传感器设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种传感器设备。所述传感器设备包括电力线和半导体器件。半导体器件包括电感器。电感器使用互连层(如后续使用图3描述)形成。当从垂直于半导体器件的方向观察时，电力线和半导体器件彼此重叠。半导体器件包括两个电感器。当从垂直于半导体器件的方向观察时，电力线在两个电感器之间延伸。
【专利说明】传感器设备
[0001]本申请基于日本专利申请如.2013-184208，其内容通过援引并入于此。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种传感器设备，并且是一种可用于例如具有电感器的传感器设备的技术。
[0003]相关技术
[0004]电感器被用作检测流经电力线的电力量的功率计。在流经电力线的电流量变化时，从电力线产生的磁场强度也会变化。根据磁场强度变化在电感器中产生电力。功率计监测电力以检测流经电力线的电力量。
[0005]一般情况下，功率计中提供磁芯。磁芯具有围绕电力线附近的形状。另一方面，日本未审专利公开如.2011-185914公开了使用多层印刷电路板的无芯式电流传感器。在日本未审专利公开如.2011-185914中，多层印刷电路板设有线圈。线圈使用多层印刷电路板中两个不同的互连层和连接互连层的通孔形成。霍尔集成电路(^11 10埋于线圈内部。待检测的电流流经线圈。
【发明内容】
[0006]提供磁芯是为了增加电力线的灵敏度。另一方面，当提供磁芯时，传感器的尺寸增力口，并且成本会上升。在日本未审专利公开如.2011-185914中公开的一种方法中，可以不提供磁芯。然而，由于霍尔X要求埋于多层印刷电路板中，不可能充分降低成本。本发明人已经研究了一种能够降低成本的新传感器设备的结构。
[0007]通过本说明书的描述和附图，其他主题和新颖特征将变得更加显而易见。
[0008]在一个实施例中，提供了一种传感器设备，其包括电力线和半导体器件。半导体器件包括电感器。电感器使用互连层形成。当从垂直于半导体器件的方向观察时，电力线和半导体器件彼此重叠。
[0009]根据此实施例，有可能降低传感器设备的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过以下结合附图的特定优选实施例的描述，本发明的上述和其他目的、优势和特征将会更加明显，在附图中:
[0011]图1是示出根据第一实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0012]图2是沿图1中八-八’线的横截面视图。
[0013]图3是示出半导体器件中包括的半导体芯片的配置的横截面视图。
[0014]图4是示出电路的配置的示例的图。
[0015]图5是示出放大单元和电感器之间的连接关系的图。
[0016]图6八是示出两个电感器缠绕方向的第一个示例的图，并且图68是示出两个电感器缠绕方向的第二个示例的图。
[0017]图7是示出根据第二实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0018]图8是示出根据第三实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0019]图9是示出根据本实施例的电路的配置的图。
[0020]图10是示出根据第四实施例的传感器设备的配置的图。
[0021]图11是示出根据第五实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0022]图12是示出根据第六实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0023]图13是示出根据第七实施例的传感器设备的配置的图。
[0024]图14是示出根据第八实施例的传感器设备的配置的平面图。
[0025]图15是示出根据第九实施例的半导体器件的等效电路的主要组件的图。
[0026]图16是示出图15的修改示例的图。
[0027]图17是图16中所示的半导体器件中包括的半导体芯片的平面图。
[0028]图18是示出图17的横截面8-8’的第一示例的图。
[0029]图19是示出图17的横截面8-8’的第二示例的图。
[0030]图20是示出根据第十实施例的半导体器件的等效电路的主要组件的图。
[0031]图21是示出根据第十一实施例的半导体器件的等效电路的主要组件的图。
[0032]图22是示出图21的修改示例的图。
[0033]图23是示出齐纳二极管的配置的示例的横截面视图。
【具体实施方式】
[0034]这里将参考说明性实施例来描述本发明。本领域技术人员将认识到，使用本发明的教导可完成很多可替代的实施例，且本发明不限于出于解释目的而图示说明的实施例。
[0035]下面，将参考附图来描述实施例。在所有图中，相同的附图标记表示相同的组件，并且对其的描述将不再重复。
[0036]第一实施例
[0037]图1是示出根据第一实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。图2是沿图1中八-八’线的横截面视图。根据本实施例的传感器设备3冊包括电力线？[和半导体器件30。半导体器件30包括电感器I冊。电感器I冊使用互连层(后续参考图3描述)形成。当从垂直于半导体器件30的方向观察时，电力线和半导体器件30彼此重叠。因此，由于电力线？[和电感器I冊之间的距离可以减小，有可能在不提供磁芯的情况下增加传感器设备3冊的灵敏度。此外，由于无需在印刷电路板中埋入X或形成线圈图案，制造成本也将不会上升。此外，由于在半导体器件30中提供电感器I冊，相比在印刷电路板中形成线圈图案的情况，有可能减小电感器I冊的线宽。因此，在不增大传感器设备3冊的情况下，有可能通过增加电感器I冊的匝数来增加电感器I冊的检测值。下面，将详细给出描述。
[0038]如图1所示，半导体器件30包括两个电感器。两个电感器I冊具有相同的匝数，并被提供使得成为相对于电力线孔彼此线对称。当从垂直于半导体器件30方向观察时，电力线？[在两个电感器I冊之间延伸。在这种情况下，由于电力线？I附近产生的磁场，两个电感器I冊的每个中产生了电动势。然后，两个电动势叠加在一起，并且因此有可能增加指示流经电力线？[的电流量的信号的强度。此外，提供两个电感器I冊，并且因此即使当半导体器件30的位置相对于电力线？[偏离，也有可能抑制检测信号强度的减弱。因此，正如后续将描述的，无需提供磁芯。
[0039]此外，当在平面图中观看时，逻辑电路IX被放置于半导体器件30中电感器I冊围绕的区域内。正如后续将描述的，逻辑电路IX包括计算单元，其处理来自电感器I冊的数字化处理的信号，并计算流经电力线？[的电流量。在该图所示的示例中，两个电感器I冊中的每个的内部提供逻辑电路IX。两个逻辑电路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，半导体器件30包括模拟电路I当在平面图中观看时，模拟电路…的至少一部分与电力线？[重叠。在这种情况下，相比于模拟电路…紧邻电力线？[放置的情况，会减小在电力线附近产生的磁场中通过模拟电路…的组件的数量。因此，有可能抑制磁场对模拟电路冗的操作的影响。同时，例如，模拟电路冗是放大电感器中产生的电压的放大单元。
[0041]半导体器件30中包括的半导体芯片具有矩形形状。两个电感器I冊安装在半导体芯片的一条对角线上。此外，模拟电路…安装在半导体芯片的另一条对角线上。换言之，当半导体芯片被连接半导体芯片的对角线之间的交叉点和半导体芯片各条边中点的线四等分时，电感器I冊被放置于位于一条对角线上的两个区域中，而模拟电路⑷被放置于其他两个区域中。
[0042]在该图所示的示例中，半导体器件30被配置，使得半导体芯片被安装在诸如转接板(化仏印仍虹)或引线框架的芯片安装部分上，并且使得半导体芯片和芯片安装部分使用密封树脂密封。半导体器件30被安装在印刷电路板？(?上。如图2中所示，电力线？I基于半导体器件30被放置在印刷电路板？⑶的对侧。在这种情况下，有可能防止电力线？I附近产生的磁场被印刷电路板阻隔。
[0043]图3是示出半导体器件30中包括的半导体芯片的配置的横截面视图。半导体芯片使用衬底3服形成。例如，衬底別8为硅衬底。晶体管II？和元件隔离区域￡1形成在衬底別8中。元件隔离区域￡1将元件形成区域与其他区域分隔开。例如，晶体管II？形成在元件形成区域中。例如，晶体管狀是逻辑电路IX的一部分。然而，模拟电路…的一部分可能形成在元件形成区域中。
[0044]多层互连层11%形成在晶体管II？和元件隔离区域￡1上。多层互连层11%包括内部互连III内部互连III？是构成模拟电路…或逻辑电路IX的互连，或是电源互连。
[0045]多层互连层11%包括多个互连层。每个互连层都包括其中形成内部互连II尺的层，和其中形成通孔#(或触点)的层。在该图所示的示例中，内部互连III？埋于用于形成互连层的绝缘膜中。然而，至少一个内部互连III？可形成于用于形成互连层的绝缘膜上。此夕卜，内部互连III？和通孔V八可以彼此单独形成或一体形成。例如，内部互连III？是铜或铝。例如，通孔#是铜、铝或钨。
[0046]电感器I冊形成在与至少一个内部互连评1尺相同的层中。在该图所示的示例中，电感器I冊使用多层的互连层形成(具体来说，第二层或更高的互连层与比最上层低一级的互连层之间的任何一互连层)。在这种情况下，可以增加电感器I冊的匝数，并且因此由于电感器I冊引起的磁场变化的检测灵敏度变得更高。
[0047]多层互连层11%设有屏蔽构件303。由于屏蔽构件303围绕着电感器I冊，有可能防止由于来自电感器I冊中电力线的电场引起的静电耦合而造成电感器I冊要检测的信号中产生噪声。此外，还有可能防止逻辑电路IX和模拟电路…成为电感器I冊的噪声源。
[0048]详细来说，该屏蔽构件310包括第一屏蔽构件3101、第二屏蔽构件3102、第三屏蔽构件30)3和第四屏蔽构件3104。
[0049]第一屏蔽构件30)1位于电感器I冊和逻辑电路IX之间，并且第二屏蔽构件30)2位于第一屏蔽构件30)1的对侧，电感器I冊插入于其间。从具有电感器I冊形成于其中的互连层之下的互连层到具有电感器I冊形成于其中的互连层之上的互连层，第一屏蔽构件8101和第二屏蔽构件3102 二者连续形成。任何一个互连层中，第一屏蔽构件3101和第二屏蔽构件30)2中的每个都包括，位于与具有内部互连III？形成于其中的层相同层的金属层，以及位于与具有通孔#形成于其中的层相同层的金属层。
[0050]第三屏蔽构件30)3形成在比形成电感器I冊的互连层高一级的互连层中。此外，第四屏蔽构件30)4形成在比形成电感器I冊的互连层低一级的互连层中。第三屏蔽构件8103被配置为连接位于最上层的第一屏蔽构件30)1的金属层与位于最上层的第二屏蔽构件30)2的金属层，并覆盖电感器I冊的上部。第四屏蔽构件30)4被配置为连接位于最下层的第一屏蔽构件30)1的金属层与位于最下层的第二屏蔽构件30)2的金属层，并覆盖电感器I冊的下部。电感器I冊被第一屏蔽构件30)1、第三屏蔽构件30)3、第二屏蔽构件30)2和第四屏蔽构件3104所包围。
[0051]图4是示出构成传感器设备的电路的示例的图。如上所述，构成传感器设备的电路包括模拟电路(放大单元八1？和八0转换单元附)和逻辑电路(计算单元0？2和通信单元正)。放大单元八即放大电感器I冊中产生的电压(=信号)。仙转换单元0附将放大单元八即放大后的信号转换为数字信号。计算单元0？2使用数字信号计算流经电力线？1的电流量。通信单元I？将电流量传输到外部。
[0052]图5是示出了放大单元八1？和电感器I冊之间连接关系的示例的图。在该图所示的示例中，例如，放大单元八1？是差分放大器电路。当电流流经电力线时，一个电感器I冊中产生具有正电压的信号，另一个电感器I冊中产生具有负电压的信号。相比于仅有一个电感器I冊与放大单元八1？连接的情况，通过两路信号输入到放大单元八1？将增加放大单元八1？的输出。
[0053]图6八是示出两个电感器I冊的缠绕方向的第一个示例的图。在该图所示的示例中，两个电感器I冊的缠绕方向彼此相同。第一个电感器I冊的中心端与在正侧上的放大单元灿的输入端连接，并且第二个电感器I冊的中心端与在负侧上的放大单元八即的输入端连接。此外，两个电感器I冊的外端接地。
[0054]图68是示出两个电感器I冊的缠绕方向的第二个示例的图。在该图所示的示例中，两个电感器I冊的缠绕方向彼此相反。第一个电感器I冊的中心端与一个输入端(例如，在负侧上的输入端)连接，并且第二个电感器I冊的外端与放大单元八即的另一个输入端(例如，在正侧上的输入端)连接。此外，第一个电感器I冊的外端接地，并且第二个电感器I冊的中心端也接地。
[0055]如上所述，根据本实施例，当从垂直于半导体器件30的方向观察时，电力线？[和半导体器件30彼此重叠。因此，由于半导体器件30中的电力线？[和电感器I冊之间的距离可以减小，有可能在没有提供磁芯的情况下提高传感器设备3冊的灵敏度。此外，由于无需在印刷电路板中埋入1(:或形成线圈图案，制造成本也不会提高。
[0056]第二实施例
[0057]图7是示出根据第二实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。本图中示出的传感器设备3冊与根据第一实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了在以下几个方面。
[0058]首先，两个逻辑电路IX分别被放置在靠近半导体器件30的两条短边。模拟电路八￠:被放置在两个逻辑电路IX之间。这样的布局适合半导体器件30中包括的半导体芯片具有细长平面形状的情况。
[0059]在本实施例中，也可以获得与第一实施例中相同的效果。此外，当从垂直于半导体器件30的方向观察时，两个电感器I冊均可被配置为不与电力线？[重叠，并且因此在电力线附近产生的磁场中，通过电感器I冊的磁场量将增加。相应地，有可能进一步提高传感器设备3冊的灵敏度。
[0060]第三实施例
[0061]图8是示出根据第三实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第二实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了在以下几个方面。
[0062]首先，传感器设备3冊包括两个半导体器件30。两个半导体器件30均安装在一块印刷电路板？⑶上，并且每个半导体器件包括电感器I冊、模拟电路…和逻辑电路IX。两个半导体器件50通过在印刷电路板上提供的至少一个互连而彼此连接。如图5、图6八和68中所示，互连可以将两个半导体器件50中各自包括的电感器I冊彼此连接，或者可以将两个半导体器件30中各自包括的电路彼此连接。此外，当从垂直于印刷电路板
的方向观察时，电力线孔在两个半导体器件30之间延伸。
[0063]而且，在两个半导体器件30中的任意一个中，逻辑电路IX比模拟电路…被放置得更靠近电力线？匕这种情况下，有可能防止由于电力线？[附近产生磁场引起的噪声进入模拟电路八0。
[0064]图9是示出根据本实施例的构成传感器设备的电路的图。根据本实施例的构成传感器设备的电路与图4所示的构成传感器设备的电路具有相同的配置，除了该电路包括控制单元(^!。以下描述是基于两个半导体器件30中包括的电路通过印刷电路板？⑶的互连1^0彼此连接的假设而给出的。
[0065]控制单元通过通信单元I？与另一个半导体器件30的控制单元通信。此夕卜，控制单元控制通信单元I？的打开与关闭以及计算单元0？2的打开与关闭。具体而言，两个半导体器件30的其中一个作为主设备，而另一个作为从属设备。
[0066]当作为主设备的半导体器件30中的电感器I冊的电压值足够大时，作为主设备的半导体器件30的控制单元发射指示该效果的信息给作为从属设备的半导体器件30的控制单元(^!。然后，作为从属设备的半导体器件30的控制单元'关闭半导体器件30的计算单元0？2。此后，作为主设备的半导体器件30的控制单元关闭半导体器件30的通信单元I？中的用于与是从属设备的半导体器件30通信的电路。
[0067]另一方面，当作为主设备的半导体器件30中电感器I冊电压值小时，作为主设备的半导体器件30的控制单元打开半导体器件30的通信单元I？中的用于与是从属设备的半导体器件30通信的电路，并且然后通过是从属设备的半导体器件30的控制单元(^丁打开是从属设备的半导体器件30的计算单元0？2。因此，作为主设备的半导体器件30和作为从属设备的半导体器件30计算电流量并将计算后的电流量输出到外部。
[0068]在本实施例中，也获得了和第一实施例中相同的效果。此外，当作用于电感器I冊的磁场足够大时，作为主设备的半导体器件30的通信单元I？和作为从属设备的半导体器件30的计算单元0？2的一部分将关闭。相应地，传感器设备3冊的功耗将降低。
[0069]第四实施例
[0070]图10是示出根据第四实施例的传感器设备3冊的配置的图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第二实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了在以下几个方面。
[0071]首先，模拟电路…没有被放置在位于半导体器件30中的两个电感器I冊之间的部分。可替换地，两个电感器I冊被放置在彼此相邻的位置。
[0072]印刷电路板包括第一端子I现1、第二端子1现2和电力线？1%。电力线的一端与第一端子呢町连接，并且电力线的另外一端与第二端子呢以连接。
[0073]在本实施例中，电力线？[分为上游侧部分和下游侧部分两部分。第一端子I现1与电力线孔的上游侧部连接，并且第二端子I现2与电力线的下游侧部分连接。换言之，电力线作为电力线的一部分，并且将电力线的上游侧部分和下游侧部分彼此连接。
[0074]当从垂直于印刷电路板？⑶的方向观察时，电力线？的一部分(在该图所示的示例中，第一部分？在两个电感器I冊之间延伸。电力线？1%的其它部分(在该图所示的示例中，第二部分和第三部分围绕着两个电感器I冊。
[0075]具体来说，半导体器件30的四条边平行于印刷电路板？⑶的四条边，并且两个电感器I冊沿着印刷电路板长边延伸的方向排列。第一端子呢町位于印刷电路板一条长边的中心部分，并且第二端子12以位于印刷电路板？⑶另一条长边的中心部分。第一端子呢町通过电力线的第二部分？1%2与第一部分的一端连接。此外，第二端子呢以通过电力线的第三部分？1%3与第一部分的另外一端连接。第二部分？1%2与第一部分共同围绕着一个电感器I冊，而第三部分？1%3与第一部分？1%1共同围绕着另一个电感器I冊。
[0076]在该图所示的示例中，电感器I冊的外形大体为矩形。两个电感器I冊在彼此面向其各自的侧边的方向上排列。电力线的第一部分位于彼此相对的侧边之间。电力线的第二部分？1%2和第三部分？1%3沿着电感器I冊的其它三条侧边延伸。
[0077]在本实施例中，也获得与第一实施例中相同的效果。此外，由于电力线？[(电力线？1^0与电感器I冊之间的距离可以减小，由于电感器I冊导致的磁场变化的检测灵敏度将变得更高。
[0078]此外，电力线？围绕着两个电感器I冊中的每一个。相应地，由于电感器I冊导致的电力线附近产生的磁场变化的检测灵敏度将进一步变得更高。
[0079]第五实施例
[0080]图11是示出根据第五实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第四实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了在以下几个方面。
[0081]首先，两个电感器I冊的缠绕方向彼此相同。这两个电感器I冊的端部在外圆周侧彼此连接。
[0082]此外，半导体器件30包括运算放大器0灿！？、第三端子1283和第四端子12财。两个电感器I冊的端部在中心侧分别连接到运算放大器0灿的两个输入端。第三端子I已尺3与两个电感器I冊的端部在外圆周侧连接，并且第四端子呢财与运算放大器0八即的输出端连接。将固定的电压施加于第三端子12尺3。
[0083]此外，当从垂直于印刷电路板的方向观察时，半导体器件30的四边与印刷电路板？⑶的四边倾斜。
[0084]在本实施例中，也获得与第三实施例中相同的效果。
[0085]第六实施例
[0086]图12是示出根据第六实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第四实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了在以下几个方面。
[0087]首先，半导体器件30仅包括一个电感器I冊。电感器I冊沿着半导体器件30中包括的半导体芯片的边缘形成。模拟电路…(必要时还有逻辑电路IX〉被提供在电感器I冊内。
[0088]此外，第一端子12町和第二端子1282被提供在印刷电路板的同侧。电力线被提供使得围绕着半导体器件30。
[0089]在本实施例中，也获得与第四实施例中相同的效果。此外，由于电感器I冊的数量可以设为一个，设计半导体器件30的自由度将得到改进。
[0090]第七实施例
[0091]图13是示出根据第七实施例的传感器设备3冊的配置的图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第六实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了电力线的布局之外。
[0092]在本实施例中，电力线？的一部分位于在印刷电路板？(?中安装的半导体器件30的表面(第一表面)的相反侧的表面(第二表面)上。当从平面视图观察时，位于第二表面的电力线？的一部分与位于第一表面的电力线？的一部分相交叉。以这种方式，电力线能够无间隙地围绕半导体器件30。
[0093]具体来说，电力线包括第四部分？1%4、第五部分？1%5和第六部分？1%6。第四部分？1%4位于印刷电路板？⑶的第一表面上，并且其一端与第一端子12町连接。第四部分？1%4围绕半导体器件30的四边。第五部分？1%5位于印刷电路板？⑶的第二表面上，并且当从平面视图观察时，第五部分与第四部分？1%4相交叉。第五部分？1%5的一端通过通孔与第四部分？1%4的另一端连接。此外，第五部分？1%5的另一端通过通孔与第六部分？1%6的一端连接。第六部分？1%6的另一端与第二端子呢以连接。
[0094]在本实施例中，也获得与第六实施例中相同的效果。此外，由于电力线？1%无间隙地围绕半导体器件30，由于电感器I冊导致的电力线？附近产生的磁场变化的检测灵敏度将会变得更高。
[0095]第八实施例
[0096]图14是示出根据第八实施例的传感器设备3冊的配置的平面图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第七实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了电力线的第五部分和第六部分？1%6的每个都围绕半导体器件30。
[0097]在本实施例中，也获得与第七实施例中相同的效果。此外，由于电力线？多重围绕半导体器件30，由于电感器I冊导致的电力线？附近产生的磁场变化的检测灵敏度将会变得更高。
[0098]第九实施例
[0099]图15是示出根据第九实施例的半导体器件30的等效电路的主要组件的图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第一到第八实施例中任意一个的传感器设备3冊具有相同的配置，除了半导体器件30包括电容器(^01作为保护元件。
[0100]电容器(^01与电感器I冊并列被提供。也就是说，电容器(^01的一端与放大单元八1？的第一端子连接，并且电容器(^01的另一端与放大单元八1？的第二端子连接。
[0101]图16是示出图15的修改示例的图。此修改示例与图15相同，除了电感器I冊被屏蔽构件310围绕。
[0102]图17是根据此修改示例的半导体器件30中包括的半导体芯片的平面图。在该图所示的示例中，电感器I冊沿着半导体芯片的边缘形成。图3中所示的第一屏蔽构件3101比电感器I冊在内圆周侧形成得更远，并且图3所示的第二屏蔽构件30)2比电感器I冊在外圆周侧形成得更远。第二屏蔽构件30)2也作为保护环。
[0103]图18是示出图17的横截面8-8’的第一个示例的图。在本图中，与图3中相同的元件使用相同的附图标记表示。
[0104]在该图所示的示例中，第一屏蔽构件30)1的最下层由比电感器I冊的最下层更低一级的层来形成。当从平面视图观察时，在与第一屏蔽构件30)1重叠的区域中，内部互连11尺2在与第四屏蔽构件30)4相同的层中形成。此外，第二屏蔽构件30)2是多重配置的。
[0105]在衬底3口8中，当从平面视图观察时，电容器(^01在与屏蔽构件303重叠的区域中形成。电容器(^01包括阱丽[、扩散区域冊町、绝缘薄膜以吧和电极锗。阱丽[和扩散区域冊81均是在衬底中形成的第一导电类型(例如，11+型)。扩散区域冊町的杂质浓度高于阱丽^的杂质浓度。电极锗构成电容器⑶01的一个电极，并且扩散区域冊町构成电容器(^01的另一个电极。同时，绝缘薄膜以吧与晶体管II？的栅极绝缘薄膜的形成过程相同，而电极锗与晶体管狀的栅电极的形成过程相同。
[0106]内部互连1182通过触点与电极锗连接，并且屏蔽构件310的第四屏蔽构件30)4通过触点与第二导电类型(例如，1)+型)的扩散区域(未显示)连接。
[0107]图19是示出图17的横截面8-8’的第二个示例的图。在该图所示的示例中，第四屏蔽构件30)4在从多层互连层11%底部的第三互连层中形成。导电图案？III在多层互连层11%的最底互连层中与第四屏蔽构件30)4重叠的部分中形成，并且导电图案？口2在其上的互连层中形成。
[0108]此外，当从平面视图观察时，扩散区域？081和阱？I[在衬底別8中与屏蔽构件310重叠的区域中形成。阱和扩散区域？0町都是在衬底3服中形成的第二导电类型(例如，？型)区域。扩散区域？081通过触点与屏蔽构件303连接。扩散区域？081在阱？I[的表面层中形成。
[0109]导电图案？III和？112与第四屏蔽构件30)4和扩散区域？0町均重叠。导电图案？111是电容器(^01的一个电极，而导电图案？口2是电容器(^01的另一个电极。导电图案？口1通过内部互连111^2(未显示)与电感器I冊的一端连接，并且导电图案？口2与电感器I冊的另一端连接。
[0110]在本实施例中，也获得与第一到第八实施例中任意一个中相同的效果。此外，电容器⑶01与电感器I冊并联连接。因此，同样在意外的大电流量(诸如雷电)流经电力线？I以及在电感器I冊中产生大电压量的情况下，电压引起的电流的一部分将被电容器⑶01吸收，并且因此有可能防止损坏放大单元灿1？。更进一步说，当在电感器I冊中产生无法估量的高频电流时，该高频电流可被切断。
[0111]第十实施例
[0112]图20是示出根据第十实施例的半导体器件30的等效电路的主要组件的图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第九实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了半导体器件50的保护元件由电容器和(^02构成。
[0113]电容器和(^02彼此串联，并与电感器I冊并联。电容器和电容器(^02在其之间接地。例如，电容器￠^01和￠^02与图18和图19中所示的电容器(^01具有相同的配置。
[0114]在本实施例中，也获得与第九实施例中相同的效果。
[0115]第^^一实施例
[0116]图21是示出根据第十一实施例的半导体器件30的等效电路的主要组件的图。根据本实施例的传感器设备3冊与根据第九实施例的传感器设备3冊具有相同的配置，除了半导体器件30的保护元件由多个齐纳二极管201、202、203和204构成。
[0117]齐纳二极管201和202(第一齐纳二极管)在电源互连乂⑶和接地互连⑶0之间彼此串联并且在相反的方向，而齐纳二极管203和204(第二齐纳二极管)也在电源互连^和接地互连之间彼此串联并且在相反的方向。电感器I冊的一端连接在齐纳二极管201和202之间，而电感器I冊的另一端连接在齐纳二极管203和204之间。根据这种配置，同样在电感器I冊中产生大电压的情况下，电压引起的电流可以通过齐纳二极管201、202、203和204中的任何一个作用于电源互连乂⑶或接地互连。因此，有可能防止损坏放大单元八1？。
[0118]图22是示出图21的修改示例的图。此修改示例与图21相同，除了电感器I冊被屏蔽构件310围绕。
[0119]图23是示出齐纳二极管20的配置的示例的横截面视图，并且对应于根据第十实施例的图18。
[0120]在该图所示的示例中，第四屏蔽构件3104位于从多层互连层11%底部的第二层或更高的互连层。电极010和电极八冊在多层互连层11%的最底互连层中与屏蔽构件310重叠的部分中形成。
[0121]此外，当从平面视图观察时，齐纳二极管201 (202203204)在衬底3服中与屏蔽构件303重叠的区域中形成。齐纳二极管201包括在衬底3口8中形成的第二导电类型的扩散区域？081，和在扩散区域？081的表面层中形成的第一导电类型的扩散区域冊82。此外，通过元件隔离区域21，第二导电类型的扩散区域？082位于扩散区域冊以附近。第二导电类型的阱在扩散区域？01？2和扩散区？0町之下形成。换言之，扩散区域？01？2和扩散区域？0町在阱的表面层中形成。第一导电类型的扩散区域冊以通过触点与电极(:10连接，并且第二导电类型的扩散区域？01？2通过触点与电极八冊连接。
[0122]在本实施例中，也获得与第九实施例中相同的效果。
[0123]正如前文提到的，虽然已经基于实施例具体描述了由发明人实现的发明，本发明并不限于实施例。对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化。
[0124]显而易见的是，本发明并不仅限于上述实施例，并且在不背离本发明的范围和精神的情况下可加以修改和改变。
【权利要求】
1.一种传感器设备,包括: 电力线；以及 半导体器件，所述半导体器件包括互连层和在所述互连层中形成的电感器， 其中，当从垂直于所述半导体器件的方向观察时，所述电力线和所述半导体器件彼此重叠。
2.根据权利要求1所述的传感器设备，还包括印刷电路板，在所述印刷电路板上安装有所述半导体器件， 其中，所述电力线是包括在所述印刷电路板中的互连的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的传感器设备，其中， 当从垂直于所述半导体器件的方向观察时，所述电力线围绕在所述电感器的附近。
4.根据权利要求1所述的传感器设备， 其中，所述半导体器件包括两个电感器，以及 其中，当从垂直于所述半导体器件的方向观察时，所述电力线在所述两个电感器之间延伸。
5.根据权利要求4所述的传感器设备，还包括印刷电路板，在所述印刷电路板上安装有所述半导体器件， 其中，所述电力线是包括在所述印刷电路板中的互连的至少一部分，以及 其中，当从垂直于所述半导体器件的方向观察时，所述电力线包括: 第一部分，所述第一部分在所述两个电感器之间延伸， 第二部分，所述第二部分与所述第一部分的一端连接，并且围绕所述第一电感器的至少一部分，以及 第三部分，所述第三部分与所述第一部分的另一端连接，并且围绕所述第二电感器的至少一部分。
6.根据权利要求4所述的传感器设备，其中，所述半导体器件包括: 逻辑电路，当从平面视图观察时，所述逻辑电路位于所述两个电感器中的每一个电感器的内部，以及 模拟电路，当从平面视图观察时，所述模拟电路的至少一部分和所述电力线重叠。
7.根据权利要求1所述的传感器设备，还包括与所述电感器连接的保护电路。
8.根据权利要求7所述的传感器设备，其中， 所述保护电路包括与所述电感器并联连接的电容器。
9.根据权利要求7所述的传感器设备，其中，所述保护电路包括: 第一齐纳二极管，所述第一齐纳二极管与所述电感器的一端连接，以及 第二齐纳二极管，所述第二齐纳二极管与所述电感器的另一端连接。
【文档编号】H01L23/522GK104422819SQ201410452684
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】根本敬继, 中柴康隆, 桥本隆介, 内田慎一, 吴一宪, 大江宽, 吉川法子 申请人:瑞萨电子株式会社