案化線部43是熱隔離的。通過抑制從圖案化線部43傳遞至半導體襯底SUB的熱量，可以有效提高半導體裝置100的操作可靠性。第三實施例參考圖13和14說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例。在本實施例中，熱探測電路包括參考電壓發(fā)生電路。即使在這樣的情況下，也可獲得類似于上述實施例的有利效果。圖13是示出熱探測器的電路圖。圖14示出熱探測電路的操作原理。
如圖13中所示，電流源CS3和電阻器R3之間的節(jié)點連接至放大器(比較器)AMP的負輸入端子。電阻器R3的熱容遠大于電阻器R2的熱容。電阻器R3鄰近電阻器R2設置，且因此在相同的時刻具有與電阻器R2大致相同的溫度。圖14中所示的實線表示電阻器R2響應于加熱器40的間歇驅(qū)動的溫度變化。圖14中所示的虛線表示電阻器R3響應于加熱器40的間歇驅(qū)動的溫度變化。如圖14中所示，具有較大熱容的電阻器R3幾乎不受通過氣體傳遞的熱量的影響。因此，輸入到放大器AMP的負輸入端子的電壓大致保持恒定。因為電阻器R2和R3的電阻值之間的量值關(guān)系與隨溫度變化的電阻值相反，所以放大器AMP可探測溫度變化的相位。以此方式，能以相對簡單的構(gòu)造形成熱探測電路。電阻器R2和R3之間的主要區(qū)別在于在氣道22中暴露的面積。因此，不會對制造エ藝產(chǎn)生任何大的影響。第四實施例參考圖15和16說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施例。在本實施例中，以時分方式，電流以正向和反向流過電阻器Rl (即，加熱器40)。如上述實施例所述，加熱器40包括狹窄的線，其隨電流流過其間而產(chǎn)生熱量。因此，如果固定電流流動方向，則由于電遷移而導致可能會損壞狹窄的線。本實施例考慮到上述情況，且流過加熱器40的電流流動方向以適當時間間隔反轉(zhuǎn)，因此能最小化構(gòu)成加熱器40的線的劣化。以此方式，能延長加熱器40的壽命，且因此能提供具有較高可靠性的加速度傳感器。圖15是示出加熱器驅(qū)動電路的電路圖。圖16是示出加熱器驅(qū)動電路的操作的時序圖。如圖15中所示，加熱器40的驅(qū)動電路包括MOS晶體管M2至M5，電阻器Rl以及控制器65。MOS晶體管M2至M4串聯(lián)連接在電源電壓VDD和接地電位GND之間。MOS晶體管M3和M5串聯(lián)連接在電源電壓VDD和接地電位GND之間。電阻器Rl設置在MOS晶體管M2和M4之間的節(jié)點以及MOS晶體管M3和M5之間的節(jié)點之間。如圖16中所示，通過控制器65控制各個MOS晶體管的導通/截止。如圖16中所示，在時間tl至時間t2的時間周期中，晶體管M3和M4導通且晶體管M2和M5截止。當從正向觀察圖15時，流過電阻器Rl的電流從左流向右(正向方向)。在時間t2至時間t3的時間周期中，晶體管M2至M5導通。因此沒有電流流過電阻器R1。在時間t3至時間t4的時間周期中，晶體管M3和M4截止且晶體管M2和M5導通。當從正向觀察圖15時，流過電阻器Rl的電流從右流向左(反向方向)。在時間t4至時間t5的時間周期中，晶體管M2至M5都導通。因此，沒有電流流過電阻器R1。通過重復上述循環(huán)，流過電阻器Rl (即，加熱器40)的電流以時分方式正向/反向流動，因此能最小化加熱器40的老化。
第五實施例參考圖17說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施例。在本實施例中，除了上述實施例中所述的構(gòu)造外，還將蓋板(覆蓋構(gòu)件)80設置在保護層21之上，并且由此如圖17中所示，氣道22被從上部進行覆蓋。以此方式，封閉氣道22的頂部。因此能有效避免從加熱器40傳遞至氣道22中包含的氣體的熱量向上擴散。優(yōu)選地，可使用熱導率低于半導體的玻璃板或陶瓷板來用作蓋板80。覆蓋氣道22的覆蓋構(gòu)件不限于類似于蓋板80的板狀構(gòu)件。第六實施例參考圖18說明根據(jù)本發(fā)明的第六實施例。在本實施例中，除了上述實施例中所述的構(gòu)造外，如圖18中所示，通過位于壁線20a和20b之間的保護層21形成氣道22。當保護層侵入到壁線之間時，凹陷可用作在圖18中所示的壁線之間形成的氣道。如圖18中所示，氣道22的寬度隨離半導體襯底SUB的距離增加而變窄(Wl > W2)。以此方式，能產(chǎn)生頂部 較窄的氣道22，因此能防止由加熱器40加熱的氣體向上溢出。通過將由加熱器40加熱的氣體限制在氣道22中，能提高由熱傳感器30和50進行的氣體溫度探測的精度。第七實施例參考圖19說明根據(jù)本發(fā)明的第七實施例。在本實施例中，與上述實施例相反，通過將其中形成有長開ロ的板狀部件設置在襯底上(布線結(jié)構(gòu)層上)而形成氣道22，以替代通過將布線層20構(gòu)形成所需圖案來形成氣道22。即使在上述情況下，也能獲得類似于上述實施例的有利效果。如圖19中所示，板狀構(gòu)件(最上層布線結(jié)構(gòu))25設置在襯底(半導體襯底SUB以及布線結(jié)構(gòu)層LI至L3)之上。板狀部件25例如是玻璃板，陶瓷板等。在板狀部件25中形成開ロ，且該開ロ用作氣道22。注意到在圖19中，出于說明性目的而省略對加熱器、熱傳感器等的說明?？扇我獯_定用于將板狀構(gòu)件堆疊在襯底上的具體方法。例如，優(yōu)選地，通過將板狀構(gòu)件鍵合到襯底而將板狀構(gòu)件堆疊在襯底之上。也可任意確定將板狀構(gòu)件固定到襯底的方法。例如，通過板狀構(gòu)件和襯底之間插入粘合劑而將板狀構(gòu)件固定在襯底上。在這種情況下，采用不會使粘合劑滲入氣道22量來涂覆粘合剤。第八實施例參考圖20說明根據(jù)本發(fā)明的第八實施例。在本實施例中，將圖17中所示的蓋板80應用至圖19中所示的實施例。即使在該情況下，可能獲得類似于上述實施例的有利效
果O第九實施例參考圖21說明根據(jù)本發(fā)明的第九實施例。在本實施例中，通過布置與圖4中所示不同的布線圖案來形成加熱器。即使在該情況下，可能獲得類似于上述實施例的有利效果。如圖21中所示，通過螺旋形布置的線來形成加熱器。線的一端通過溝槽連接至位于布線結(jié)構(gòu)層中的線。線的另一端也以類似方式連接。圖21中所示的加熱器設置在各個邊都約為9.6μπι長的矩形區(qū)域中。也可以類似于圖21中所示的布線圖案來構(gòu)造熱傳感器。第十實施例參考圖22說明根據(jù)本發(fā)明的第十實施例。在本實施例，熱探測電路以及加熱器驅(qū)動電路設置為遠離熱傳感器30，加熱器40以及熱傳感器50，以便防止由加熱器40產(chǎn)生的熱量導致的特性波動。更優(yōu)選地，如圖22中所示的示意性位置間隔可以看出，加熱器40和加熱器驅(qū)動電路之間的距離(例如，距離W91)大于加熱器40和熱傳感器30之間的距離(例如,距離W90)。類似地，熱傳感器30和熱探測電路之間的距離(例如，距離W92)大于加熱器40和熱傳感器30之間的距離。以此方式，能有利地避免由加熱器40引起的熱效應而導致的各個電路的特性的波動。注意到其他特征類似于上述實施例，因此不再贅述。即使在本實施例中，也能獲得類似于上述實施例的有利效果。第^^ 一實施例參考圖23說明本發(fā)明的第十一實施例。在本實施例中，采用圖23中所示的探測構(gòu)造。如圖23中所示，熱傳感器50的輸 出與加熱器40的時鐘信號混合，且來自混頻器172的輸出信號的低頻分量選擇性地通過低通濾波器174。此外，熱傳感器30的輸出與加熱器40的時鐘信號混合，且來自混頻器173的輸出信號的低頻分量選擇性地通過低通濾波器175。電壓比較單元176將來自低通濾波器174和175的輸入電壓值彼此比較。當半導體裝置100沒有被加速吋，熱傳感器30和50的輸出信號基本上與加熱器40的時鐘信號一致。但是當半導體裝置100被加速時，借助對應于通過氣體的熱傳導的量來調(diào)制時鐘信號。通過將熱傳感器30或者50輸出的調(diào)制信號與時鐘信號混合，可獲得如下的信號，在該信號中組合了具有作為時鐘信號兩倍的頻率分量的信號和接近于DC的低頻信號。通過僅使低頻通過低通濾波器，可提取接近DC的信號。低通濾波器的輸出電壓值變化對應于由通過氣體進行的熱傳導造成的調(diào)制的量。根據(jù)該原理，電壓比較單元176將低通濾波器174和175的輸出電壓相互比較。則可根據(jù)電壓比較單元176的比較結(jié)果來探測加速度。注意到其他特征類似于上述實施例，因此不再贅述。即使在該實施例中，也能獲得類似于上述實施例的有利效果。第十二實施例參考圖24和25說明根據(jù)本發(fā)明的第十二實施例。在本實施例中，如圖24中所示，N區(qū)13和P區(qū)14之間的結(jié)位于遠離熱傳感器30的位置。類似地，N區(qū)11和P區(qū)12之間的結(jié)位于遠離熱傳感器50的位置。通過以此方式確保ニ極管之間的距離，能通過半導體襯底SUB降低ニ極管之間的熱傳導的影響。注意到，滿足“W200 < W201 < W202 < W204”的關(guān)系。如圖25中所示，優(yōu)選地，將用于散熱的線ML200設置在加熱器40和半導體襯底SUB之間，更具體來說，直接設置在加熱器40之下。以此方式，可切斷通過半導體襯底SUB從加熱器40至ニ極管的熱傳導路徑，因此能提高熱傳感器對通過氣體傳遞的熱量的靈敏性。優(yōu)選地，希望將線ML200固定到接地端或固定電位。因為用于固定線ML200的電位的布線變成熱傳導路徑，所以布線優(yōu)選設置在用于驅(qū)動加熱器的線附近。而且，將該布線連接至接地端或固定電位的節(jié)點優(yōu)選設置在加熱器驅(qū)動電路附近。其他特征類似于上述實施例，所以不再贅述。即使在該實施例中，也能獲得類似于上述實施例的有利效果。第十三實施例參考圖26說明根據(jù)本發(fā)明的第十三實施例。在本實施例中，如圖26中所示，四個熱傳感器30(50)設置在加熱器40周圍。四個熱傳感器30以90度角間隔設置在加熱器40周圍。換言之，該實施例可如下說明。熱傳感器30a和30c相對于加熱器40對稱設置。熱傳感器30b和30d相對于加熱器40對稱設置。熱傳感器對30a和30c的設置方向大致垂直于熱傳感器30b和30d的設置方向。通過采用上述構(gòu)造，能通過比較熱傳感器30a和30c的輸出來探測χ軸方向的加速度，且通過比較熱傳感器30b和30d的輸出來探測y軸方向的加速度。以此方式，能借助較小的構(gòu)造來探測多個方向上的位移。注意到其他特征類似于上述實施例，且因此不再贅述。即使在該實施例中，也能獲得類似于上述實施例的有利效果。注意到本發(fā)明不限于上述實施例，且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進行各種變型?？扇我獯_定最上層布線結(jié)構(gòu)的具體材料，且其可由絕緣層構(gòu)成。構(gòu)成加熱器、熱傳感器等的線可由硅等制成。也可任意確定氣道的延伸形式，且其并不限于直線形式。第十四實施例 為了使本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)之間的差異變得清楚，在下文中說明沒有應用本發(fā)明的參考例。圖27A和27B是通過密封和形成專利文獻I中公開的熱型加速度傳感器而獲得參考例的水平截面圖和垂直截面圖。在參考例的加速度傳感器900中，在硅襯底901內(nèi)部挖掘并形成充滿氣體的腔(中空部)902。從頂部觀察和從側(cè)面觀察時，加熱器903設置在腔902的中心。加熱器903從加速度傳感器900的ー側(cè)延伸至相對側(cè)。熱傳感器904和905設置在加熱器903的兩側(cè)。熱傳感器904和905從加速度傳感器900的ー側(cè)延伸至其相對側(cè)。即，在參考例的加速度傳感器900中，因為通過切掉硅襯底901的內(nèi)部而形成內(nèi)部腔902，所以腔902具有與硅襯底901類似的外部形狀，即，具有矩形水平界面和矩形垂直界面。此外，加熱器903和熱傳感器904和905形成為懸置在腔902的內(nèi)部中。在參考例的加速度傳感器900中，腔902中包含的氣體通過加熱器903加熱，且氣體溫度通過熱傳感器904和905探測。當參考例的加速度傳感器900移動時，腔902中包含的氣體不跟隨加速度傳感器900的移動，并因此在加速度傳感器900的移動方向的反方向上流動。因此，在位于加熱器903兩側(cè)上的熱傳感器904和905的位置處之間的氣體的溫度分布變得不對稱。因此在參考例的加速度傳感器900中，可通過比較熱傳感器904和905的輸出來探測施加于加速度傳感器900上的加速度。以下參考圖28A和28B說明根據(jù)本發(fā)明的該實施例的半導體裝置100。圖28A和28B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。因為圖I僅示出半導體裝置100的一部分，所以其僅示出沿Y方向延伸的壁線20a和20b。與此相反，圖28A和28B示出構(gòu)成要被充滿氣體的中空部的整個壁線。如圖28A和28B中所示，半導體裝置100包括堆疊體10、最上層布線結(jié)構(gòu)20 (壁布線20a和20b)、熱傳感器30、熱傳感器50、以及加熱器40。注意到，因為壁線形成為連續(xù)線，所以在以下說明中將整個壁線稱為“20a”或“20b”。堆疊體10包括半導體襯底SUB以及布線結(jié)構(gòu)層し半導體襯底SUB是硅襯底。類似于圖2，布線結(jié)構(gòu)層L包括布線結(jié)構(gòu)層LI至L3，且各個布線結(jié)構(gòu)層都包括層間絕緣膜以及布線層。此外，最上層布線結(jié)構(gòu)20是形成在最上層中的金屬線(布線層)，并構(gòu)成壁線20a。在本實例中，壁線20a、加熱器40、以及熱傳感器30和50都形成在相同的最上層中。加熱器40設置在堆疊體10的最上層中，且熱傳感器30和50在Y方向上設置于加熱器40的兩側(cè)。注意到，加熱器40和熱傳感器30和50的各個線或所有線也可都稱為“加熱器/熱傳感器線110”。設置限定氣體流動的壁線20a(20b)從而從頂部觀察吋，以大致矩形形狀圍繞加熱器/熱傳感器線110。布線結(jié)構(gòu)層L的上表面SlO和壁線20a由保護層21 (覆蓋膜)覆蓋。在位于壁線20a的內(nèi)部的上表面SlO的一部分上并未形成保護層21。即，加熱器/熱傳感器線110并未被保護層21覆蓋，且線表面暴露于氣體。而且，類似于圖17，蓋板80設置在突起的保護層21之上。蓋板80是玻璃襯底、硅襯底等。蓋板80疊置在壁線20a的整個上表面上，且保護層21插入其間。因為壁線20a接觸蓋板80，所以由壁線20a圍繞的區(qū)域變成封閉的中空部24。即，中空部24在如下狀態(tài)下被密封和形成中空部24的頂部由蓋板80覆蓋；底部由接觸最上 層的布線結(jié)構(gòu)層L(L3)的層間絕緣膜覆蓋；且側(cè)面由壁線20a覆蓋。位于加熱器/熱傳感器線110附近的中空部24的部分空間被稱為“氣道22”，且在Y方向(氣流方向)上位于氣道22兩側(cè)的部分空間被稱為“空腔23 (23a和23b) ”。該中空部24充滿氣體，例如空氣、氮氣或IS氣。在具有圖28A和28B所示構(gòu)造的半導體裝置100中，中空部24中包含的氣體由加熱器40加熱，且氣體的溫度分布由圖7和8中所示的熱傳感器30和50測量。通過進行上述過程，可根據(jù)熱傳感器30和50之間的溫差探測加速度。以下參考圖29說明圖28A和28B中所示的半導體裝置100的制造方法。首先，在步驟SlOl中，制備半導體襯底SUB以及在半導體襯底SUB上形成構(gòu)成熱探測電路等(未示出)的MISFET (金屬-絕緣體-半導體場效應晶體管)。接著在步驟S102中，在步驟SlOl中形成的半導體襯底SUB上形成布線結(jié)構(gòu)層L以及最上層布線結(jié)構(gòu)20。S卩，在半導體襯底SUB上堆疊并形成包括了布線層和層間絕緣膜的布線結(jié)構(gòu)層L，且在布線結(jié)構(gòu)層L上形成壁線20a和加熱器/熱傳感器線110而作為最上層布線。對于層間絕緣膜來說，可使用通過將碳混入氧化硅而獲得的物質(zhì)，或使用氧化硅。接著在步驟S103中，在步驟S102中形成的堆疊體10的整個上表面上沉積保護層21。即，保護層21形成為覆蓋布線結(jié)構(gòu)層L，壁線20a以及加熱器/熱傳感器線110的整個上表面。在本實例中，保護層21的材料是聚酰亞胺。接著在步驟S104中，通過將光暴露于步驟S103中形成的堆疊體10的上表面而移除加熱器/熱傳感器線110附近的部分保護層21。即，通過將光暴露于位于壁線20a中的布線結(jié)構(gòu)層L以及加熱器/熱傳感器線110的上表面而移除部分保護層21，以致暴露布線結(jié)構(gòu)層L的層間絕緣膜和加熱器/熱傳感器線110。接著在步驟S105中，將蓋板80粘接并鍵合至步驟S104中形成的堆疊體10的頂部。即，由于壁線20a的存在而導致從保護層21的剰余部分突出的部分保護層21與蓋板80接觸并接合至該蓋板80。通過上述エ藝，可形成圖28A和28B中所示的半導體裝置100。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的該實施例的半導體裝置中，要被充滿氣體的中空部通過堆疊體的最上層上的壁線形成，且加熱器和多個熱傳感器設置于中空部中。堆疊體之上存在的氣體通過加熱器加熱，且其溫度通過熱傳感器探測。通過上述過程可探測施加于半導體裝置上的加速度。如上所述，在圖27A和27B所示的參考例的加速度傳感器中，需要切除硅襯底的內(nèi)部以形成腔，并將加熱器和熱傳感器以懸置狀態(tài)設于腔內(nèi)。因此非常難于制造加速度傳感器。在本發(fā)明中，因為加速度傳感器使用圖28A和28B中所示的半導體裝置構(gòu)造，所以可通過使用圖29中所示的常規(guī)半導體エ藝來制造加速度傳感器。因此能提高制造效率并實現(xiàn)更高的封裝密度。第十五實施例參考圖30A和30B說明根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體裝置100。圖30A和30B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。在圖30A和30B中所示的半導體裝置100中，與圖28A和28B中所示的半導體裝置100相比，在加熱器/熱傳感器 線110上形成覆蓋膜111。其他構(gòu)造類似于圖28A和28B中所示的裝置。S卩，加熱器/熱傳感器線110的暴露部分由用于加熱器/熱傳感器的覆蓋膜111覆蓋。覆蓋膜111被形成為覆蓋加熱器/熱傳感器線110的整個上表面和側(cè)面，否則其將暴露于氣體。覆蓋膜111的材料實例包括諸如聚酰亞胺的有機材料、諸如SiO2的氧化物膜、以及諸如SiN，TiN和TaN的氮化物膜。如上所述，通過在加熱器/熱傳感器線110上形成覆蓋膜，使得加熱器/熱傳感器線110不直接暴露于氣體。因此能避免加熱器/熱傳感器線110的金屬材料由于接觸氣體而被腐蝕或損壞。此外，覆蓋膜111的厚度優(yōu)選形成為薄于用于諸如壁線20a的其他部件的保護層(保護膜)的厚度。通過將覆蓋膜111形成為薄膜，可提高熱導率，因此能提高加熱器的發(fā)熱效率和/或熱傳感器的探測靈敏度。第十六實施例參考圖31A和31B說明根據(jù)本發(fā)明的該實施例的半導體裝置100。圖31A和31B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。當圖31A和31B中所示的半導體裝置100與圖28A和28B中所示的半導體裝置100比較時，其中形成有加熱器/熱傳感器線110的布線層的層級不同，但其他構(gòu)造是類似的。在圖28A和28B中所示的半導體裝置100中，加熱器/熱傳感器線110與壁線20a都形成于相同的最上層中。與此相反，在根據(jù)圖31A和31B所示的本實施例的半導體裝置100中，形成在布線層中的加熱器/熱傳感器線110形成在壁線20a之下。例如，布線結(jié)構(gòu)層L包括布線結(jié)構(gòu)層LI至L3，且加熱器/熱傳感器線110形成在布線結(jié)構(gòu)層L3(中間層)的布線層中，其直接位于最上層下。在壁線20a內(nèi)部，使堆疊體的表面被向下挖掘至布線結(jié)構(gòu)層L2的上表面。中空部24以如下狀態(tài)密封和形成其中，中空部24的頂部由蓋板80覆蓋；底部由布線結(jié)構(gòu)層L(L2)的中間層的層間絕緣膜覆蓋；且側(cè)面由壁線20a覆蓋，且布線結(jié)構(gòu)層L(L3)的層間絕緣膜接觸最上層。即，與圖28A和28B中所示的中空部24相比較，圖3IA和31B中所示的中空部24被形成為具有大出下述量的深度，所述量等于布線結(jié)構(gòu)層L3的厚度。接著參考圖32說明圖31A和31B中所示的半導體裝置的制造方法。注意到圖32中所示的エ藝與圖29中所示的エ藝的區(qū)別在于加熱器/熱傳感器線110的形成位置以及用于暴露加熱器/熱傳感器線110的蝕刻エ藝，而其他エ藝類似。首先在步驟S201中，制備半導體襯底SUB且在半導體襯底SUB上形成構(gòu)成熱探測電路等(未示出)的MISFET。接著在步驟S202中，在步驟S201中形成的半導體襯底SUB上形成布線結(jié)構(gòu)層L以及最上層布線結(jié)構(gòu)20。S卩，在半導體襯底SUB上層疊并形成包括了布線層和層間絕緣膜的布線結(jié)構(gòu)層L，且在布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層上形成加熱器/熱傳感器線110從而作為中間層布線。在加熱器/熱傳感器線110上形成層間絕緣膜，且在層間絕緣膜上形成壁線20a從而作為最上層布線。接著在步驟S203中，在步驟S202中形成的堆疊體10的整個上表面之上沉積保護層21。即，保護層21形成為覆蓋布線結(jié)構(gòu)層L以及壁線20a的整個上表面。接著在步驟S204中，通過對步驟S203中形成的堆疊體10的上表面執(zhí)行曝光而移除位于加熱器/熱傳感器線110上以及其周圍的部分保護層21。S卩，通過對位于壁線20a 內(nèi)部的布線結(jié)構(gòu)層L的上表面進行曝光而移除部分保護層21，以便暴露布線結(jié)構(gòu)層L的層間絕緣膜。接著在步驟S205中，通過利用保護層21作為掩模而對步驟S204中形成的堆疊體10的上表面執(zhí)行干法蝕刻，以便移除布線結(jié)構(gòu)層L的部分層間絕緣膜。即，對于壁線20a的內(nèi)部區(qū)域來說，蝕刻布線結(jié)構(gòu)層L3的層間絕緣膜，并且由此暴露作為布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層的加熱器/熱傳感器線110，以及布線結(jié)構(gòu)層L2的層間絕緣膜。接著在步驟S206中，蓋板80粘合到步驟S205中形成的堆疊體10的頂部并與其接合。通過上述エ藝形成圖31A和31B中所示的半導體裝置100。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的本實施例的半導體裝置中，利用由在堆疊體最上層上的壁線和下層的層間絕緣膜形成的層級差來形成要被充滿氣體的中空部。通過將加熱器和多個熱傳感器置于該中空部中，通過加熱器加熱堆疊體上的空氣，并通過熱傳感器探測溫度，能在圖28A和28B中所示的實施例的情況下探測半導體裝置的移動速度。此外，可通過使用如圖29中所示エ藝的常規(guī)半導體エ藝來制造加速度傳感器。此外因為加熱器/熱傳感器線110形成在被向下挖掘的布線結(jié)構(gòu)層L中，所以可擴大中空部24。在本實施例中，即使在壁線20a的厚度和水平尺寸等于圖28A和28B中所示的實施例的厚度和水平尺寸時，也可使中空部24的體積大于圖28A和28B中所示的實施例的體積。當中空部較狹窄時，氣體不能順利流動。因此，通過擴大中空部，可使氣體流動得更順利，因此能提高加速度傳感器的靈敏度。第十七實施例參考圖33A和33B說明根據(jù)本發(fā)明的該實施例的半導體裝置100。圖33A和33B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。在圖33A和33B中所示的半導體裝置100中，與圖31A和31B中所示的半導體裝置100相比，不同之處在于壁線20a的布局圖案和由壁線20a定義并形成的中空部24的形狀。其他構(gòu)造類似于圖31A和31B中所示的構(gòu)造。在圖33A和33B中所示的半導體裝置100中，類似于圖31A和31B中所示的半導體裝置100，加熱器/熱傳感器線110形成于位于最上層下的布線層中。以此方式，能為加熱器/熱傳感器線110上的氣流提供較大空間。以下說明本實施例中的中空部24的形狀，該形狀由壁線20a的布局圖案構(gòu)成。在圖31A和31B中所示的半導體裝置100中，中空部24的水平截面大致為矩形，且其長邊位于Y方向，且因此從腔23a至氣道22以及至腔23b的水平截面的寬度保持不變。
與此相反，在圖33A和33B中所示的半導體裝置100中，X方向(垂直于氣流的方向)上的中空部24的水平截面的寬度在熱傳感器30和50附近的區(qū)域和其他區(qū)域之間明顯不同。S卩，熱傳感器30和50所處的氣道22的寬度較窄，而具有較寬寬度的腔23a和23b則形成在氣道22兩側(cè)。在圖33A和33B中，各個腔23a和23b的水平截面大致為矩形，且其長邊沿X方向，且長邊的長度大于氣道22的寬度。注意到，本實施例僅需要腔23a和23b的寬度大于氣道22的寬度。因此腔的形狀不限于矩形。即，腔的形狀實例包括正方形和其他多邊形。此外，本實施例僅需要氣道22的寬度在熱傳感器30和50附近較窄。例如，加熱器40附近的寬度大于熱傳感器30和50附近的寬度。 當半導體裝置100移動時，中空部24中包含的氣體不能跟隨半導體裝置100的移動。因此，氣流會以半導體裝置100的移動方向相反的方向流動。當腔23中的氣體移動至腔23b時，氣體需要穿過熱傳感器30和50附近的氣道22。當具有較大空間的腔23a中的氣體試圖穿過具有較窄空間(瓶頸)的氣道22時，具有較大體積的氣體突然進入瓶頸，由此使氣壓増大。因此，當氣體穿過氣道22時，氣體流速比腔23a和23b中的情況快。隨著氣道22中氣流加快，由較快氣流導致的熱傳遞速度也變快。此外，還增加了傳遞的熱量。因此，與沒有瓶頸部的情況相比，傳感器的溫度變化更快且更大，因此能提高加速度傳感器的靈敏度。如上所述，在類似于圖27A和27B中所示的參考例或圖31A和31B中所示的加速度傳感器中，密封有氣體的中空部的形狀在熱傳感器區(qū)域和其他區(qū)域之間不變。因此氣流速度也不變。因此，不能夠控制氣流速度。因此，為了提高加速度傳感器的靈敏度，需要增大中空部的尺寸和/或加熱器/熱傳感器線的尺寸。在本實施例中，在探測堆疊體之上的氣流的加速度傳感器中，氣流流過區(qū)域的部分較窄，由此使在該部分中流動的氣體快于其他部分中流動的氣體。通過將熱傳感器設于流速較高的該部分中，能提高對氣體溫度的探測靈敏度。第十八實施例參考圖34A和34B說明根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100。圖34A和34B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。在圖34A和34B中所示的半導體裝置100中，與圖33A和33B中所示的半導體裝置100相比，不同之處在于壁線20a的布局圖案以及由壁線20a定義并形成的中空部24的腔的形狀。其他構(gòu)造類似于圖33A和33B中所示的構(gòu)造。在圖33A和33B中所示的半導體裝置100中，各個腔23a和23b都大致為矩形，且其長邊沿X方向。腔23a和23b的側(cè)面(壁線)以直角鄰接氣道22的側(cè)面(壁線)。與此相反，在圖34A和34B中所示的半導體裝置100中，腔23a和23b的側(cè)面(壁線)以大于直角的角度鄰接氣道22的側(cè)面(壁線)。即，由壁線20a形成的中空部24的寬度在設置了熱傳感器30和50的氣道22的部分附近最窄，且隨著離熱傳感器30和50的距離增加而逐漸加寬。換言之，中空部24的寬度在最遠離熱傳感器30和50的部分最寬，且隨著離熱傳感器30和50的距離減小而逐漸變窄。本實施例僅需要鄰接氣道22的腔23a和23b的側(cè)面相對于Y方向(氣流方向)傾斜。即，只要滿足上述要求，則腔23a和23b的形狀可以是任意的。
如上所述，在本實施例中，腔的形狀隨著離熱傳感器的距離減小而逐漸變化。以此方式，與腔的拐角和氣道成直角的情況相比，空氣阻カ變得較小，因此能使氣流更加平緩。因此能提高加速度傳感器的靈敏度。例如，當密封在中空部24中的材料對由壁線造成的空氣阻カ敏感時，可通過相對于氣道傾斜腔的側(cè)面來降低空氣阻力，因此能顯著増加流速。第十九實施例在圖33A和33B，圖34A和34B中，說明了中空部24的水平截面在熱傳感器附近變化的實例。在本實施例中，說明中空部24的垂直截面在熱傳感器附近變化的實例。圖35A和35B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。在圖35A和35B中所示的半導體裝置100中，與圖28A和28B，圖31A和31B中所示的半導體裝置100相比，不同之處在于其中形成加熱器或熱傳感器的布線層的位置(層級)。其他構(gòu)造類似于圖28A和28B，圖31A和31B中所示的構(gòu)造。在圖28A和28B，圖31A和31B中所示的半導體裝置100中，加熱器40和熱傳感器30和50形成在相同布線層中。與此相反，圖35A和35B中所示的半導體裝置100中，加熱器40和熱傳感器30和50形成在不同布線層中。如圖35A和35B所示，熱傳感器30和50與壁線20a形成在相同的最上層中，而加熱器40形成在布線結(jié)構(gòu)層L中，其位于壁線20a之下。例如，布線結(jié)構(gòu)層L包括布線結(jié)構(gòu)層LI至L3，且加熱器40形成在布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層中(中間層)，其直接位于最上層之下。在夾在熱傳感器30和50之間的加熱器40附近的區(qū)域中，堆疊體的表面被向下挖掘至布線結(jié)構(gòu)層L2的層間絕緣膜的上表面。即，在加熱器40附近的區(qū)域中，在Z方向上中空部24的深度較深，而在熱傳感器30和50附近的區(qū)域中，在Z方向上中空部24的深度較小。如上所述，在本實施例中，熱傳感器30和50形成在最上層中，且加熱器40形成在從最上層向下挖掘的下布線層中。以此方式，中空部的空間在加熱器40附近較大，且在熱傳感器30和50附近較小。因此，類似于圖33A和33B，圖34A和34B中的構(gòu)造，能增加熱傳感器附近的氣流速度，且因此能提高加速度傳感器的靈敏度。第二十實施例在本實施例中，說明了中空部24的垂直截面在熱傳感器附近變化的另ー實例。圖36A和36B是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。在圖36A和36B中所示的半導體裝置100中，與圖28A和28B中所示的半導體裝置100相比，不同之處在于與腔鄰接的層。此外，在圖36A和36B中所示的半導體裝置100中，與圖31A和31B中所示的半導體裝置100相比，不同之處在于其中形成加熱器/熱傳感器線的層的位置。其他構(gòu)造類似于圖28A和28B，圖31A和31B中所示的構(gòu)造。在圖28A和28B，圖31A和31B中所示的半導體裝置100中，其中設置了加熱器/熱傳感線110的布線層與鄰接腔23a和23b的層是相同的層。與此相反，圖36A和36B中所示的半導體裝置100中，其中設置了加熱器/熱傳感線110的布線層與鄰接腔23a和23b的層不同。如圖36A和36B所示，加熱器/熱傳感器線110與壁線20a形成在相同的最上層中。腔23a和23b鄰接位于壁線20a下的布線結(jié)構(gòu)層し例如，布線結(jié)構(gòu)層L包括布線結(jié)構(gòu)層LI至L3。此外，在夾在壁線20a與熱傳感器30和50之間的腔23a和23b中，堆疊體的表面被向下挖掘至布線結(jié)構(gòu)層L2的層間絕緣膜的上表面。S卩，在腔23a和23b中以及它們附近，在Z方向上中空部24的深度較大，而在熱傳感器30和50附近的區(qū)域中，在Z方向上中空部24的深度較小。如上所述，在本實施例中，加熱器/熱傳感器線110形成在最上層中，且鄰接腔23a和23b的布線結(jié)構(gòu)層被向下挖掘至下面的層。因此，中空部的空間在腔23a和23b中或其附近較大，且在熱傳感器30和50附近較小。因此類似于圖35A和35B，能増加熱傳感器附近的氣體流速，且因此提高加速度傳感器的靈敏度。第二 ^^ 一實施例在本實施例中，說明了中空部24的垂直截面在熱傳感器附近變化的另ー實例。圖37是根據(jù)本實施例的半導體裝置100的水平截面圖。注意到半導體裝置100的垂直截面類似于圖33B等中所示的情況。
在圖33A和33B中所示的半導體裝置100中，形成在X方向上延伸的氣道，且在氣道兩側(cè)形成腔。與此相反，在圖37中所示的半導體裝置100中，除了圖33A和33B中所示的構(gòu)造外，還形成在Y方向上延伸的另ー氣道，且在該氣道兩側(cè)形成腔。如圖37中所示，加熱器40設置在中央，且四個熱傳感器30 (50)沿X方向和Y方向設置在加熱器40附近。在Y方向上，熱傳感器30a(50)，加熱器40和熱傳感器30b (50)以此順序排列成一行。此外，在X方向上,熱傳感器30c (50),加熱器40和熱傳感器30d(50)以此順序排列成一行。在Y方向上延伸的氣道22a和22b形成在設置熱傳感器30a和30b的位置處。氣道22a和22b構(gòu)成氣道22y，且腔23a和23b形成在氣道22y兩側(cè)。此外，在X方向上延伸的氣道22c和22d形成在設置熱傳感器30c和30d的位置處。氣道22c和22d構(gòu)成氣道22x，且腔23c和23d形成在氣道22x兩側(cè)。換言之，氣道22y和22x彼此成直角相交，且加熱器40設置在上述氣道的交點處。四個熱傳感器30與加熱器40等距地設置在相應氣道中。注意到類似于圖33A和33B，圖34A和34B，腔可具有其他各種形狀。如上所述，在本實施例中，設置熱傳感器以致不僅在X方向還在Y方向上夾著加熱器。因此類似于圖26，能利用四個熱傳感器探測沿兩個不同軸(即X方向和Y方向)的加速度。而且在本實施例中，中空部的寬度在沿X方向和Y方向延伸且其中設置了四個熱傳感器的氣道部中較窄，且在位于氣道部外部的四個腔中較寬。以此方式，類似于圖33A和33B等，能增大氣道部中的氣流速度，且因此提高加速度傳感器的靈敏度。第二十二實施例參考圖38A，38B和38C說明根據(jù)本發(fā)明該實施例的加熱器/熱傳感器線110的布線圖案。圖38A，38B和38C示出從頂部觀察時的加熱器40或熱傳感器30或50的布線圖案。如上所述，在半導體裝置100中，加熱器40和熱傳感器30和50由金屬線形成，且通過利用線的寄生電阻而將其用作加熱器和熱傳感器。因此，為了使加熱器40和熱傳感器30和50有效工作，需要增大金屬線的電阻值。因此，為了增大線的電阻值，在本實施例中，如圖38A，38B和38C中所示，加熱器/熱傳感器線110布局為細長的線。圖38A，38B和38C示出曲折形布線圖案的三個實例。
如圖38A，38B和38C中所示，加熱器/熱傳感器線110布局為曲折形，以便可有效地在較小區(qū)域中布局細長的線。曲折形線是指具有Z字形布線圖案的線，其中，線以在ー個方向和相反方向上交替折回的方式布局。圖38A和38B示出在Y軸正方向和Y軸負方向(氣流方向)上左右不對稱的布線圖案，且圖38C示出在Y軸正方向和Y軸負方向上左右対稱的布線圖案。在圖38A所示的布線圖案中，加熱器/熱傳感器線110包括曲折形曲折線部IlOa以及直線的折回線部110b。在布線圖案120中，曲折線部IlOa設置在Y軸方向正側(cè)，且折回線部IlOb設置在Y軸方向負側(cè)。曲折線部I IOa的一端通過寬線113a連接至槽線(通孔)112a，且另一端連接至折回線部110b。曲折線部IlOa由沿氣流方向(Y方向)延伸的交替折回的線構(gòu)成。折回線部IlOb的一端連接至曲折線部IlOa且另一端通過寬線113b連接至槽線 112b。折回線部IlOb向垂直于氣流方向的方向(X方向)以直線從折回線部IlOa的另ー端延伸至位于槽線112a附近的槽線112b。例如，作為布線圖案120的實際構(gòu)成的ー個實例，假設布線材料是銅；線寬是0. 2um ;線間隔是0. 2 ii m ;膜厚是0. 3 y m ;線長是Imm ;且電阻是700 Q。在這種情況下，布線圖案120形成為在X方向上的總長是50 iim且在Y方向上的長度為15 ym。類似于布線圖案120，圖38B中的布線圖案121包括曲折線部IlOa以及折回線部IlOb0在布線圖案121中，曲折線部IlOa以及折回線部IlOb的位置關(guān)系相對于布線圖案120反轉(zhuǎn)。S卩，曲折線部IlOa設置在Y軸方向負側(cè)，且折回線部IlOb設置在Y軸方向正側(cè)。在圖38C中所示的布線圖案122中，加熱器/熱傳感器線110包括兩個曲折線部IlOa和110c。這兩個曲折線部IlOa和IlOc成行地設置在Y方向上。其中ー個曲折線部(即，曲折線部IlOa)通過寬線113a連接至槽線112a，且另ー端連接至曲折線部110c。類似地，另ー曲折線部(即，曲折線部IlOc)通過寬線113b連接至槽線112b，且另一端連接至曲折線部110a。通過如上所示以曲折形布局構(gòu)成熱傳感器30和50的加熱器/熱傳感器線110，能有效地對線進行布局。此外，通過以此方式布局線(即，沿平行于氣流方向布局線的延伸方向(長邊方向))，可減小由線導致的氣流擾動。因此能防止氣流發(fā)生擾動，因此能提高加速度傳感器的靈敏度。此外，加熱器/熱傳感器線通過使用位于加熱器/熱傳感器線之下的層中的金屬線連接至其他電路，且位于下層中的金屬線和加熱器/熱傳感器線通過槽線連接。通過使用下層線用作除加熱器/熱傳感器線之外的線，且由此避免線暴露于氣體，從而能抑制對氣流的影響且因此提高加速度傳感器的靈敏度。此外加熱器/熱傳感器線在與槽線連接的部位的寬度比其他部分的寬度大。以此方式，能確保對槽線部中的耐EM(電遷移)性。第二十三實施例參考圖39A和39B說明根據(jù)本發(fā)明該實施例的加熱器/熱傳感器線110的布線圖案的組合。圖39A和39B示出從頂部觀察時，加熱器40和熱傳感器30和50的布線圖案，并示出在圖38A，38B和38C中示出的布線圖案120至122被應用至半導體裝置100時可使用的布線圖案的組合的實例。
圖30A示出如下實例，其中加熱器40是由布線圖案122構(gòu)成的線；熱傳感器30是由布線圖案120構(gòu)成的線；且熱傳感器50是由布線圖案121構(gòu)成的線。圖39B示出如下實例，其中加熱器40是由布線圖案122構(gòu)成的線；熱傳感器30是由布線圖案121構(gòu)成的線；且熱傳感器50是由布線圖案120構(gòu)成的線。因為加熱器40需要傳遞基本等于熱傳感器30和50的熱量，所以優(yōu)選采用在氣流方向上左右対稱的布線圖案122。因為熱傳感器30和50需要以基本上相同的靈敏度探測加熱器40產(chǎn)生的熱量，所以優(yōu)選使用從加熱器40觀察時対稱的布線圖案。即在圖39A中，各個熱傳感器30和50在接近加熱器40的ー側(cè)上具有其曲折線部110a，且在遠離加熱器40的ー側(cè)上具有其折回線部110b。此外，從加熱器40觀察時，熱傳感器30和50是對稱的。在圖39B中，各個熱傳感器30和50在接近加熱器40的ー側(cè)上具有其折回線部110b，且在遠離加熱器40的ー側(cè)上具有其曲折線部110a。此外，從加熱器40觀察時，熱傳感器30和50是對稱的。注意到，在采用左右対稱的布線圖案122用作各個加熱器40和熱傳感器30和50吋，也可以獲得類似的有益效果。特別地，如圖39A中所示，通過在加熱器40附近設置熱傳感器30和50的曲折線部，可在靠近加熱器40的位置處探測加熱器40的熱量。因此，能進一步提高熱傳感器的靈敏度。第二十四實施例參考圖40A和40B說明根據(jù)本發(fā)明該實施例的加熱器/熱傳感器線110的布線圖案的另ー實例。圖40A和40B是加熱器/熱傳感器線110的布線圖案的透視圖，并示出圖38A，38B和38C中所示的曲折形布線圖案的折疊部。圖40A示出如下實例，其中，加熱器/熱傳感器線110的折疊部由單布線層形成。在這種情況下，折疊部垂直于氣流方向設置，因此能阻礙氣流。圖40B示出如下實例，其中，下層中的線用作折疊部。在這種情況下，折疊部通過槽線TllO連接至下層線ML110。下層線MLllO連接在槽線TllO之間，以便加熱器/熱傳感器線110通過使用下層線MLllO折回。以此方式，在可能阻礙氣流的區(qū)域中沒有形成壁線，因此能提高氣流速度。但是，槽線部耐EM性不佳，因此引發(fā)斷線的可能性。因此優(yōu)選通過圖40A中所示的單布線層形成折疊部。即因為加熱器/熱傳感器線110如圖38A，38B以及38C中所示以細長的線布局，所以希望盡可能不排除槽線(通孔)，以便確保耐EM性。注意到如圖40B中所示使用槽線時，優(yōu)選地將流過加熱器的最大電流的值降低為小于圖40A中所示的構(gòu)造中的值，以便避免斷線的發(fā)生。第二十五實施例在本實施例中，說明了在將虛擬金屬設置于半導體裝置100中吋，由虛擬金屬(虛擬圖案)構(gòu)成的布線圖案。在Cu布線エ藝中，需要在芯片的整個表面上設置虛擬金屬，以便形成很小的線。在某一區(qū)域中沒有布局線時，在該區(qū)域中以預定圖案布局虛擬金屬。圖41示出以簡化方式將虛擬金屬設置在圖28A和28B或圖31A和31B中所示的半導體裝置100中的參考例。在該參考例中，因為在腔23a和23b中沒有形成線，所以多個、虛擬金屬片設置在腔23a和23b中。如圖41中所示，通常使用顆粒狀虛擬圖案(各個顆?；旧隙紴檎叫蔚?。即，顆粒狀虛擬金屬片130a和130b被設置在腔23a和23b的整個區(qū)域中。但是當如圖41中所示使用顆粒狀虛擬圖案時，氣流被阻擋，且因此氣流被虛擬金屬片擾亂。因此，劣化加速度傳感器的靈敏度。因此，本實施例采用圖42中所示的虛擬圖案。圖42示出類似于圖28A和28B或圖31A和31B中所示的半導體裝置100的水平截面。如圖42中所示，在根據(jù)本實施例的半導體裝置100中，虛擬金屬形成為各個片都具有長矩形形狀的虛擬圖案。在其中沒有形成線的半導體裝置100的腔23a和23b中，矩形虛擬金屬片131a和131b設置為沿氣體流動的Y方向延伸。各個虛擬金屬片131a和131b 都具有矩形形狀，且長邊沿Y方向延伸。多個虛擬金屬片131a和131b以預定間隔設置在腔23a和23b中。注意到在本申請中，単獨的虛擬線可稱為“虛擬金屬”且多個虛擬線也可在本申請中稱為“虛擬金屬”。圖43A至43D是圖42中所示的半導體裝置100的垂直截面圖，并示出虛擬金屬片131和加熱器/熱傳感器線110在深度方向(Z方向)上的位置關(guān)系。圖43A示出如下實例，其中，加熱器/熱傳感器線110形成在位于最上層之下并沒有形成虛擬金屬的布線層中。即，其具有與圖31A和31B中所示的半導體裝置100類似的構(gòu)造。例如，當加熱器/熱傳感器線110由Al線形成時，無需虛擬金屬。因此，可使用圖43A中所示的構(gòu)造。圖43B示出如下實例，其中加熱器/熱傳感器線110形成在最上層布線中，且虛擬金屬131也設置在最上層布線中。即，通過在圖28A和28B中所示的半導體裝置100的構(gòu)造中的腔23a和23b中的最上層中形成虛擬金屬131a和131b而獲得該實例。注意到在該情況下，虛擬金屬也設置在包括于布線結(jié)構(gòu)層L中的布線層中，但在圖中省略其顯示。圖43C示出ー個實例，其中，加熱器/熱傳感器線110形成在位于最上層之下的布線層中，且虛擬金屬131僅形成在與加熱器/熱傳感器線110相同的下層的布線層中。即，通過在圖31A和31B中所示的半導體裝置100的構(gòu)造中的腔23a和23b中的與加熱器/熱傳感器線110相同的布線層中形成虛擬金屬131a和131b而獲得該實例。該構(gòu)造可用于在最上層布線層中不需要虛擬金屬的エ藝。圖43D示出ー個實例，其中，加熱器/熱傳感器線110形成在位于最上層之下的布線層中，且虛擬金屬131設置在最上層布線層和下層布線層的每個中。即，通過在與加熱器/熱傳感器線110(布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層)相同的下層布線層中形成虛擬金屬131a和131b，并且進ー步通過在圖31A和31B中所示的半導體裝置100的構(gòu)造中的腔23a和23b中的最上層布線中形成虛擬金屬131a和131b而獲得該實例。此外，布線結(jié)構(gòu)層L3的層間絕緣膜132a和132b形成在最上層的虛擬金屬131a和131b以及下層的虛擬金屬131a和131b之間。在相應布線層中形成的虛擬金屬具有相同的形狀，且設置為在垂直方向上(Z方向)置于彼此頂部并在其間插入層間絕緣層。注意到在這種情況下，不需要將虛擬金屬直接設置在加熱器/熱傳感器線110之上。如上所述，在本實施例中，使用細長的矩形虛擬金屬片，并且將其設置為它們的長邊方向平行于氣流方向。因此，可最小化由虛擬圖案導致的氣流的擾動。因此增加氣體流速并由此提高加速度傳感器的靈敏度。第二十六實施例在本實施例中說明虛擬金屬設置于半導體裝置100中的另ー實例。圖44是根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100的水平截面圖，且示出將類似于圖42中所示的虛擬金屬應用于圖33A和33B中所示的半導體裝置100的實例。如圖44中所示，細長的矩形虛擬金 屬片設置在包含腔23a和23b以及氣道22的中空部24的空閑空間中，其中未形成加熱器/熱傳感器線110。在圖44中，虛擬金屬片設置在X方向和Y方向上。在腔23a中，多個虛擬金屬片131a平行于氣體沿其流動的Y方向設置。虛擬金屬片131a從腔23a的一端沿Y方向(從矩形的長邊)延伸到氣道22的熱傳感器30附近。因為中空部24的寬度在氣道22中較窄且在腔23a中較寬，所以虛擬金屬片131a的數(shù)量隨著離氣道22的距離增加而增加。通過以此方式設置虛擬金屬片131a，腔23a中的氣體可更順利地從腔23a的Y方向端流至氣道22 —側(cè)。此外，多個虛擬金屬片131c和131d平行于X方向設置在熱傳感器30 —側(cè)上的腔23a的拐角部中。虛擬金屬片131c和131d在X方向(從矩形的短邊)上從腔23a的一端朝向腔23a的中心延伸至虛擬金屬片131a附近。通過以此方式設置虛擬金屬片131c和131d，腔23a中的氣體可更順利地從腔23a的X方向端流至氣道22 —側(cè)。注意到，其他虛擬金屬片可設置在其他空閑空間中，例如，腔23a的其他拐角部。類似于腔23a，虛擬金屬片131b設置在的Y方向上，且虛擬金屬片131e和131f 設置在腔23b中X方向上。借助這些虛擬金屬片，腔23b中的氣體可更順利地從Y方向端和X方向端流至氣道22 —側(cè)。第二十七實施例在本實施例中，說明了虛擬金屬設置在半導體裝置100中的另ー實例。圖45是根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100的水平截面圖，且示出將類似于圖42中所示的虛擬金屬應用于圖34A和34B中所示的半導體裝置100的實例。如圖45中所示，細長的矩形虛擬金屬片設置在沒有形成加熱器/熱傳感器線110的腔23a和23b的空閑空間中。在圖45中，虛擬金屬片設置在相對于X軸和Y軸傾斜的方向上。在圖45中，腔23a和23b的寬度在設置熱傳感器30和50的區(qū)域中最窄，且隨著離熱傳感器30和50的距離增加而逐漸變寬。為了適應腔23a和23b的形狀，虛擬金屬片131a和131b的間隔在熱傳感器30和50附近較窄，且隨著離熱傳感器30和50的距離增加而逐漸變寬。即，虛擬金屬片的節(jié)距根據(jù)腔的內(nèi)部寬度變化。通過以此方式在朝向熱傳感器30和50的傾斜方向上設置虛擬金屬片131a和131b，腔23a和23b中存在的氣體可更順利地從腔23a和23b的Y方向端流至氣道22 —側(cè)。第二十八實施例在本實施例中，說明了包括在半導體裝置100的熱探測電路中的電阻測量電路的構(gòu)造。電阻測量電路是用于測量熱傳感器的電阻值的電路。例如，在圖6中所示的熱探測電路中，用于測量電阻器R2的電阻值的電流源CSl和放大器AMP構(gòu)成電阻測量電路。圖46示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的電阻測量電路的構(gòu)造。如圖46中所示，該電阻測量電路410包括用于測量傳感器電阻器RS的電阻值的負載電阻RL和比較器CMP。首先，說明圖46和圖6之間的對應關(guān)系。圖46中的負載電阻器RL，傳感器電阻器RS以及比較器CMP分別對應于圖6中的電流源CS1，電阻器R2以及放大器AMP。負載電阻器RL和傳感器電阻器RS串聯(lián)連接在電源電壓VDD和接地電位GND之間。此外，負載電阻器RL和傳感器電阻器RS之間的節(jié)點NI輸入至比較器CMP的正輸入端子(CIN)。傳感器電阻器RS表示熱傳感器30和50的線電阻。負載電阻器RL是用于將偏壓施加至傳感器電阻器RS的電阻器。比較器CMP將節(jié)點NI處測量的電壓VNl與參考電壓VREF進行比較，放大它們的差值并將放大的差值輸出為測量電壓C0UT。在圖46中，具有較大溫度系數(shù)的電阻器用作傳感器電阻器RS，且具有較小溫度系數(shù)的電阻器用作負載電阻器RL。具有較大溫度系數(shù)的傳感器電阻器RS被設置為在其中電阻器暴露于氣體的區(qū)域中的熱傳感器30或50。具有較小溫度系數(shù)的負載電阻器RL可設置在電阻器沒有暴露于氣體的任意位置。在一般用于硅芯片上的電阻(resistive)體中，諸 如Cu和Al的金屬具有相對大的溫度系數(shù)。因此，金屬線用作具有較大溫度系數(shù)的傳感器電阻RS。溫度系數(shù)是金屬線的十分之一的多晶硅用作具有較小溫度系數(shù)的負載電阻器RL。在圖46中，因為傳感器電阻器RS和負載電阻器RL串聯(lián)，所以熱量從暴露于氣體的傳感器電阻器RS傳遞至負載電阻器RL。在下文中，計算由溫度變化導致的圖46中節(jié)點NI處的電壓VN1。首先，假設傳感器電阻器RS以及傳感器電阻器RS的電阻值分別由下述表達式I和2表達[表達式I]Rs(AT) = RsoX (1+KSX AT)[表達式2]Rl(AT) = RloX (1+KlX A T)在表達式I和2中，RSO和RLO分別表示在參考溫度下，傳感器電阻器RS和負載電阻器RL的電阻值，且KS和KL分別表示傳感器電阻器RS和負載電阻器RL的溫度系數(shù)。A T表示與參考溫度的溫度差。當溫度從參考溫度變化AT時產(chǎn)生圖46中節(jié)點NI處的電壓VN1，其通過利用表達式I和2的下述表達式3表達[表達式3]
剛啦澤Sr-
RsoX (l+ Ksx AT) = —-z.........、---J1-—t X Vdd
Rmx(t + Ksx AT) + RLhx(1 + Klk AT)
「 nRm Rsd x Rm x (Ks - Kl)x AT I T +一—^^-■ IxVdb
k Rm + Rm(Rso + Rm) J根據(jù)表達式3，如果KS = KL,則無論溫度怎樣變化，電壓VNl都保持恒定。S卩，當KS = KL，該電阻測量電路的輸出變?yōu)楹愣?。因此，不能探測溫度。在本實施例中，滿足KS>> KL的關(guān)系。因此能根據(jù)利用傳感器電阻器RS而產(chǎn)生的熱量，輸出電壓VN1，且因此避免由于負載電阻器RL導致的靈敏度劣化。如上所述，在本實施例中，具有較大溫度系數(shù)的電阻元件和具有較小溫度系數(shù)的電阻元件串聯(lián)，且利用具有較大溫度系數(shù)的電阻元件來探測氣體溫度。雖然熱量從具有較大溫度系數(shù)的電阻元件傳遞至具有較小溫度系數(shù)的電阻元件，但具有較小溫度系數(shù)的電阻元件的電阻值變化較小。因此能最小化對氣體溫度探測上產(chǎn)生的影響并由此能可靠地探測溫度。第二十九實施例在本實施例中，說明了半導體裝置100的電阻測量電路的另ー構(gòu)造實例。圖47示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的電阻測量電路的構(gòu)造。在圖47中所示的電阻測量電路410中，與圖46中所示的電阻測量電路相比，加入額外的電阻器RI1，但其他構(gòu)造類似于圖46中所示構(gòu)造。在圖47中，電阻器RII連接在傳感器電阻器RS和負載電阻器RL之間的節(jié)點Nl(電壓輸出端子)與比較器CMP的正輸入端子(CIN)之間。電阻器RIl是具有熱導率低 于傳感器電阻器RS的熱導率的電阻器。例如，多晶硅，TiN或TaN可用作具有低熱導率的電阻體。為了幫助理解本實施例的操作原理，圖48示出其中由MISFET構(gòu)成比較器CMP的半導體芯片的截面圖。如圖48中所示，在構(gòu)成比較器CMP的MISFET中，源區(qū)S和漏區(qū)D形成在半導體襯底SUB的上表面中，且柵極端子(柵極結(jié)構(gòu))G形成在半導體襯底SUB上的源區(qū)S和漏區(qū)D之間夾著的區(qū)域中。在本實例中，柵極端子G作為比較器CMP的正輸入端子CIN。柵極端子G不直接接觸硅襯底。但是，因為柵極端子G和硅襯底之間插入的絕緣膜的厚度等于或小于用于線的層間絕緣膜的厚度的百分之一，所以其傾向于通過其來傳遞熱量。此外，因為硅具有高熱導率，所以硅襯底傾向于從其散熱。因此，如圖46中所示，當傳感器電阻器RS直接連接至比較器CMP的正輸入端子CIN時，傳感器電阻器RS中的熱量容易通過比較器CMP的正輸入端子CIN逃離至半導體襯底SUB，如圖48中箭頭所示。因此，不能通過熱傳感器30和50精確探測溫度。因此在本實施例中，如圖47中所示，具有低熱導率的電阻器RIl插入節(jié)點NI和比較器CMP(MISFET)的輸入端子之間。以此方式，能避免傳感器電阻器RS中的熱量逃離至比較器CMP —側(cè)，且因此能提高熱傳感器的靈敏度。第三十實施例在本實施例中，說明了半導體裝置100的電阻測量電路的另ー構(gòu)造實例。圖49示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的電阻測量電路的構(gòu)造。在圖49中所示的電阻測量電路410中，與圖47中所示的電阻測量電路相比，加入額外的電阻器RI2，但其他構(gòu)造類似于圖47中所示構(gòu)造。在圖49中，具有低熱導率的電阻器RIl連接在傳感器電阻器RS和負載電阻器RL之間的節(jié)點NI (電壓輸出端子)和比較器CMP的正輸入端子(CIN)之間。在本實施例中，在傳感器電阻器RS和接地電位GND之間連接額外的電阻器RI2。類似于電阻器RI1，電阻器RI2是熱導率比傳感器電阻器RS低的電阻器。例如，多晶硅，TiN或TaN可用作具有低熱導率的電阻體。連接至接地電位GND的線通常通過良好的接觸而連接到硅襯底。因此，如圖47中所示，當傳感器電阻器RS直接連接接地電位GND時，傳感器電阻器RS中的熱量逃離至接地電位GND。因此，不能通過熱傳感器30和50精確探測溫度。因此，在本實施例中，具有低熱導率的電阻器RI2插入傳感器電阻器RS和接地電位GND之間。以此方式，從傳感器電阻器RS至接地電位GND的路徑的熱導率變得較低。因此能避免傳感器電阻器RS中的熱量逃離至接地電位GND—側(cè)，且由此能提高熱傳感器的靈敏度。第三^^ 一實施例在本實施例中，說明了從半導體裝置100中的加熱器/熱傳感器線至電阻測量電路(比較器)的布線實例。 圖50A和50B是根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。與圖31A和31B中所示的半導體裝置100相比，在圖50A和50B中加入從加熱器/熱傳感器線延伸至比較器的線，但其他構(gòu)造類似于圖31A和31B中所示的構(gòu)造。類似于圖31A和31B，圖50A和50B示出如下實例，其中加熱器/熱傳感器線110形成在位于最上層之下的層中。注意到加熱器/熱傳感器線110可形成在最上層上，如圖28A和28B中所示。在圖50A和50B中，類似于圖2，布線結(jié)構(gòu)層L包括多個布線結(jié)構(gòu)層，且各個布線結(jié)構(gòu)層都包括布線層和層間絕緣膜。在假設布線結(jié)構(gòu)層L包括布線結(jié)構(gòu)層LI至L4的情況下進行以下說明。在半導體裝置100中，最上層布線結(jié)構(gòu)20形成在最上層中，且加熱器/熱傳感器線110形成在布線結(jié)構(gòu)層L4的布線層中，其位于最上層布線結(jié)構(gòu)20之下。線ML210 (ML210a和ML210b)形成在布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層中，其位于加熱器/熱傳感器線110之下。線ML200和線ML220(ML220a和ML220b)形成在布線結(jié)構(gòu)層L2的布線層中，其位于線210之下。構(gòu)成作為電阻測量電路的比較器CMP的晶體管M230(M230a和M230b)被形成在布線結(jié)構(gòu)層LI中，其位于線ML200和線ML220，以及半導體襯底SUB之下。注意到類似于圖25，位于加熱器40下的線ML200是用于切斷從加熱器40到硅襯底的熱傳導的線。熱傳感器30和50具有如圖38A，38B和38C中所示的布線結(jié)構(gòu)，且熱傳感器30和50的線端部都通過槽線(通孔)T210a和T210b而連接至位于下層中的線ML210a和ML210b的一端。線ML210a和ML210b的另一端通過槽線T220a和T220b而連接至位于線ML210a和ML210b之下的線ML220a和ML220b的一端。線ML220a和ML220b的另一端通過槽線(接觸)T230a和T230b而連接至晶體管M230a和ML230b的柵極端子G。為了避免由加熱器40造成的熱效應，電阻測量電路(M230a和M230b)設置在遠離加熱器40的位置。因此線ML210a和ML210b形成為使得從側(cè)面觀察時其朝向遠離加熱器40的方向延伸，且隨后從頂部觀察時其從加熱器40而彎曲至相反的方向。以此方式，線ML210a和ML210b將熱傳感器30和50與電阻測量電路連接。如上所述，熱傳感器通過形成在位于熱傳感器之下的層中的線而連接至電阻測量電路。因此，因為這些線不暴露于中空部分中，所以這些線在不影響加速度傳感器的靈敏度的情況下可自由布局。第三十二實施例在本實施例中，說明了半導體裝置100中從加熱器/熱傳感器線到電阻測量電路(比較器)的另一布線實例。圖51A和51B是根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100的水平截面圖和垂直截面圖。與圖50A和50B中所示的構(gòu)造相比，在圖51A和51B中示出其中加入額外的電阻器R231的實例。各個電阻器R231對應于圖47中的電阻器RI1，且其為具有低熱導率并連接在熱傳感器和比較器CMP之間的電阻器。對于電阻器R231來說，使用具有低熱導率的多晶硅。因此，通過槽線(接觸)形成從上布線層向下至下多晶硅層的連接，以及隨后形成從下多晶硅層向上至上布線層的連接。在半導體裝置100中，最上層布線結(jié)構(gòu)20形成在最上層中，且加熱器/熱傳感器線110形成在布線結(jié)構(gòu)層L4的布線層中，其位于最上層布線結(jié)構(gòu)20之下。線ML210 (ML210a和ML210b)和線ML211(ML211a和ML211b)形成在布線結(jié)構(gòu)層L3的布線層中，其位于加熱器/熱傳感器線110之下。線ML200和線ML220 (ML220a和ML220b)，線ML221 (ML221a和ML221b)以及線ML222 (ML222a和ML222b)形成在布線結(jié)構(gòu)層L2的布線層中，其位于線210之下。構(gòu)成作為電阻測量電路的比較器CMP的晶體管M230(M230a和M230b)被形成在布線 結(jié)構(gòu)層LI中，其位于線ML200和線ML220，以及半導體襯底SUB之下。熱傳感器30和50的線端部都通過槽線T210a和T210b連接至位于下層中的線ML210a和ML210b的一端。線ML210a的另一端通過槽線T221a、下層中的線ML221、以及槽線T231a而連接至最下層中的電阻器R231的一端。電阻器R231的另一端通過槽線T232a、上層中的線ML222a、以及槽線T222a而連接至上層中的線ML211a的一端。類似地，線ML210b的另一端通過槽線T221b、下層中的線ML221b、以及槽線T231b連接至最下層中的電阻器R23Ib的一端。電阻器R23Ib的另一端通過槽線T232b、上層中的線ML222b、以及槽線T222b而連接至上層中的線ML211b的一端。線ML211a和ML211b的另一端通過槽線T220a和T220b連接至下層中的線ML220a和ML220b的一端。線ML220a和ML220b的另一端通過槽線T230a和T230b而連接至晶體管M230a和ML230b的柵極端子G。通過在熱傳感器30和50以及電阻測量電路之間連接由多晶硅制成的具有低熱導率的電阻器，能避免熱量從熱傳感器30和50逃離，且因此能提高熱傳感器的靈敏度。第三十三實施例在本實施例中，說明了半導體裝置100的熱探測電路的構(gòu)造。在半導體裝置100中，例如可通過使用類似于圖6中所示的熱探測電路，通過熱傳感器來探測溫度。但是，熱傳感器的輸出電壓會發(fā)生偏移，這歸因于半導體裝置的部件，周圍環(huán)境等的變化。特別是，因為由于諸如溫度的周圍環(huán)境發(fā)生變化而導致輸出電壓中發(fā)生的偏移隨時間明顯變化，因此非常難于穩(wěn)定地探測加速度。因此在本發(fā)明的該實施例中，使用圖52中所示的電路構(gòu)造以便能以動態(tài)方式校正熱傳感器的偏移。圖52示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的加熱器驅(qū)動電路和熱探測電路的電路構(gòu)造實例。加熱器驅(qū)動電路300對應于圖5中所示的加熱器驅(qū)動電路，且熱探測電路400對應于圖6中所示的熱探測電路。加熱器驅(qū)動電路300包括串聯(lián)于電源電壓VDD和接地電位GND之間的電阻器Rl和開關(guān)電路SW1。通過控制器60控制開關(guān)電路SWl的導通/斷開。電阻器Rl對應于圖5中的加熱器40，且開關(guān)電路SWl對應于晶體管Ml。當開關(guān)電路SWl處于導通狀態(tài)時，電流流過電阻器Rl且加熱器40由此產(chǎn)生熱量。另ー方面，當開關(guān)電路SWl處于斷開狀態(tài)時，カロ熱器40不產(chǎn)生任何熱量。熱探測電路400包括對應于熱傳感器30或50的電阻器R2、測量電阻器R2的電阻值的電阻測量電路410、以及對電阻測量電路410的輸出執(zhí)行偏移校正的偏移校正電路420。電阻測量電路410包括電流源CS1，電阻器R2以及比較器CMP1。偏移校正電路420包括開關(guān)電路SW2，存儲元件MEMl以及比較器CMP2。電流源CS I和電阻器R2串聯(lián)在電源電壓VDD和接地電位GND之間，且電流源CSl和電阻器R2之間的節(jié)點NI輸入至比較器CMPl的正輸入端子(CIN)。比較器CMPl比較節(jié)點NI處測量的電壓VNl和參考電壓VREF，放大它們的差值，并將放大的差值輸出為測量電 壓 COUT。開關(guān)電路SW2將比較器CMPl的輸出端子連接至比較器CMP2的正輸入端子或存儲元件MEM1。通過控制器60控制開關(guān)電路SW2的導通/斷開。當開關(guān)電路SW2處于導通狀態(tài)時，比較器CMPl的輸出端子連接至比較器CMP2的正輸入端子。另ー方面，當開關(guān)電路SW2處于斷開狀態(tài)時，比較器CMPl的輸出端子連接至存儲元件MEMl。當存儲元件MEMl連接至比較器CMPl時，存儲元件MEMl存儲比較器CMPI的輸出電壓(測量電壓)COUT來作為偏移電壓V0FFSET。當比較器CMP2連接至比較器CMPl時，比較器CMP2比較比較器CMPl的輸出電壓COUT和存儲在存儲元件MEMl中的偏移電壓V0FFSET，并將它們的差值輸出為輸出電壓V0UT。加熱器驅(qū)動電路300的開關(guān)電路SWl的導通/斷開和熱探測電路400的開關(guān)電路SW2的導通/斷開通過控制器60以同步方式切換。即，加熱器40的通電/斷電的時序與熱傳感器輸出的熱探測同步，或與偏移存儲時序同歩。通過斷開開關(guān)電路SWl和SW2，在加熱器處于斷電狀態(tài)時，通過電阻器(傳感器電阻)R2的輸出電壓COUT存儲進存儲元件MEMl，從而作為偏移值V0FFSET。通過導通開關(guān)電路SWl和SW2，在加熱器處于通電狀態(tài)時通過從電阻器R2的輸出電壓COUT減去偏移值V0FFSET而獲得的電壓輸出為輸出電壓VOUT。圖53A和53B示出加熱器40處于通電狀態(tài)和斷電狀態(tài)時熱傳感器30和50附近的溫度分布。如圖53A中所示，當加熱器40處于通電狀態(tài)時，在半導體裝置100處于停止和移動狀態(tài)時的溫度分布不同。即，在半導體裝置100處于停止狀態(tài)時，熱傳感器30側(cè)和熱傳感器50側(cè)之間的溫度分布相對于加熱器40來說是左右対稱的。與此相反，當半導體裝置100移動時會產(chǎn)生氣流。因此，熱傳感器30側(cè)和熱傳感器50側(cè)之間的溫度分布相對于加熱器40來說不是左右対稱的。因此能根據(jù)熱傳感器30附近以及熱傳感器50附近的溫度差異來探測加速度。與此相反，如圖53B中所示，當加熱器40處于斷電狀態(tài)時，無論半導體裝置100處于停止還是處于移動狀態(tài)，溫度分布都不變。即，因為加熱器40沒有產(chǎn)生熱量且氣溫保持恒定，所以無論半導體裝置100處于停止還是處于移動狀態(tài)，溫度分布都不變。因此，因為熱傳感器30附近和熱傳感器50附近的溫度之間沒有發(fā)生變化，所以沒有探測到加速度。因此，當加熱器處于斷電狀態(tài)時，熱傳感器之間的溫度分布變成加速度對其沒有影響的偏移值。即，偏移值是在沒有由加熱器40產(chǎn)生的熱量施加的效果的狀態(tài)下的熱傳感器的輸出。在本實施例中，當加熱器40斷電時，該偏移值存儲進圖52中所示的存儲元件MEMl中。此外，當加熱器40通電時，該偏移值被比較器CMP2減去，且因此執(zhí)行偏移校正。以此方式，可精確并穩(wěn)定地探測加速度。此外，通過間歇操作加熱器，且由此交替重復用于存儲熱傳感器的偏移的步驟，以及對熱傳感器的探測值執(zhí)行偏移校正的步驟，能實時校正特性波動。第三十四實施例在該實施例中，說明了利用圖52中所示的熱探測電路的半導體裝置100的實際測
量結(jié)果。圖54示出用于由半導體裝置100，即，通過加速度傳感器執(zhí)行的測量加速度探測操作的測量系統(tǒng)的構(gòu)造。在本實例中，通過將根據(jù)本發(fā)明ー個方面的半導體裝置100的輸出與另ー加速度傳感器的輸出進行比較來檢查探測操作。為此，還同時測量用作參考加速度的加速度傳感器501的輸出以用于比較。加速度傳感器501是典型的加速度傳感器，其根據(jù)要被探測的加速度而輸出信號。如圖54中所示，根據(jù)本發(fā)明ー個方面的半導體裝置100和加速度傳感器501安裝在相同的評估板502上，且該評估板502水平地振動。在評估板502上，測量熱傳感器的電阻值的電阻測量電路410連接至半導體裝置100。電阻測量電路410可如上所述形成在半導體裝置100內(nèi)部，或可如圖54中所示提供在半導體裝置100外部。圖55示出圖54中所示的電阻測量電路410的電路構(gòu)造。傳感器電阻器RSl和RS2對應于半導體裝置100的熱傳感器30和50。傳感器電阻器RSl的兩個端子以及傳感器電阻器RS2的兩個端子(即總共四個端子)連接至電阻測量電路410。電阻測量電路410包括電阻器Rrl至Rr4，運算放大器411，反饋電阻器Rf。電阻器Rrl至Rr4以電阻器Rr4，Rr3，Rr2和Rrl的順序串聯(lián)在電源電壓VDD和接地電位GND之間。電阻器Rr4和Rr3之間的節(jié)點連接至電阻器RSl的一端，且由此將該節(jié)點處的電壓Vl提供給傳感器電阻器RS1。電阻Rr2和Rrl之間的節(jié)點連接至電阻器RS2的一端，且由此將該節(jié)點處的電壓V2提供給傳感器電阻器RS2。電阻器Rr3和Rr2之間的節(jié)點(電壓Vm)連接至運算放大器411的正輸入端子，且由此將該節(jié)點電壓Vm提供給運算放大器411。電阻器RSl的另一端以及電阻器RS2的另ー端連接在一起，且該節(jié)點也連接至運算放大器411的負輸入端子。因此，該節(jié)點電壓Vs提供給運算放大器411。此外，運算放大器411的輸出端子通過反饋構(gòu)造中的反饋電阻器Rf連接至其負輸入端子。在電阻測量電路410中，運算放大器411放大由電阻器RSl和RS2的電阻值變化產(chǎn)生的電壓VS，且將該放大電壓輸出為探測電壓(測量電壓)Vsense。在本實例中，在電阻測量電路410在以下情況下操作的狀態(tài)下進行測量即，電源VDD = 5V ;且電阻Rrl = Rr4=Ik Q , Rr2 = Rr3 = 100 Q ,且 Rf = IOk Q。此外，如圖54中所示，脈沖發(fā)生器507連接至半導體裝置100的加熱器40。對于脈沖發(fā)生器507來說，使用33250A(Agilent (安捷倫))。通過從脈沖發(fā)生器507輸出的脈沖信號而使得加熱器40間歇并重復地通電和斷電。加熱器40的通電/斷電頻率是4Hz。此外，脈沖發(fā)生器507產(chǎn)生的脈沖信號由用于脈沖測量的數(shù)字萬用表503測量。此外，連接至半導體裝置100的電阻測量電路410的輸出電壓由用于TEG(測試元件組)測量的數(shù)字萬用表504測量。同時，加速度傳感器501的輸出電壓由用于參考測量的數(shù)字萬用表505測量。對于各個數(shù)字萬用表503至505來說，使用34410A(Agilent)。數(shù)字萬用表503至505的測量結(jié)果輸出至用于通過GPIB (通用接ロ總線)進行控制的個人電腦 506。用于控制的個人電腦506根據(jù)由數(shù)字萬用表503測量的加熱器的通電/斷電脈沖以及由數(shù)字萬用表504測量的電阻測量電路410的電壓而獲得探測的加速度。計算加熱器處于斷電狀態(tài)過程中電阻測量電路410的測量的輸出電壓的平均值，且將計算獲得的平均值存儲為偏移值。在加熱器處于通電狀態(tài)過程中，從電阻測量電路410的測量的輸出電壓減去存儲的偏移值，且由此執(zhí)行偏移校正。隨后，該偏移校正的電壓用作測得的加速度。S卩，在該測量實例中，用于控制的個人電腦506執(zhí)行偏移校正。S卩，圖52中所示的偏移校正電路420對應于用于控制的個人電腦506。注意到，加速度傳感器501的輸出信號由數(shù)字萬用表505測量，且用于控制的個人電腦506對該測量結(jié)果執(zhí)行算木處理，且因此獲得探測的加速度。圖56示出圖54中所示的測量系統(tǒng)的測量結(jié)果。圖56中，水平軸表示時間，且其示出半導體裝置100和加速度傳感器501對隨時間變化的加速度的響應。相對于水平軸，附圖左側(cè)的垂直軸是由電阻測量電路410輸出的輸出電壓的刻度，且附圖右側(cè)的垂直軸是由加速度傳感器501探測的加速度的刻度。虛折線(a)表示由加速度傳感器501探測的參考加速度，且表示施加于測試板502上的加速度。鏈折線(b)表示由根據(jù)本發(fā)明ー個方面的電阻測量電路410輸出的輸出電壓，其中，并未對其執(zhí)行偏移校正。其對應于圖55中的VSENS(圖52中的C0UT)。實折線(c)表示通過對由折線(b)表示的輸出電壓執(zhí)行偏移校正而獲得根據(jù)本發(fā)明ー個方面的輸出電壓。其對應于圖52中的VOUT。當根據(jù)本發(fā)明ー個方面的折線(b)與表示參考的折線(a)比較時，在如折線(b)所表示的執(zhí)行偏移校正之前，由加速度傳感器501探測的加速度的差異很大，這是因為由于偏移值隨時間發(fā)生變化而導致輸出電壓發(fā)生偏移。與此相反，如根據(jù)本發(fā)明ー個方面的折線(c)所示，能看出可在執(zhí)行偏移校正之后獲得接近于由加速度傳感器501探測的加速度的輸出波形，這是因為通過偏移校正而消除了偏移。因此，通過利用圖52中所示的偏移校正電路來執(zhí)行實時校正，能執(zhí)行產(chǎn)生類似于通過圖56中所示的常規(guī)加速度傳感器獲得的效果的加速度探測操作。第三十五實施例在本實施例中，說明了通過模擬電路形成半導體裝置100的偏移校正電路的實例。圖57示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100中的熱探測電路的電路構(gòu)造實例。圖57示出圖52中所示的存儲元件MEMl的具體電路構(gòu)造，且其他構(gòu)造類似于圖52中所示的構(gòu)造。在圖57中，電容Cref和輸入電阻器Rref用作存儲元件MEM1。輸入電阻器Rref、的一端通過開關(guān)電路SW2連接至比較器CMPl的輸出端子，且輸入電阻器Rref的另一端連接至電容Cref的一端和比較器CMP2的負輸入端子。電容Cref的另一端連接至接地電位GND。電容Cref和輸入電阻器Rref構(gòu)成低通濾波器。因此移除了輸出電壓COUT的偏移值的高頻分量，且由此僅提取低頻分量并存儲在電容Cref中。如上所述，在本實施例中，能通過類似于圖52中所示的構(gòu)造來執(zhí)行實時偏移校正。此外，通過由電容Cref和電阻器Rref形成存儲元件MEM1，可容易地形成電路。而且，其還作為低通濾波器且因此避免由輸出電壓COUT中包含的高頻噪聲導致的影響。第三十六實施例在本實施例中，說明了由數(shù)字電路形成半導體裝置100的偏移校正電路的實例。 圖58示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的半導體裝置100中的熱探測電路的電路構(gòu)造實例。在圖58中，由數(shù)字電路形成圖52中所示的偏移校正電路420，且其他構(gòu)造類似于圖52中所示的構(gòu)造。在圖58中，偏移校正電路420包括AD轉(zhuǎn)換器ADCl、存儲元件MEMl、數(shù)字濾波器DFl、以及減法器SUl。AD轉(zhuǎn)換器ADCl將比較器CMPl的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將獲得的數(shù)字信號輸出至減法器SUl或存儲元件MEM1。當加熱器處于斷電狀態(tài)時，該數(shù)字信號存儲在存儲元件MEMl中。數(shù)字濾波器DFl移除存儲在存儲元件MEMl中的數(shù)字信號的高頻分量，且由此僅將數(shù)字信號的低頻分量輸出值減法器SUl而作為偏移值。當加熱器處于通電狀態(tài)時，減法器SUl從AD轉(zhuǎn)換器ADCl輸出的數(shù)字信號中減去存儲在存儲元件MEMl中的偏移值，并將減法結(jié)果輸出作為數(shù)字信號形式的輸出D0UT。如上所述，在該實施例中，能通過類似于圖52中的構(gòu)造來執(zhí)行實時偏移校正。此夕卜，通過由數(shù)字電路形成偏移校正電路，通過使用數(shù)字信號處理來實現(xiàn)偏移校正電路。因此，可利用微電腦等構(gòu)建偏移校正電路。在微電腦等中，通過利用軟件來執(zhí)行算木處理。因此可不借助任何模擬電路實現(xiàn)。第三十七實施例在本實施例中，說明了用于半導體裝置100的電阻測量電路的比較器的構(gòu)造實例。如圖46，47，49，52，55等中所示，半導體裝置100的電阻測量電路410包括比較器CMP(或CMP1)。對于該比較器CMP來說，可例如使用常規(guī)運算放大器。在本實施例中，斬波器型放大器用作比較器CMP，而不是采用運算放大器。圖59示出根據(jù)本發(fā)明該實施例的比較器CMP的構(gòu)造。如圖59中所示，由斬波器型放大器形成比較器CMP，且其包括兩個選擇開關(guān)601和603、差分放大器60、2以及低通濾波器604。以選擇開關(guān)601、差分放大器602、選擇開關(guān)603、低通濾波器604的順序?qū)⑵浯?lián)。各個選擇開關(guān)601和603都是具有兩個輸入和兩個輸出的開關(guān)電路。選擇開關(guān)601和603響應于相同時鐘信號(切換信號)而彼此同時切換。選擇開關(guān)601將各個參考電壓VREF和CIN (比較器CMP的輸入)連接至差分放大器的負輸入AINB或正輸入AINT。差分放大器602對從選擇開關(guān)601輸入至其負輸入AIBN和正輸入AINT的信號執(zhí)行差分放大，并從負輸出AOUB和正輸出AOUT輸出該放大的信號。選擇開關(guān)603將差分放大器602的各個負輸出AOUB和正輸出AOUT連接至低通濾波器604的負輸入FINB或正輸入FINT。低通濾波器604從選擇開關(guān)603輸入至其負輸入FINB和正輸入FINT的信號中移除高頻分量，并將低頻分量信號輸出至COUT (比較器CMP的輸出)。圖60A和60B示出由圖59中所示的斬波型放大器形成的比較器CMP的操作。斬波型放大器具有兩個狀態(tài)，包括根據(jù)選擇開關(guān)601和603的狀態(tài)而確定的正相和反相。斬波型放大器響應于提供至選擇開關(guān)601和603的時鐘信號而交替重復正相和反相。圖60A示出處于正相的信號流。在正相中，選擇開關(guān)601將VREF連接至AINB且將CIN連接至AINT。此外，選擇開關(guān)603將AOUB連接至FINB且將AOUT連接至FINT。因此，在正相中，從CIN輸入的信號經(jīng)過由實線箭頭610表示的路徑“(爪^1見'40^'ザ1見'-(0^'”傳播。 同時，圖60B示出處于反相的信號流。在反相中，選擇開關(guān)601將VREF連接至AINT且將CIN連接至AINB。此外，選擇開關(guān)603將AOUB連接至FINT且將AOUT連接至FINB。因此，在反相中，從CIN輸入的信號經(jīng)過由虛線箭頭611表示的路徑“(爪^1他40服ザ1見'-(0^'”傳播。S卩，正相和反相的不同在于從CIN輸入的信號穿過差分放大器602的正輸入AINT或穿過負輸入AINB。這里假設差分放大器602具有由部件變化等而導致的偏移電壓AV，且具有増益GAMP。則當沒有信號輸入?yún)?，即，當CIN = VREF，在斬波型放大器處于正相的過程中，電壓AVXGAMP從差分放大器602的輸出端輸出。此外，在斬波型放大器處于反相的過程中，電壓- A VXGAMP從差分放大器602的輸出端輸出作為偏移。圖61示意性示出圖59和60中所示的FINT和COUT處的信號波形。響應于斬波型放大器的正和負相的重復，F(xiàn)INT處的信號在A VXGAMP和-AVXGAMP之間交替變化。當FINT處的信號穿過低通濾波器604吋，將重復信號均化為A VXGAMP和-A VXGAMP之間的平均值。SP，OV輸出至COUT。如上所述，通過由斬波型放大器形成比較器CMP，差分放大器的偏移對比較器CMP的輸出沒有影響。因此，能精確地放大低于差分放大器的偏移電壓的微小的信號。因此能利用該用于半導體裝置100的電阻測量電路的比較器CMP精確地探測熱傳感器的溫度。雖然已經(jīng)根據(jù)某些實施例說明了本發(fā)明，但本領域技術(shù)人員將能認識到在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可對本發(fā)明進行各種改進，且本發(fā)明并不限于上述實例。而且，權(quán)利要求的范圍不受上述實施例的限制。而且，注意到即使在后續(xù)法律過程中存在修改，申請人也g在將所有要求保護的元素的等價物也涵蓋在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導體裝置，包括 其中形成有凹陷的氣道的堆疊體； 設置在所述堆疊體中的發(fā)熱部，所述發(fā)熱部暴露于所述氣道的底面上；以及以下述方式設置于所述堆疊體中的多個熱傳感部，使得所述多個熱傳感部暴露于所述氣道的底面上，并且在所述氣道的延伸方向上將所述發(fā)熱部夾于其間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述堆疊體包括 半導體襯底； 提供在所述半導體襯底上的布線結(jié)構(gòu)層，所述布線結(jié)構(gòu)層包括絕緣層和布線層；以及提供在所述布線結(jié)構(gòu)層上的最上層布線結(jié)構(gòu)，所述氣道設置在所述最上層布線結(jié)構(gòu)中，并且 所述發(fā)熱部通過所述布線結(jié)構(gòu)層中包含的所述絕緣層與所述半導體襯底熱隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，由布線結(jié)構(gòu)的突出形狀形成的壁線被提供在所述凹陷的氣道的周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述發(fā)熱部和所述熱傳感部包括在所述氣道的底面上圖案化的導線，并且當從頂部觀察所述氣道時，通過導線的圖案化而形成的多個圖案化區(qū)域被提供在所述氣道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，所述發(fā)熱部和所述熱傳感部由鋁、銅、鎢、金、鉬、銀、鈦、鐵、鎳、它們的合金、它們的氧化物、或它們的氮化物形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述發(fā)熱部和所述熱傳感部包括在所述氣道的底面上圖案化的導線，并且當從頂部觀察所述氣道時，通過導線的圖案化而形成的至少ー個發(fā)熱部和至少兩個熱傳感部被提供在所述氣道中。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述發(fā)熱部和所述熱傳感部包括在所述氣道的底面上圖案化的導線，并且當從頂部觀察所述氣道時，通過導線的圖案化而形成的至少ー個發(fā)熱部和至少兩個熱傳感部被提供在所述氣道中，并且所述熱傳感部相對于所述發(fā)熱部設置在対稱的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述發(fā)熱部和所述熱傳感部包括在所述氣道的底面上圖案化的導線，并且當從頂部觀察所述氣道時，通過導線的圖案化而形成的至少ー個發(fā)熱部和至少四個熱傳感部被提供在所述氣道中，并且所述熱傳感部相對于所述發(fā)熱部設置在四次旋轉(zhuǎn)對稱位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，所述熱傳感部和所述發(fā)熱部中的任ー個或二者具有不平坦表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，所述熱傳感部或所述發(fā)熱部與絕緣層之間的接觸面積小于所述熱傳感部或所述發(fā)熱部的沒有接觸所述絕緣層的部分的表面面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，驅(qū)動所述發(fā)熱部的驅(qū)動部和所述發(fā)熱部之間的距離大于所述發(fā)熱部和所述熱傳感部之間的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，連接至所述熱傳感部的探測電路和所述熱傳感部之間的距離大于所述發(fā)熱部和所述熱傳感部之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，還包括在構(gòu)成所述發(fā)熱部的布線層和半導體襯底之間的中間布線層中，固定至接地或固定電位的布線區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裝置，其中，通過包括驅(qū)動所述發(fā)熱部的驅(qū)動部的電路塊，所述布線區(qū)被固定至所述接地或所述固定電位。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，以所述發(fā)熱部產(chǎn)生的熱量周期性地變化的方式驅(qū)動所述發(fā)熱部。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中， 所述發(fā)熱部由導線形成，并且 電流以時分方式以不同方向流過所述導線。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，還包括驅(qū)動所述發(fā)熱部的驅(qū)動部， 其中，所述驅(qū)動部基于切換信號控制對所述發(fā)熱部的電流提供狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，所述多個熱傳感部単獨地連接至多個PN結(jié)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導體裝置，其中，所述多個熱傳感部之間的距離小于所述多個PN結(jié)的距離。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，其中，所述多個熱傳感部単獨地連接至探測所述熱傳感部的溫度變化的多個探測電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導體裝置，還包括比較電路，所述比較電路比較與所述多個熱傳感部當中的兩個熱傳感部的溫度相對應的探測電路的輸出電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體裝置，其中，所述比較電路將所述半導體裝置沒有被加速時所述探測電路的輸出電壓定義為參考電壓，并且基于所述半導體裝置被加速時所述探測電路的輸出電壓高于還是低于所述參考電壓來探測加速度。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導體裝置，其中， 以所述發(fā)熱部產(chǎn)生的熱量周期性地變化的方式驅(qū)動所述發(fā)熱部，并且 通過探測與所述熱傳感部中的溫度相對應的所述探測電路的輸出電壓的、相對于產(chǎn)生的熱量的周期性的變化的、相位差來探測加速度。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導體裝置，其中， 以所述發(fā)熱部產(chǎn)生的熱量周期性地變化的方式驅(qū)動所述發(fā)熱部，并且 探測下述信號的低頻分量的相位差，該信號是通過混合與所述熱傳感部中的溫度相對應的所述探測電路的周期性地變化的輸出電壓和具有與所產(chǎn)生的熱的頻率相同頻率的信號而獲得的。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導體裝置，還包括提供在所述堆疊體上的覆蓋構(gòu)件，所述覆蓋構(gòu)件從上方覆蓋所述氣道。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其中，所述最上層布線結(jié)構(gòu)由與包括在所述布線結(jié)構(gòu)層中的所述絕緣層和所述布線層中的至少ー個的材料相同的材料制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導體裝置，其中，提供在所述堆疊體上并且從上方覆蓋所述氣道的覆蓋構(gòu)件是由布線結(jié)構(gòu)形成的突出部的延伸部。
28.—種制造半導體裝置的方法，包括 在堆疊體中形成發(fā)熱部； 以所述多個熱傳感部將所述發(fā)熱部夾于其間的方式，在所述堆疊體中形成多個熱傳感部；以及 提供沿設置所述發(fā)熱部和所述多個熱傳感部的方向延伸的凹陷的氣道，所述發(fā)熱部和所述多個熱傳感部暴露于所述氣道的底面上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的制造半導體裝置的方法，其中， 所述發(fā)熱部和所述熱傳感部包括在所述氣道的底面上圖案化的導線，并且當從頂部觀察所述氣道時，通過導線的過圖案化而形成的多個圖案化區(qū)域被提供在所述氣道中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體裝置及其制造方法。所述半導體裝置包括其中形成有凹陷氣道的堆疊體；設置在堆疊體中的加熱器，該加熱器暴露于氣道的底面上；以及設置于堆疊體中的多個熱傳感器以使得所述多個熱傳感器在氣道延伸的方向上將加熱器夾于其間，多個熱傳感器暴露于氣道的底面上。提供一種加速度傳感器，其對常規(guī)半導體制造工藝具有高相似性。
文檔編號G01P15/03GK102650648SQ201210044819
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者田邊昭 申請人:瑞薩電子株式會社