傳感器設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種傳感器設(shè)備。所述傳感器設(shè)備包括電力線和半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括電感器。電感器使用互連層(如后續(xù)使用圖3描述)形成。當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，電力線和半導(dǎo)體器件彼此重疊。半導(dǎo)體器件包括兩個(gè)電感器。當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，電力線在兩個(gè)電感器之間延伸。
【專利說明】傳感器設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)基于日本專利申請(qǐng)如.2013-184208，其內(nèi)容通過援引并入于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種傳感器設(shè)備，并且是一種可用于例如具有電感器的傳感器設(shè)備的技術(shù)。
[0003]相關(guān)技術(shù)
[0004]電感器被用作檢測(cè)流經(jīng)電力線的電力量的功率計(jì)。在流經(jīng)電力線的電流量變化時(shí)，從電力線產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)變化。根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化在電感器中產(chǎn)生電力。功率計(jì)監(jiān)測(cè)電力以檢測(cè)流經(jīng)電力線的電力量。
[0005]一般情況下，功率計(jì)中提供磁芯。磁芯具有圍繞電力線附近的形狀。另一方面，日本未審專利公開如.2011-185914公開了使用多層印刷電路板的無芯式電流傳感器。在日本未審專利公開如.2011-185914中，多層印刷電路板設(shè)有線圈。線圈使用多層印刷電路板中兩個(gè)不同的互連層和連接互連層的通孔形成?；魻柤呻娐?^11 10埋于線圈內(nèi)部。待檢測(cè)的電流流經(jīng)線圈。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供磁芯是為了增加電力線的靈敏度。另一方面，當(dāng)提供磁芯時(shí)，傳感器的尺寸增力口，并且成本會(huì)上升。在日本未審專利公開如.2011-185914中公開的一種方法中，可以不提供磁芯。然而，由于霍爾X要求埋于多層印刷電路板中，不可能充分降低成本。本發(fā)明人已經(jīng)研究了一種能夠降低成本的新傳感器設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0007]通過本說明書的描述和附圖，其他主題和新穎特征將變得更加顯而易見。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種傳感器設(shè)備，其包括電力線和半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括電感器。電感器使用互連層形成。當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，電力線和半導(dǎo)體器件彼此重疊。
[0009]根據(jù)此實(shí)施例，有可能降低傳感器設(shè)備的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]通過以下結(jié)合附圖的特定優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)勢(shì)和特征將會(huì)更加明顯，在附圖中:
[0011]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0012]圖2是沿圖1中八-八’線的橫截面視圖。
[0013]圖3是示出半導(dǎo)體器件中包括的半導(dǎo)體芯片的配置的橫截面視圖。
[0014]圖4是示出電路的配置的示例的圖。
[0015]圖5是示出放大單元和電感器之間的連接關(guān)系的圖。
[0016]圖6八是示出兩個(gè)電感器纏繞方向的第一個(gè)示例的圖，并且圖68是示出兩個(gè)電感器纏繞方向的第二個(gè)示例的圖。
[0017]圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0018]圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0019]圖9是示出根據(jù)本實(shí)施例的電路的配置的圖。
[0020]圖10是示出根據(jù)第四實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的圖。
[0021]圖11是示出根據(jù)第五實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0022]圖12是示出根據(jù)第六實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0023]圖13是示出根據(jù)第七實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的圖。
[0024]圖14是示出根據(jù)第八實(shí)施例的傳感器設(shè)備的配置的平面圖。
[0025]圖15是示出根據(jù)第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的等效電路的主要組件的圖。
[0026]圖16是示出圖15的修改示例的圖。
[0027]圖17是圖16中所示的半導(dǎo)體器件中包括的半導(dǎo)體芯片的平面圖。
[0028]圖18是示出圖17的橫截面8-8’的第一示例的圖。
[0029]圖19是示出圖17的橫截面8-8’的第二示例的圖。
[0030]圖20是示出根據(jù)第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的等效電路的主要組件的圖。
[0031]圖21是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的等效電路的主要組件的圖。
[0032]圖22是示出圖21的修改示例的圖。
[0033]圖23是示出齊納二極管的配置的示例的橫截面視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]這里將參考說明性實(shí)施例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，使用本發(fā)明的教導(dǎo)可完成很多可替代的實(shí)施例，且本發(fā)明不限于出于解釋目的而圖示說明的實(shí)施例。
[0035]下面，將參考附圖來描述實(shí)施例。在所有圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組件，并且對(duì)其的描述將不再重復(fù)。
[0036]第一實(shí)施例
[0037]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。圖2是沿圖1中八-八’線的橫截面視圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)包括電力線？[和半導(dǎo)體器件30。半導(dǎo)體器件30包括電感器I冊(cè)。電感器I冊(cè)使用互連層(后續(xù)參考圖3描述)形成。當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件30的方向觀察時(shí)，電力線和半導(dǎo)體器件30彼此重疊。因此，由于電力線？[和電感器I冊(cè)之間的距離可以減小，有可能在不提供磁芯的情況下增加傳感器設(shè)備3冊(cè)的靈敏度。此外，由于無需在印刷電路板中埋入X或形成線圈圖案，制造成本也將不會(huì)上升。此外，由于在半導(dǎo)體器件30中提供電感器I冊(cè)，相比在印刷電路板中形成線圈圖案的情況，有可能減小電感器I冊(cè)的線寬。因此，在不增大傳感器設(shè)備3冊(cè)的情況下，有可能通過增加電感器I冊(cè)的匝數(shù)來增加電感器I冊(cè)的檢測(cè)值。下面，將詳細(xì)給出描述。
[0038]如圖1所示，半導(dǎo)體器件30包括兩個(gè)電感器。兩個(gè)電感器I冊(cè)具有相同的匝數(shù)，并被提供使得成為相對(duì)于電力線孔彼此線對(duì)稱。當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件30方向觀察時(shí)，電力線？[在兩個(gè)電感器I冊(cè)之間延伸。在這種情況下，由于電力線？I附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)，兩個(gè)電感器I冊(cè)的每個(gè)中產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。然后，兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)疊加在一起，并且因此有可能增加指示流經(jīng)電力線？[的電流量的信號(hào)的強(qiáng)度。此外，提供兩個(gè)電感器I冊(cè)，并且因此即使當(dāng)半導(dǎo)體器件30的位置相對(duì)于電力線？[偏離，也有可能抑制檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度的減弱。因此，正如后續(xù)將描述的，無需提供磁芯。
[0039]此外，當(dāng)在平面圖中觀看時(shí)，邏輯電路IX被放置于半導(dǎo)體器件30中電感器I冊(cè)圍繞的區(qū)域內(nèi)。正如后續(xù)將描述的，邏輯電路IX包括計(jì)算單元，其處理來自電感器I冊(cè)的數(shù)字化處理的信號(hào)，并計(jì)算流經(jīng)電力線？[的電流量。在該圖所示的示例中，兩個(gè)電感器I冊(cè)中的每個(gè)的內(nèi)部提供邏輯電路IX。兩個(gè)邏輯電路IX可具有相同的功能，并且至少其部分可以是彼此不同的。
[0040]此外，半導(dǎo)體器件30包括模擬電路I當(dāng)在平面圖中觀看時(shí)，模擬電路…的至少一部分與電力線？[重疊。在這種情況下，相比于模擬電路…緊鄰電力線？[放置的情況，會(huì)減小在電力線附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)中通過模擬電路…的組件的數(shù)量。因此，有可能抑制磁場(chǎng)對(duì)模擬電路冗的操作的影響。同時(shí)，例如，模擬電路冗是放大電感器中產(chǎn)生的電壓的放大單元。
[0041]半導(dǎo)體器件30中包括的半導(dǎo)體芯片具有矩形形狀。兩個(gè)電感器I冊(cè)安裝在半導(dǎo)體芯片的一條對(duì)角線上。此外，模擬電路…安裝在半導(dǎo)體芯片的另一條對(duì)角線上。換言之，當(dāng)半導(dǎo)體芯片被連接半導(dǎo)體芯片的對(duì)角線之間的交叉點(diǎn)和半導(dǎo)體芯片各條邊中點(diǎn)的線四等分時(shí)，電感器I冊(cè)被放置于位于一條對(duì)角線上的兩個(gè)區(qū)域中，而模擬電路⑷被放置于其他兩個(gè)區(qū)域中。
[0042]在該圖所示的示例中，半導(dǎo)體器件30被配置，使得半導(dǎo)體芯片被安裝在諸如轉(zhuǎn)接板(化仏印仍虹)或引線框架的芯片安裝部分上，并且使得半導(dǎo)體芯片和芯片安裝部分使用密封樹脂密封。半導(dǎo)體器件30被安裝在印刷電路板？(?上。如圖2中所示，電力線？I基于半導(dǎo)體器件30被放置在印刷電路板？⑶的對(duì)側(cè)。在這種情況下，有可能防止電力線？I附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)被印刷電路板阻隔。
[0043]圖3是示出半導(dǎo)體器件30中包括的半導(dǎo)體芯片的配置的橫截面視圖。半導(dǎo)體芯片使用襯底3服形成。例如，襯底別8為硅襯底。晶體管II？和元件隔離區(qū)域￡1形成在襯底別8中。元件隔離區(qū)域￡1將元件形成區(qū)域與其他區(qū)域分隔開。例如，晶體管II？形成在元件形成區(qū)域中。例如，晶體管狀是邏輯電路IX的一部分。然而，模擬電路…的一部分可能形成在元件形成區(qū)域中。
[0044]多層互連層11%形成在晶體管II？和元件隔離區(qū)域￡1上。多層互連層11%包括內(nèi)部互連III內(nèi)部互連III？是構(gòu)成模擬電路…或邏輯電路IX的互連，或是電源互連。
[0045]多層互連層11%包括多個(gè)互連層。每個(gè)互連層都包括其中形成內(nèi)部互連II尺的層，和其中形成通孔#(或觸點(diǎn))的層。在該圖所示的示例中，內(nèi)部互連III？埋于用于形成互連層的絕緣膜中。然而，至少一個(gè)內(nèi)部互連III？可形成于用于形成互連層的絕緣膜上。此夕卜，內(nèi)部互連III？和通孔V八可以彼此單獨(dú)形成或一體形成。例如，內(nèi)部互連III？是銅或鋁。例如，通孔#是銅、鋁或鎢。
[0046]電感器I冊(cè)形成在與至少一個(gè)內(nèi)部互連評(píng)1尺相同的層中。在該圖所示的示例中，電感器I冊(cè)使用多層的互連層形成(具體來說，第二層或更高的互連層與比最上層低一級(jí)的互連層之間的任何一互連層)。在這種情況下，可以增加電感器I冊(cè)的匝數(shù)，并且因此由于電感器I冊(cè)引起的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)靈敏度變得更高。
[0047]多層互連層11%設(shè)有屏蔽構(gòu)件303。由于屏蔽構(gòu)件303圍繞著電感器I冊(cè)，有可能防止由于來自電感器I冊(cè)中電力線的電場(chǎng)引起的靜電耦合而造成電感器I冊(cè)要檢測(cè)的信號(hào)中產(chǎn)生噪聲。此外，還有可能防止邏輯電路IX和模擬電路…成為電感器I冊(cè)的噪聲源。
[0048]詳細(xì)來說，該屏蔽構(gòu)件310包括第一屏蔽構(gòu)件3101、第二屏蔽構(gòu)件3102、第三屏蔽構(gòu)件30)3和第四屏蔽構(gòu)件3104。
[0049]第一屏蔽構(gòu)件30)1位于電感器I冊(cè)和邏輯電路IX之間，并且第二屏蔽構(gòu)件30)2位于第一屏蔽構(gòu)件30)1的對(duì)側(cè)，電感器I冊(cè)插入于其間。從具有電感器I冊(cè)形成于其中的互連層之下的互連層到具有電感器I冊(cè)形成于其中的互連層之上的互連層，第一屏蔽構(gòu)件8101和第二屏蔽構(gòu)件3102 二者連續(xù)形成。任何一個(gè)互連層中，第一屏蔽構(gòu)件3101和第二屏蔽構(gòu)件30)2中的每個(gè)都包括，位于與具有內(nèi)部互連III？形成于其中的層相同層的金屬層，以及位于與具有通孔#形成于其中的層相同層的金屬層。
[0050]第三屏蔽構(gòu)件30)3形成在比形成電感器I冊(cè)的互連層高一級(jí)的互連層中。此外，第四屏蔽構(gòu)件30)4形成在比形成電感器I冊(cè)的互連層低一級(jí)的互連層中。第三屏蔽構(gòu)件8103被配置為連接位于最上層的第一屏蔽構(gòu)件30)1的金屬層與位于最上層的第二屏蔽構(gòu)件30)2的金屬層，并覆蓋電感器I冊(cè)的上部。第四屏蔽構(gòu)件30)4被配置為連接位于最下層的第一屏蔽構(gòu)件30)1的金屬層與位于最下層的第二屏蔽構(gòu)件30)2的金屬層，并覆蓋電感器I冊(cè)的下部。電感器I冊(cè)被第一屏蔽構(gòu)件30)1、第三屏蔽構(gòu)件30)3、第二屏蔽構(gòu)件30)2和第四屏蔽構(gòu)件3104所包圍。
[0051]圖4是示出構(gòu)成傳感器設(shè)備的電路的示例的圖。如上所述，構(gòu)成傳感器設(shè)備的電路包括模擬電路(放大單元八1？和八0轉(zhuǎn)換單元附)和邏輯電路(計(jì)算單元0？2和通信單元正)。放大單元八即放大電感器I冊(cè)中產(chǎn)生的電壓(=信號(hào))。仙轉(zhuǎn)換單元0附將放大單元八即放大后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。計(jì)算單元0？2使用數(shù)字信號(hào)計(jì)算流經(jīng)電力線？1的電流量。通信單元I？將電流量傳輸?shù)酵獠俊?br> [0052]圖5是示出了放大單元八1？和電感器I冊(cè)之間連接關(guān)系的示例的圖。在該圖所示的示例中，例如，放大單元八1？是差分放大器電路。當(dāng)電流流經(jīng)電力線時(shí)，一個(gè)電感器I冊(cè)中產(chǎn)生具有正電壓的信號(hào)，另一個(gè)電感器I冊(cè)中產(chǎn)生具有負(fù)電壓的信號(hào)。相比于僅有一個(gè)電感器I冊(cè)與放大單元八1？連接的情況，通過兩路信號(hào)輸入到放大單元八1？將增加放大單元八1？的輸出。
[0053]圖6八是示出兩個(gè)電感器I冊(cè)的纏繞方向的第一個(gè)示例的圖。在該圖所示的示例中，兩個(gè)電感器I冊(cè)的纏繞方向彼此相同。第一個(gè)電感器I冊(cè)的中心端與在正側(cè)上的放大單元燦的輸入端連接，并且第二個(gè)電感器I冊(cè)的中心端與在負(fù)側(cè)上的放大單元八即的輸入端連接。此外，兩個(gè)電感器I冊(cè)的外端接地。
[0054]圖68是示出兩個(gè)電感器I冊(cè)的纏繞方向的第二個(gè)示例的圖。在該圖所示的示例中，兩個(gè)電感器I冊(cè)的纏繞方向彼此相反。第一個(gè)電感器I冊(cè)的中心端與一個(gè)輸入端(例如，在負(fù)側(cè)上的輸入端)連接，并且第二個(gè)電感器I冊(cè)的外端與放大單元八即的另一個(gè)輸入端(例如，在正側(cè)上的輸入端)連接。此外，第一個(gè)電感器I冊(cè)的外端接地，并且第二個(gè)電感器I冊(cè)的中心端也接地。
[0055]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件30的方向觀察時(shí)，電力線？[和半導(dǎo)體器件30彼此重疊。因此，由于半導(dǎo)體器件30中的電力線？[和電感器I冊(cè)之間的距離可以減小，有可能在沒有提供磁芯的情況下提高傳感器設(shè)備3冊(cè)的靈敏度。此外，由于無需在印刷電路板中埋入1(:或形成線圈圖案，制造成本也不會(huì)提高。
[0056]第二實(shí)施例
[0057]圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。本圖中示出的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了在以下幾個(gè)方面。
[0058]首先，兩個(gè)邏輯電路IX分別被放置在靠近半導(dǎo)體器件30的兩條短邊。模擬電路八￠:被放置在兩個(gè)邏輯電路IX之間。這樣的布局適合半導(dǎo)體器件30中包括的半導(dǎo)體芯片具有細(xì)長(zhǎng)平面形狀的情況。
[0059]在本實(shí)施例中，也可以獲得與第一實(shí)施例中相同的效果。此外，當(dāng)從垂直于半導(dǎo)體器件30的方向觀察時(shí)，兩個(gè)電感器I冊(cè)均可被配置為不與電力線？[重疊，并且因此在電力線附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，通過電感器I冊(cè)的磁場(chǎng)量將增加。相應(yīng)地，有可能進(jìn)一步提高傳感器設(shè)備3冊(cè)的靈敏度。
[0060]第三實(shí)施例
[0061]圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了在以下幾個(gè)方面。
[0062]首先，傳感器設(shè)備3冊(cè)包括兩個(gè)半導(dǎo)體器件30。兩個(gè)半導(dǎo)體器件30均安裝在一塊印刷電路板？⑶上，并且每個(gè)半導(dǎo)體器件包括電感器I冊(cè)、模擬電路…和邏輯電路IX。兩個(gè)半導(dǎo)體器件50通過在印刷電路板上提供的至少一個(gè)互連而彼此連接。如圖5、圖6八和68中所示，互連可以將兩個(gè)半導(dǎo)體器件50中各自包括的電感器I冊(cè)彼此連接，或者可以將兩個(gè)半導(dǎo)體器件30中各自包括的電路彼此連接。此外，當(dāng)從垂直于印刷電路板
的方向觀察時(shí)，電力線孔在兩個(gè)半導(dǎo)體器件30之間延伸。
[0063]而且，在兩個(gè)半導(dǎo)體器件30中的任意一個(gè)中，邏輯電路IX比模擬電路…被放置得更靠近電力線？匕這種情況下，有可能防止由于電力線？[附近產(chǎn)生磁場(chǎng)引起的噪聲進(jìn)入模擬電路八0。
[0064]圖9是示出根據(jù)本實(shí)施例的構(gòu)成傳感器設(shè)備的電路的圖。根據(jù)本實(shí)施例的構(gòu)成傳感器設(shè)備的電路與圖4所示的構(gòu)成傳感器設(shè)備的電路具有相同的配置，除了該電路包括控制單元(^!。以下描述是基于兩個(gè)半導(dǎo)體器件30中包括的電路通過印刷電路板？⑶的互連1^0彼此連接的假設(shè)而給出的。
[0065]控制單元通過通信單元I？與另一個(gè)半導(dǎo)體器件30的控制單元通信。此夕卜，控制單元控制通信單元I？的打開與關(guān)閉以及計(jì)算單元0？2的打開與關(guān)閉。具體而言，兩個(gè)半導(dǎo)體器件30的其中一個(gè)作為主設(shè)備，而另一個(gè)作為從屬設(shè)備。
[0066]當(dāng)作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30中的電感器I冊(cè)的電壓值足夠大時(shí)，作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元發(fā)射指示該效果的信息給作為從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元(^!。然后，作為從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元'關(guān)閉半導(dǎo)體器件30的計(jì)算單元0？2。此后，作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元關(guān)閉半導(dǎo)體器件30的通信單元I？中的用于與是從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30通信的電路。
[0067]另一方面，當(dāng)作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30中電感器I冊(cè)電壓值小時(shí)，作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元打開半導(dǎo)體器件30的通信單元I？中的用于與是從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30通信的電路，并且然后通過是從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的控制單元(^丁打開是從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的計(jì)算單元0？2。因此，作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30和作為從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30計(jì)算電流量并將計(jì)算后的電流量輸出到外部。
[0068]在本實(shí)施例中，也獲得了和第一實(shí)施例中相同的效果。此外，當(dāng)作用于電感器I冊(cè)的磁場(chǎng)足夠大時(shí)，作為主設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的通信單元I？和作為從屬設(shè)備的半導(dǎo)體器件30的計(jì)算單元0？2的一部分將關(guān)閉。相應(yīng)地，傳感器設(shè)備3冊(cè)的功耗將降低。
[0069]第四實(shí)施例
[0070]圖10是示出根據(jù)第四實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了在以下幾個(gè)方面。
[0071]首先，模擬電路…沒有被放置在位于半導(dǎo)體器件30中的兩個(gè)電感器I冊(cè)之間的部分?？商鎿Q地，兩個(gè)電感器I冊(cè)被放置在彼此相鄰的位置。
[0072]印刷電路板包括第一端子I現(xiàn)1、第二端子1現(xiàn)2和電力線？1%。電力線的一端與第一端子呢町連接，并且電力線的另外一端與第二端子呢以連接。
[0073]在本實(shí)施例中，電力線？[分為上游側(cè)部分和下游側(cè)部分兩部分。第一端子I現(xiàn)1與電力線孔的上游側(cè)部連接，并且第二端子I現(xiàn)2與電力線的下游側(cè)部分連接。換言之，電力線作為電力線的一部分，并且將電力線的上游側(cè)部分和下游側(cè)部分彼此連接。
[0074]當(dāng)從垂直于印刷電路板？⑶的方向觀察時(shí)，電力線？的一部分(在該圖所示的示例中，第一部分？在兩個(gè)電感器I冊(cè)之間延伸。電力線？1%的其它部分(在該圖所示的示例中，第二部分和第三部分圍繞著兩個(gè)電感器I冊(cè)。
[0075]具體來說，半導(dǎo)體器件30的四條邊平行于印刷電路板？⑶的四條邊，并且兩個(gè)電感器I冊(cè)沿著印刷電路板長(zhǎng)邊延伸的方向排列。第一端子呢町位于印刷電路板一條長(zhǎng)邊的中心部分，并且第二端子12以位于印刷電路板？⑶另一條長(zhǎng)邊的中心部分。第一端子呢町通過電力線的第二部分？1%2與第一部分的一端連接。此外，第二端子呢以通過電力線的第三部分？1%3與第一部分的另外一端連接。第二部分？1%2與第一部分共同圍繞著一個(gè)電感器I冊(cè)，而第三部分？1%3與第一部分？1%1共同圍繞著另一個(gè)電感器I冊(cè)。
[0076]在該圖所示的示例中，電感器I冊(cè)的外形大體為矩形。兩個(gè)電感器I冊(cè)在彼此面向其各自的側(cè)邊的方向上排列。電力線的第一部分位于彼此相對(duì)的側(cè)邊之間。電力線的第二部分？1%2和第三部分？1%3沿著電感器I冊(cè)的其它三條側(cè)邊延伸。
[0077]在本實(shí)施例中，也獲得與第一實(shí)施例中相同的效果。此外，由于電力線？[(電力線？1^0與電感器I冊(cè)之間的距離可以減小，由于電感器I冊(cè)導(dǎo)致的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)靈敏度將變得更高。
[0078]此外，電力線？圍繞著兩個(gè)電感器I冊(cè)中的每一個(gè)。相應(yīng)地，由于電感器I冊(cè)導(dǎo)致的電力線附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)靈敏度將進(jìn)一步變得更高。
[0079]第五實(shí)施例
[0080]圖11是示出根據(jù)第五實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第四實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了在以下幾個(gè)方面。
[0081]首先，兩個(gè)電感器I冊(cè)的纏繞方向彼此相同。這兩個(gè)電感器I冊(cè)的端部在外圓周側(cè)彼此連接。
[0082]此外，半導(dǎo)體器件30包括運(yùn)算放大器0燦??？、第三端子1283和第四端子12財(cái)。兩個(gè)電感器I冊(cè)的端部在中心側(cè)分別連接到運(yùn)算放大器0燦的兩個(gè)輸入端。第三端子I已尺3與兩個(gè)電感器I冊(cè)的端部在外圓周側(cè)連接，并且第四端子呢財(cái)與運(yùn)算放大器0八即的輸出端連接。將固定的電壓施加于第三端子12尺3。
[0083]此外，當(dāng)從垂直于印刷電路板的方向觀察時(shí)，半導(dǎo)體器件30的四邊與印刷電路板？⑶的四邊傾斜。
[0084]在本實(shí)施例中，也獲得與第三實(shí)施例中相同的效果。
[0085]第六實(shí)施例
[0086]圖12是示出根據(jù)第六實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第四實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了在以下幾個(gè)方面。
[0087]首先，半導(dǎo)體器件30僅包括一個(gè)電感器I冊(cè)。電感器I冊(cè)沿著半導(dǎo)體器件30中包括的半導(dǎo)體芯片的邊緣形成。模擬電路…(必要時(shí)還有邏輯電路IX〉被提供在電感器I冊(cè)內(nèi)。
[0088]此外，第一端子12町和第二端子1282被提供在印刷電路板的同側(cè)。電力線被提供使得圍繞著半導(dǎo)體器件30。
[0089]在本實(shí)施例中，也獲得與第四實(shí)施例中相同的效果。此外，由于電感器I冊(cè)的數(shù)量可以設(shè)為一個(gè)，設(shè)計(jì)半導(dǎo)體器件30的自由度將得到改進(jìn)。
[0090]第七實(shí)施例
[0091]圖13是示出根據(jù)第七實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第六實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了電力線的布局之外。
[0092]在本實(shí)施例中，電力線？的一部分位于在印刷電路板？(?中安裝的半導(dǎo)體器件30的表面(第一表面)的相反側(cè)的表面(第二表面)上。當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，位于第二表面的電力線？的一部分與位于第一表面的電力線？的一部分相交叉。以這種方式，電力線能夠無間隙地圍繞半導(dǎo)體器件30。
[0093]具體來說，電力線包括第四部分？1%4、第五部分？1%5和第六部分？1%6。第四部分？1%4位于印刷電路板？⑶的第一表面上，并且其一端與第一端子12町連接。第四部分？1%4圍繞半導(dǎo)體器件30的四邊。第五部分？1%5位于印刷電路板？⑶的第二表面上，并且當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，第五部分與第四部分？1%4相交叉。第五部分？1%5的一端通過通孔與第四部分？1%4的另一端連接。此外，第五部分？1%5的另一端通過通孔與第六部分？1%6的一端連接。第六部分？1%6的另一端與第二端子呢以連接。
[0094]在本實(shí)施例中，也獲得與第六實(shí)施例中相同的效果。此外，由于電力線？1%無間隙地圍繞半導(dǎo)體器件30，由于電感器I冊(cè)導(dǎo)致的電力線？附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)靈敏度將會(huì)變得更高。
[0095]第八實(shí)施例
[0096]圖14是示出根據(jù)第八實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)的配置的平面圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第七實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了電力線的第五部分和第六部分？1%6的每個(gè)都圍繞半導(dǎo)體器件30。
[0097]在本實(shí)施例中，也獲得與第七實(shí)施例中相同的效果。此外，由于電力線？多重圍繞半導(dǎo)體器件30，由于電感器I冊(cè)導(dǎo)致的電力線？附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)靈敏度將會(huì)變得更高。
[0098]第九實(shí)施例
[0099]圖15是示出根據(jù)第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件30的等效電路的主要組件的圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第一到第八實(shí)施例中任意一個(gè)的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了半導(dǎo)體器件30包括電容器(^01作為保護(hù)元件。
[0100]電容器(^01與電感器I冊(cè)并列被提供。也就是說，電容器(^01的一端與放大單元八1？的第一端子連接，并且電容器(^01的另一端與放大單元八1？的第二端子連接。
[0101]圖16是示出圖15的修改示例的圖。此修改示例與圖15相同，除了電感器I冊(cè)被屏蔽構(gòu)件310圍繞。
[0102]圖17是根據(jù)此修改示例的半導(dǎo)體器件30中包括的半導(dǎo)體芯片的平面圖。在該圖所示的示例中，電感器I冊(cè)沿著半導(dǎo)體芯片的邊緣形成。圖3中所示的第一屏蔽構(gòu)件3101比電感器I冊(cè)在內(nèi)圓周側(cè)形成得更遠(yuǎn)，并且圖3所示的第二屏蔽構(gòu)件30)2比電感器I冊(cè)在外圓周側(cè)形成得更遠(yuǎn)。第二屏蔽構(gòu)件30)2也作為保護(hù)環(huán)。
[0103]圖18是示出圖17的橫截面8-8’的第一個(gè)示例的圖。在本圖中，與圖3中相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0104]在該圖所示的示例中，第一屏蔽構(gòu)件30)1的最下層由比電感器I冊(cè)的最下層更低一級(jí)的層來形成。當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，在與第一屏蔽構(gòu)件30)1重疊的區(qū)域中，內(nèi)部互連11尺2在與第四屏蔽構(gòu)件30)4相同的層中形成。此外，第二屏蔽構(gòu)件30)2是多重配置的。
[0105]在襯底3口8中，當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，電容器(^01在與屏蔽構(gòu)件303重疊的區(qū)域中形成。電容器(^01包括阱麗[、擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)町、絕緣薄膜以吧和電極鍺。阱麗[和擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)81均是在襯底中形成的第一導(dǎo)電類型(例如，11+型)。擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)町的雜質(zhì)濃度高于阱麗^的雜質(zhì)濃度。電極鍺構(gòu)成電容器⑶01的一個(gè)電極，并且擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)町構(gòu)成電容器(^01的另一個(gè)電極。同時(shí)，絕緣薄膜以吧與晶體管II？的柵極絕緣薄膜的形成過程相同，而電極鍺與晶體管狀的柵電極的形成過程相同。
[0106]內(nèi)部互連1182通過觸點(diǎn)與電極鍺連接，并且屏蔽構(gòu)件310的第四屏蔽構(gòu)件30)4通過觸點(diǎn)與第二導(dǎo)電類型(例如，1)+型)的擴(kuò)散區(qū)域(未顯示)連接。
[0107]圖19是示出圖17的橫截面8-8’的第二個(gè)示例的圖。在該圖所示的示例中，第四屏蔽構(gòu)件30)4在從多層互連層11%底部的第三互連層中形成。導(dǎo)電圖案？III在多層互連層11%的最底互連層中與第四屏蔽構(gòu)件30)4重疊的部分中形成，并且導(dǎo)電圖案？口2在其上的互連層中形成。
[0108]此外，當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，擴(kuò)散區(qū)域？081和阱？I[在襯底別8中與屏蔽構(gòu)件310重疊的區(qū)域中形成。阱和擴(kuò)散區(qū)域？0町都是在襯底3服中形成的第二導(dǎo)電類型(例如，？型)區(qū)域。擴(kuò)散區(qū)域？081通過觸點(diǎn)與屏蔽構(gòu)件303連接。擴(kuò)散區(qū)域？081在阱？I[的表面層中形成。
[0109]導(dǎo)電圖案？III和？112與第四屏蔽構(gòu)件30)4和擴(kuò)散區(qū)域？0町均重疊。導(dǎo)電圖案？111是電容器(^01的一個(gè)電極，而導(dǎo)電圖案？口2是電容器(^01的另一個(gè)電極。導(dǎo)電圖案？口1通過內(nèi)部互連111^2(未顯示)與電感器I冊(cè)的一端連接，并且導(dǎo)電圖案？口2與電感器I冊(cè)的另一端連接。
[0110]在本實(shí)施例中，也獲得與第一到第八實(shí)施例中任意一個(gè)中相同的效果。此外，電容器⑶01與電感器I冊(cè)并聯(lián)連接。因此，同樣在意外的大電流量(諸如雷電)流經(jīng)電力線？I以及在電感器I冊(cè)中產(chǎn)生大電壓量的情況下，電壓引起的電流的一部分將被電容器⑶01吸收，并且因此有可能防止損壞放大單元燦1？。更進(jìn)一步說，當(dāng)在電感器I冊(cè)中產(chǎn)生無法估量的高頻電流時(shí)，該高頻電流可被切斷。
[0111]第十實(shí)施例
[0112]圖20是示出根據(jù)第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件30的等效電路的主要組件的圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第九實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了半導(dǎo)體器件50的保護(hù)元件由電容器和(^02構(gòu)成。
[0113]電容器和(^02彼此串聯(lián)，并與電感器I冊(cè)并聯(lián)。電容器和電容器(^02在其之間接地。例如，電容器￠^01和￠^02與圖18和圖19中所示的電容器(^01具有相同的配置。
[0114]在本實(shí)施例中，也獲得與第九實(shí)施例中相同的效果。
[0115]第^^一實(shí)施例
[0116]圖21是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件30的等效電路的主要組件的圖。根據(jù)本實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)與根據(jù)第九實(shí)施例的傳感器設(shè)備3冊(cè)具有相同的配置，除了半導(dǎo)體器件30的保護(hù)元件由多個(gè)齊納二極管201、202、203和204構(gòu)成。
[0117]齊納二極管201和202(第一齊納二極管)在電源互連乂⑶和接地互連⑶0之間彼此串聯(lián)并且在相反的方向，而齊納二極管203和204(第二齊納二極管)也在電源互連^和接地互連之間彼此串聯(lián)并且在相反的方向。電感器I冊(cè)的一端連接在齊納二極管201和202之間，而電感器I冊(cè)的另一端連接在齊納二極管203和204之間。根據(jù)這種配置，同樣在電感器I冊(cè)中產(chǎn)生大電壓的情況下，電壓引起的電流可以通過齊納二極管201、202、203和204中的任何一個(gè)作用于電源互連乂⑶或接地互連。因此，有可能防止損壞放大單元八1？。
[0118]圖22是示出圖21的修改示例的圖。此修改示例與圖21相同，除了電感器I冊(cè)被屏蔽構(gòu)件310圍繞。
[0119]圖23是示出齊納二極管20的配置的示例的橫截面視圖，并且對(duì)應(yīng)于根據(jù)第十實(shí)施例的圖18。
[0120]在該圖所示的示例中，第四屏蔽構(gòu)件3104位于從多層互連層11%底部的第二層或更高的互連層。電極010和電極八冊(cè)在多層互連層11%的最底互連層中與屏蔽構(gòu)件310重疊的部分中形成。
[0121]此外，當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，齊納二極管201 (202203204)在襯底3服中與屏蔽構(gòu)件303重疊的區(qū)域中形成。齊納二極管201包括在襯底3口8中形成的第二導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)域？081，和在擴(kuò)散區(qū)域？081的表面層中形成的第一導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)82。此外，通過元件隔離區(qū)域21，第二導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)域？082位于擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)以附近。第二導(dǎo)電類型的阱在擴(kuò)散區(qū)域？01？2和擴(kuò)散區(qū)？0町之下形成。換言之，擴(kuò)散區(qū)域？01？2和擴(kuò)散區(qū)域？0町在阱的表面層中形成。第一導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)域冊(cè)以通過觸點(diǎn)與電極(:10連接，并且第二導(dǎo)電類型的擴(kuò)散區(qū)域？01？2通過觸點(diǎn)與電極八冊(cè)連接。
[0122]在本實(shí)施例中，也獲得與第九實(shí)施例中相同的效果。
[0123]正如前文提到的，雖然已經(jīng)基于實(shí)施例具體描述了由發(fā)明人實(shí)現(xiàn)的發(fā)明，本發(fā)明并不限于實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種變化。
[0124]顯而易見的是，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可加以修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器設(shè)備,包括: 電力線；以及 半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括互連層和在所述互連層中形成的電感器， 其中，當(dāng)從垂直于所述半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，所述電力線和所述半導(dǎo)體器件彼此重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器設(shè)備，還包括印刷電路板，在所述印刷電路板上安裝有所述半導(dǎo)體器件， 其中，所述電力線是包括在所述印刷電路板中的互連的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器設(shè)備，其中， 當(dāng)從垂直于所述半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，所述電力線圍繞在所述電感器的附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器設(shè)備， 其中，所述半導(dǎo)體器件包括兩個(gè)電感器，以及 其中，當(dāng)從垂直于所述半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，所述電力線在所述兩個(gè)電感器之間延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器設(shè)備，還包括印刷電路板，在所述印刷電路板上安裝有所述半導(dǎo)體器件， 其中，所述電力線是包括在所述印刷電路板中的互連的至少一部分，以及 其中，當(dāng)從垂直于所述半導(dǎo)體器件的方向觀察時(shí)，所述電力線包括: 第一部分，所述第一部分在所述兩個(gè)電感器之間延伸， 第二部分，所述第二部分與所述第一部分的一端連接，并且圍繞所述第一電感器的至少一部分，以及 第三部分，所述第三部分與所述第一部分的另一端連接，并且圍繞所述第二電感器的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體器件包括: 邏輯電路，當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，所述邏輯電路位于所述兩個(gè)電感器中的每一個(gè)電感器的內(nèi)部，以及 模擬電路，當(dāng)從平面視圖觀察時(shí)，所述模擬電路的至少一部分和所述電力線重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器設(shè)備，還包括與所述電感器連接的保護(hù)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器設(shè)備，其中， 所述保護(hù)電路包括與所述電感器并聯(lián)連接的電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器設(shè)備，其中，所述保護(hù)電路包括: 第一齊納二極管，所述第一齊納二極管與所述電感器的一端連接，以及 第二齊納二極管，所述第二齊納二極管與所述電感器的另一端連接。
【文檔編號(hào)】H01L23/522GK104422819SQ201410452684
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】根本敬繼, 中柴康隆, 橋本隆介, 內(nèi)田慎一, 吳一憲, 大江寬, 吉川法子 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社