专利名称：半导体器件、磁传感器及物理量传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测物理量的半导体器件、磁传感器及物理量传感器。
背景技术：
检测物理量的磁传感器能够以非接触方式检测出由磁性体构成的检测对象物的移动、转动等运动，所以，例如作为角度检测传感器用于车载内燃机的节流阀等。特别是具备利用霍尔效应的元件即霍尔元件而构成的磁传感器还能判别磁极，所以广泛利用于无刷电动机的磁极传感器等。首先，参照图16说明该霍尔元件的磁场检测原理。
若对半导体中移动的载流子施加垂直的磁场，在半导体内部，由劳伦兹力在与载流子及磁场这两者垂直的方向产生电动势。将该电动势称为霍尔电压。具体地说，如图16所示，在例如宽度W、长度L、厚度d的霍尔元件100中，从端子TI1向端子T12流过驱动电流I，若对该霍尔元件100施加磁通密度B的磁场，则在端子V1与端子V2之间产生由以下关系式表示的霍尔电压Vh。
Vh＝(Rh×I×B/d)×cosθ在此，角度θ是霍尔元件100和磁场方向所成的角度。此外，Rh是霍尔系数，设电荷为q、载流子密度为n时，是用Rh＝1/(q×n)的关系式表示的值。
如此地，由霍尔元件产生的霍尔电压Vh成为磁通密度B或角度θ的函数。因此，根据该霍尔电压Vh的大小，能够检测出施加的磁场强度和磁场方向(角度θ)。
作为一般的霍尔元件，例如已知有日本论文“集積化三次元磁気センサ”、電気学会論文誌 C、平成元年、第109卷第7号第483～490页记载的横型霍尔元件。该横型霍尔元件检测相对于基板(晶片)表面垂直的磁场成分。在此，说明该衡型霍尔元件的结构和磁场检测原理。而且，图17A示意性地示出了该横型霍尔元件的平面结构，图17B示意性地示出了沿图17A中的XVIIB-XVIIB线的该横型霍尔元件的截面构造。
如图17A、17B所示，该横型霍尔元件具备由例如P型硅构成的半导体支持层(P-sub)110和通过对该半导体支持层110的表面部分注入离子形成的N型的半导体层(N阱)111。在半导体层111的表面，以分别对置的方式在四角配设着供给驱动电流用的电极a及电极b和检测霍尔电压用的电极c及电极d。而且，在半导体层111的表面为了形成这些电极a～d和欧姆接触，形成有浓度比该半导体层111高的由N型构成的N型扩散层112a～112d。
在此，例如向电极a和电极b之间供给驱动电流I，则该驱动电流I流向相对于半导体层111的表面水平的方向。这样，在流动着驱动电流的状态下，如图17A、图17B的箭头所示，若施加包含与半导体层111的表面垂直的成分的磁场(磁通密度B)，则在电极c与电极d之间产生上述的霍尔电压Vh。通过检测该霍尔电压Vh，能够检测出与半导体层111的表面垂直的磁场成分。
此外，近年来还提出了检测相对于基板(晶片)表面水平的磁场成分的霍尔元件。作为这样的霍尔元件，已知有例如在同样的日本论文“集積化三次元磁気センサ”、電気学会論文誌C、平成元年、第109卷第7号第483～490页，或者“縦型ホ一ル素子の特性と高感度化”、電気学会論文誌E、平成9年、第117卷第7号第364～370页记载的霍尔元件，所谓的纵型霍尔元件。接着，参照图18及图19概略说明该纵型霍尔元件的构造及磁场检测原理。而且，图18示意性地示出了该纵型霍尔元件的平面结构，图19示意性地示出了沿图18中的XIX-XIX线的该纵型霍尔元件的截面结构。
该纵型霍尔元件的截面结构如图19所示，具备由例如P型硅构成的半导体支持层(P-sub)120、在该半导体支持层120的表面埋入形成的N型(N+)埋入层BL、以及在其上方通过外延生长形成的N形的半导体层121。而且，在半导体支持层120的表面形成的上述N型埋入层BL的杂质浓度成为比上述半导体层121高的浓度。
在半导体层121以四角筒状形成有与上述半导体支持层120连接的P型的扩散层122。而且，在该扩散层122的内周面，与上述N型埋入层BL连接地形成有相同的P型的扩散层123、124，半导体层121通过扩散层122～124被分割为呈大致长方体形状的三个区域125a～125c。在这些区域125a～125c中的位于中央的区域125a的表面，以扩散层126a为中央在直线上形成有三个N型(N+)的扩散层126a、126d、126e。另一方面，在区域125b的表面中央形成有N型(N+)的扩散层126b，在区域125c的表面中央形成有同样N型(N+)的扩散层126c。即，如图19所示，上述扩散层126a配置成隔着上述扩散层123及上述扩散层124同扩散层126b及扩散层126c分别对置。而且，上述扩散层126a～126e具有接触区域的功能，分别与端子S、端子G1、端子G2、端子V1及端子V2电连接。在该纵型霍尔元件中，如图18中的虚线所示，在上述区域125a的基板内部被电气划分且被上述扩散层126d及扩散层126e夹着的区域，成为所谓的霍尔板HP。
在此，若例如从端子S向端子G1、以及从端子S向端子G2分别流过一定的驱动电流，则该驱动电流从半导体层121表面的扩散层126a通过上述霍尔板HP、N型埋入层BL向扩散层126b及扩散层126c分别流入。即，在上述霍尔板HP中流过主要包含与基板表面相垂直的成分的驱动电流。这样，在流动着驱动电流的状态下如图18及图19中的箭头所示地施加了包含与半导体层121的表面平行的成分的磁场(磁通密度B)时，在端子V1与端子V2之间产生上述的霍尔电压Vh。通过检测该霍尔电压Vh，能够检测出与半导体层121的表面平行的磁场成分。
这样的纵型霍尔元件，除此以外还具有可通过CMOS工序制造的结构。根据可通过该CMOS工序制造的纵型霍尔元件，同通过双极(bipolar)工序制造的纵型霍尔元件相比，能够谋求制造成本的降低，还容易实现高集成化，因此能够在同一芯片上装载高精度的各种校正电路。接着，参照图20及图21概略说明这种纵型霍尔元件。而且，图20示意性地示出该纵型霍尔元件的平面结构，图21示意性地示出了沿图20中的XXI-XXI线的该纵型霍尔元件的截面结构。
如图21所示，该纵型霍尔元件具备例如由P型硅构成的半导体支持层(P-sub)130，和在该半导体支持层130的表面导入例如N型的导电型杂质而作为扩散层(阱)形成的N型的半导体区域(N阱)131。此外，将其平面结构如图20所示，在该半导体支持层130作为扩散分离壁形成围绕上述半导体区域131的P型的扩散层(P阱)132。在该扩散层132的内周面形成有具有比上述半导体区域131浅的扩散深度的P型的扩散层(P阱)133、134，在半导体区域131的表面附近通过这些扩散层132～134被分割为呈长方体形状的三个区域135a～135c。并且，在该纵型霍尔元件中，在位于中央的区域135a的表面，以扩散层136a为中央在直线上形成有三个N型(N+)的扩散层136a、136d、136e。另一方面，在区域135b的表面中央形成有N型(N+)的扩散层136b，在区域135c的表面中央形成有N型(N+)的扩散层136c。而且，在该纵型霍尔元件中，如图20中的虚线所示，在上述区域135a的基板内部被电划分且由上述扩散层136d及上述扩散层136e夹着的区域，成为霍尔板HP。
在具有这样结构的纵型霍尔元件中，若从端子S向端子G1、以及从端子S向端子G2分别流着一定的驱动电流，则在上述霍尔板HP中也流着主要包含与半导体区域131的表面相垂直的成分的驱动电流。因此，利用如此结构的纵型霍尔元件，通过霍尔电压Vh的检测，也能够检测出与上述半导体区域131的表面平行的磁场成分。
如图22A所示，预先在旋转体上固定具有弯曲形状的2个磁铁MG1、MG2，在被这些磁铁MG1的N极和磁铁MG2的S极夹着的区域内的中央配置霍尔元件140，并且对霍尔元件140施加图中的箭头所示方向的磁场，在此说明此时的旋转角度的检测方式。在这样的结构中，当只有固定了2个磁铁MG1、MG2的旋转体旋转时，如图22B的上图所示，从霍尔元件140输出随着旋转体的旋转以正弦波状变化的霍尔电压Vh。该霍尔电压Vh和旋转角度在理论上具有一对一的对应关系。因此，根据从霍尔元件140输出的上述霍尔电压Vh，能够求得旋转体的旋转角度。但是，在实际使用时，为了减轻检测旋转角度所需的运算负担和提高检测精度等，如该图22B的下图所示，在旋转角度的检测中只使用这样得到的霍尔电压Vh中的、相对于旋转角度的推移霍尔电压Vh直线推移的区域AR内的电压值。
另一方面，如图22C的线段R所示，存在这样的实际情况，即实际检测出的霍尔电压Vh因各种各样的误差原因而从表示上述理论上的霍尔电压Vh的线段T偏离。作为其主要原因，主要考虑到如下所示的2个要因。
作为一个要因，可以举出偏置电压的存在。偏置电压指的是未施加磁场时(磁通密度B＝0)的电压。在霍尔元件上未施加磁场时，理想的是偏置电压为“0”。但是，实际上，即使在霍尔元件上未施加磁场的情况下，也产生使霍尔电压Vh整体上升的电压(偏置电压)。因此，从霍尔元件输出的输出电压如图22C中的点划线所示，成为比原来的霍尔电压Vh整体上升相当于偏置电压的值的电压。作为产生这样的偏置电压的要因，有如下所示的原因。
由于制造霍尔元件时的校准偏差，会产生偏置电压。在先前的图18中，在扩散层122～124和扩散层126a～126e的校准中产生偏差，若扩散层122～124和扩散层126a～126e的相对位置关系偏移，则从端子S向端子G1及端子G2的驱动电流的流动产生偏差。由于该驱动电流的偏差，霍尔元件内部的等电位线变形，因此在电极c与电极d之间产生偏置电压。
由于外部的机械应力也会产生偏置电压。作为产生机械应力的主要原因，可以例举用于密封霍尔元件的封装(模压或银膏等粘接剂)。若外部的机械应力施加到霍尔元件上，压电电阻效应会导致霍尔元件内部的电阻值变化。这样的机械应力不均匀地施加到霍尔元件上，所以霍尔元件内部的电阻值会产生不均衡，该霍尔元件内部的电阻值的不均衡表现为偏置电压。
作为第二个主要原因，可以举出用于对霍尔元件施加磁场的磁铁的温度特性和霍尔元件自身的温度特性。
由于这些主要原因，结果从霍尔元件输出图22C中的点划线所示的电压。
由这样的偏置电压的存在和温度特性引起而产生的霍尔电压Vh的变动，一般利用校正电路进行校正。其中的偏置电压所引起的上述变动是因霍尔元件的结构等机械原因而产生，所以多数情况下通过校正电路仅校正一次就足够，在利用霍尔元件进行的角度检测中也不成为问题。另一方面，关于温度特性引起的上述变动，需要进行各个温度的校正，因此其校正复杂，从提高霍尔元件的检测精度的观点出发也不能忽略。
详细地说，用于对上述的霍尔元件施加磁场的磁铁的温度特性和霍尔元件自身的温度特性，即霍尔电压Vh与温度之间的关系一般用二次函数表示。因此，为了校正这样的温度特性引起的霍尔元件Vh的变动而进行高精度磁场的检测，需要增加在每个温度进行的霍尔电压Vh的校正次数、或者进行利用二次函数的曲线校正。但是，若增加校正次数，用于根据霍尔电压求出施加在霍尔元件上的磁场的大小的时间会增加，或者，如果进行曲线校正，则电路规模变大而导致芯片大小的增大，不论哪个方法都不是有效的。
特别是在上述纵型霍尔元件中，如下所示，耗尽层的扩散方法随温度而不同，因此存在表示上述温度特性中的温度与霍尔电压之间关系的曲线的弯曲程度进一步被加强的倾向，使得温度特性引起的霍尔电压的校正变得更复杂。此外，由于制造上的扩散层的偏差，耗尽层的宽度也会产生偏差，每个个体的霍尔电压的偏差也很大。
即，在纵型霍尔元件中，如图23中的虚线所示，若该元件中流过驱动电流，则在半导体区域131和扩散层133、134之间的PN结部、以及半导体区域131和扩散层132之间的PN结部分别产生耗尽层。这些耗尽层的大小随温度而变化。此外，在纵型霍尔元件中扩散层的扩散浓度低，所以上述耗尽层相对于电流方向更容易向2个方向(图中的水平方向)扩散，霍尔板HP的形状容易变形。由于这样的理由，如图24所示，在纵型霍尔元件中更显著地表现出温度依赖性，难以高精度地校正温度特性引起的霍尔电压的变动。
因此，要求能够以高精度校正温度特性引起的输出电压的变动的传感器。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而做出，其目的在于提供一种半导体器件，本发明的目的还在于提供一种磁传感器。再者，本发明的目的还在于提供物理量传感器。
根据本发明的第一方式的半导体器件，包括检测用霍尔元件，用于检测从被检测对象物发出的磁场；温度监控用霍尔元件；以及运算电路。检测用霍尔元件具有与温度监控用霍尔元件大致相同的特性。检测用霍尔元件配置在温度监控用霍尔元件的附近。检测用霍尔元件输出霍尔电压。温度监控用霍尔元件具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
在霍尔电压与温度监控电压之间，可进行抵消温度特性的运算，通过这样的运算而得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。而且，为此对上述传感器输出进行基于温度的内插校正等的情况下，能较好地维持其精度。因此，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。
根据本发明的第二方式的磁传感器，包括霍尔元件，用于检测从被检测对象物发出的磁场，该霍尔元件输出霍尔电压，并具有输出温度监控电压的驱动信号供给端子；切换元件，对霍尔电压的输出和温度监控电压的输出进行切换；以及运算电路。运算电路根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
根据上述结构，利用被切换输出的霍尔电压和温度监控电压进行抵消这些电压的温度特性的运算。通过这样的运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。而且，为此对上述传感器进行基于温度的内插校正等的情况下，能较好地维持其精度，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。
根据本发明的第三方式的磁传感器，包括检测用霍尔元件，用于检测从被检测对象物发出的磁场；温度监控用元件；以及运算电路。检测用霍尔元件配置在温度监控用元件的附近。检测用霍尔元件输出偏置电压。温度监控用元件具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
通过利用霍尔电压和温度监控电压进行运算，在校正温度特性的同时，能够得到消除了偏置的传感器输出。
根据本发明的第四方式的物理量传感器，包括第一检测部，用于检测与被检测对象物相对应的物理量；第二检测部，用于监控温度；以及运算电路。第一检测部包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件。第二检测部配置在第一检测部的附近。第二检测部包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件。第一检测部输出与物理量对应的检测电压。第二检测部具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据检测电压和温度监控电压，进行抵消检测电压的温度特性的运算。
通过运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。因此，能够高精度地校正由温度特性引起的检测电压的变动。
根据本发明的第五方式的物理量传感器，包括检测部，检测与被检测对象物对应的物理量，并且监控温度；以及运算电路。检测部包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件。检测部输出与物理量对应的检测电压。检测部具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据检测电压和温度监控电压，进行抵消检测电压的温度特性的运算。
在检测电压和温度监控电压之间能够进行抵消温度特性的运算，通过这样的运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。而且，因此能够高精度地校正由温度特性引起的检测电压的变动。
关于本发明的上述目的及其他目的、特征和优点，通过参照附图进行的下述详细记载，能够更明确。
图1是表示磁传感器的第一实施方式的主要电路结构的电路图。
图2是表示霍尔元件的等价电路的电路图。
图3A是示意性地表示磁传感器中的温度和霍尔电压之间关系的曲线图，图3B是示意性地表示磁传感器中的温度和温度监控电压之间关系的曲线图。
图4A是示意性地表示温度与灵敏度变化率之间关系的曲线图，图4B是示意性地表示温度与电阻变化率之间关系的曲线图。
图5是示意性地表示磁传感器中的温度与传感器输出之间关系的曲线图。
图6是表示磁传感器的第二实施方式的主要电路结构的电路图。
图7是示意性地表示磁传感器中的温度与霍尔电压之间关系的曲线图。
图8是表示磁传感器的第三实施方式的主要电路结构的电路图。
图9是表示磁传感器的其它实施方式的主要电路结构的电路图。
图10是表示磁传感器的其它实施方式的主要电路结构的电路图。
图11是表示磁传感器的其它实施方式的主要电路结构的电路图。
图12是表示磁传感器的其它实施方式的主要电路结构的电路图。
图13是表示磁传感器的其它实施方式的主要电路结构的电路图。
图14A是表示纵型霍尔元件的平面图，图14B是表示纵型霍尔元件的剖视图。
图15A是表示压力传感器的平面图，图15B是表示压力传感器的剖视图。
图16是说明一般霍尔元件的磁检测原理的立体图。。
图17A是示意性地表示横型霍尔元件的平面结构的平面图，图17B是示意性地表示沿图17A的XVIIB-XVIIB的横型霍尔元件的剖面结构的剖视图。
图18是示意性地表示纵型霍尔元件的平面结构的平面图。
图19是示意性地表示沿图18中的XIX-XIX的纵型霍尔元件的剖面结构的剖视图。
图20是示意性地表示可通过CMOS工序制造的纵型霍尔元件的平面结构的平面图。
图21是示意性地表示沿图20中的XXI-XXI的纵型霍尔元件的剖面结构的剖视图。
图22A是示意性地表示产生偏置磁场的磁铁和霍尔元件之间的配置方式的图，图22B是表示转动角度和霍尔电压之间关系的曲线图，图22C是理论上的霍尔电压、受到偏置电压影响的该霍尔电压、同时受到偏置电压的影响和温度特性的影响的该霍尔电压各自与转动角度的关系的曲线图。
图23是表示纵型霍尔元件中的耗尽层的产生方式的剖视图。
图24是表示纵型霍尔元件的霍尔电压和温度之间关系的曲线图。
具体实施例方式
(第一实施方式)下面，参照图1至图5说明将磁传感器具体化的第一实施方式。并且，在本实施方式的磁传感器中，作为检测磁场的元件采用了上述的纵型霍尔元件。
如图1所示，本实施方式的磁传感器包括用于检测从被检测对象物发出的磁场的纵型霍尔元件(检测用纵型霍尔元件)10、具有与该检测用纵型霍尔元件10相同的特性的温度监控用的纵型霍尔元件(温度监控用纵型霍尔元件)20。这些检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20形成在同一基板的接近位置。并且，这些检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20的配置是任意的，但是，在上述的图20所示的磁场(磁通密度B)的沿箭头方向的宽度窄的情况下，为了提高磁传感器的灵敏度，希望将检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20在图中的左右方向并列配置。此外，在磁场(磁通密度B)的沿箭头方向的宽度宽的情况下，如果检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20在图中的上下方向并列配置，则同样能够提高磁传感器的灵敏度。再者，如果将检测用及温度监控用的纵型霍尔元件10、20配置在芯片中央，则霍尔元件受到的芯片应力的影响减轻，所以能够提高磁传感器的精度。
在这样的磁传感器中，上述检测用纵型霍尔元件10的端子S与恒电压驱动源11连接，并且，其端子G1、G1接地。另一方面，温度监控用纵型霍尔元件20的端子S与恒电流驱动源21连接，并且，其端子G1、G2接地。
如图2所示，磁场检测用的霍尔元件10作为连接了四个电阻R1～R4的桥式电路来等价表示。这些电阻R1～R4具有磁阻元件的功能，并且，设定成各自的电阻值的变化随所施加的磁场密度而不同。而且，位于对置位置上的电阻R1和R4、R2和R3被设定成各自的电阻值根据所施加的磁场方向而相同地变化。例如，电阻R1、R4的电阻值增加，电阻R2、R3的电阻值减少。因此，当来自电源E的电流I从端子S被供给时，端子V1、V2的电压随各电阻R1～R4的电阻值而变化。即，在端子V1、V2间产生电压差，其电压差作为霍尔电压输出。并且，温度监控用的霍尔元件20也同样地构成。
此外，在检测用纵型霍尔元件10的端子V1、V2之间产生的霍尔电压Vhd输入到放大器12。另一方面，从温度监控用纵型霍尔元件20的端子S和端子G1、G2之间作为其端子间电压取出的电压，输入到放大器22。并且，上述放大器12的输出电压即作为检测电压的霍尔电压Vd和作为上述放大器22的输出电压的温度监控电压Vm，分别输入到减法电路30。从该减法电路30的输出端子To输出的输出电压Vc，成为本实施方式的磁传感器的传感器输出。
根据这样构成的磁传感器，在上述减法电路30中霍尔电压Vd的温度特性和温度监控电压Vm的温度特性相互抵消，其传感器输出(输出电压Vc)具有对于温度变化直线性优良的特性。接着，参照图3A～图5说明该霍尔电压Vd的温度特性和温度监控电压Vm的温度特性相抵消的运算。图3A用曲线图示意性地示出了温度和霍尔电压Vd之间的关系，图3B用曲线图示意性地示出了温度和温度监控电压Vm之间的关系。图4A示意性地示出了温度与灵敏度变化率之间的关系，图4B示意性地示出了温度与电阻变化率之间的关系。
此外，图5用曲线图示意性地示出了温度与传感器输出(输出电压Vc)之间的关系。
如上所述，检测用纵型霍尔元件10的端子S上连接有恒电压驱动源11，并且其端子G1、G2都接地，被恒电压驱动成其施加电压维持恒定。此时，如果设该检测用纵型霍尔元件10的宽度为W、长度为L、施加的磁场的磁通密度为B、移动度为μh、恒电压驱动源11施加的电压为V，则检测用纵型霍尔元件10的霍尔电压Vhd用如下的关系式表示。
Vhd＝μh×(W/L)×V×B
在这样的检测用霍尔元件10中，随着温度的上升，由于构成该检测用纵型霍尔元件10的原子的原子核热振动的增大和杂质离子的散乱，平均自由行程变短而阻碍的耗尽层内部的电子移动，因此载流子的移动度μh降低。这样，在检测用纵型霍尔元件10中，随着移动度μh随温度的上升而变小，其霍尔电压Vh随着温度上升而按指数函数减少。而且，载流子浓度越小，伴随温度上升的耗尽层的增加程度变大。因此，如图3A所示，从放大器12输出的霍尔元件Vd同样地随着温度上升而按指数函数减少。
另一方面，温度监控用纵型霍尔元件20的端子S上连接有恒电流驱动源21，并且端子G1、G2都接地，被恒电流驱动成其供给电流维持恒定。此时，如果设该温度监控用纵型霍尔元件20的厚度为d、施加的磁场的磁通密度为B、霍尔系数为Rh、由恒电流驱动源21供给的电流为I，则温度监控用纵型霍尔元件20的霍尔电压Vhm用如下的关系式表示。
Vhm＝(Rh/d)×I×B设电荷为q、载流子密度为n时，该关系式中的霍尔系数Rh是用Rh＝1/(q×n)的关系式表示的值。在这样的温度监控用纵型霍尔元件20中，当温度上升时，由其杂质电平激发的载流子数增加，所以载流子密度n增加。因此，通过这样的载流子密度n的增加霍尔系数Rh变小，其霍尔电压Vhm随着温度上升按指数函数减少。此外，载流子的移动度随着温度上升而降低，因此温度监控用纵型霍尔元件20的电阻值随温度上升而增加。由此，温度监控用纵型霍尔元件20的端子S和端子G1、G2间的端子间电压，随着温度上升而按指数函数增加，从放大器22输出的温度监控电压Vm也如图3B所示地随着温度上升而按指数函数增加。
如果更详细地说明，磁场检测用的霍尔元件10中的霍尔电压Vhm的温度变化，如图4A所示地变化。相对于温度T的该变化用如下的关系式表示。
S(T)＝S(O)(1+β1T+β2T2)βt＝Bt0+Bt1logNs+Bt2logNs2+Bt3logNs3(T＝1，2)即，能够用依赖于载流子浓度Ns的系数β。另一方面，温度监控用的霍尔元件20的电阻的温度变化如图4B所示地变化。相对于温度T的该电阻值R的变化用如下的关系式表示。
R(T)＝R(O)(1+α1T+α2T2)αt＝At0+At1logNs+At2logNs2+At3logNs3(T＝1，2)即，能够用依赖于载流子浓度Ns的系数α表示。因此，通过选配系数A、B使上述α和系数β相同，能够消除对于温度变化的霍尔电压的变动。在上述减法电路30中进行运算时，将系数相乘。
如此地，霍尔电压Vd具有负的温度系数，温度监控电压Vm具有正的温度系数，在霍尔电压Vd和温度监控电压Vm中其温度系数相反。因此，输入这些霍尔电压Vd和温度监控电压Vm的减法电路30的输出电压Vc如图5所示具有对于温度变化直线性优良的特性。为此，根据从这样的减法元算电路30输出的输出电压Vc，能够高精度地校正温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。在此，输出电压Vc＝霍尔电压Vd-温度监控电压Vm。
并且，在本实施方式中，检测用纵型霍尔元件10具有与“检测用的霍尔元件”相当的结构，温度监控用纵型霍尔元件20具有与“温度监控用的霍尔元件”相当的结构。此外，在本实施方式中，端子S及端子G1、G2具有相当于“驱动信号供给端子”的结构。
如以上说明，根据本实施方式的磁传感器能够得到如下所述的效果。
将具有与检测用纵型霍尔元件10相同特性的温度监控用纵型霍尔元件20配设在该检测用纵型霍尔元件10的附近。并且，在减法电路30中，从对应检测用纵型霍尔元件10的霍尔电压Vhd而从放大器12输出的霍尔电压Vd中，减去对应于从温度监控用纵型霍尔元件20的端子S及端子G1、G2间作为其端子间电压取出的电压而从放大器22输出的温度监控电压Vm。由此，从减法电路30输出的输出电压Vc具有对于温度变化直线性优良的特性。因此，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。如果将检测用及温度监控用的纵型霍尔元件10、20配置在芯片中央，则减轻霍尔元件受到的芯片应力的影响，所以能提高磁传感器的精度。
从减法电路30输出的输出电压Vc具有直线性优良的特性，因此内插校正容易，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。例如，如果选择2个温度下的输出电压Vc并在这2点间进行直线近似，则能够以非常短的时间且低的运算负荷校正由温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。根据这样的校正方式，即使不进行利用二次函数的曲线校正，也能够确保足够的精度。因此，能够舍弃曲线校正所必需的电路，减小电路规模。
作为检测磁气的传感器，采用了检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20这样的纵型霍尔元件。一般，纵型霍尔元件同横型霍尔元件相比，芯片上的元件形成面积小。因此，通过如此地采用纵型霍尔元件，能够将检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20更接近地配置，进一步，能够以更高精度校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。
具有与检测用纵型霍尔元件10相同特性的温度监控用纵型霍尔元件20配设在该检测用纵型霍尔元件10的附近。并且，在减法电路30中，从对应于检测用纵型霍尔元件10的霍尔电压Vhd从放大器12输出的霍尔电压Vd中，减去对应于从温度监控用纵型霍尔元件20的端子S及端子G1、G2间作为其端子间电压取出的电压而从放大器22输出的温度监控电压Vm。在检测用霍尔元件10的输出电压是由现有技术中记述的主要原因被偏离的电压的情况下，温度监控用霍尔元件20的输出电压也成为同样被偏离的电压。因此，通过从作为偏置电压的霍尔电压Vd中减去温度监控电压Vm，偏离量也被减去了，能够消除偏置电压，即校正输出电压。
(第二实施方式)接着，说明将本发明的磁传感器具体化了的第二实施方式。本实施方式的磁传感器具有基于先前的第一实施方式的磁传感器的结构。
如图6所示，在本实施方式的磁传感器中，检测用纵型霍尔元件10的端子S连接到恒电流驱动源21上，并且端子G1、G2与温度监控用纵型霍尔20的端子S连接。并且，温度监控用纵型霍尔元件20的端子G1、G2都接地。如此地，本实施方式的磁传感器中，先前的检测用纵型霍尔元件10和先前的温度监控用纵型霍尔元件20对于恒电流驱动源21串联连接，检测用纵型霍尔元件10和温度监控用霍尔元件20都被恒电流驱动。
并且，在本实施方式的磁传感器中，与先前的第一实施方式的磁传感器同样，在检测用纵型霍尔元件10的端子V1、V2间产生的霍尔电压Vhd，输入到放大器12。此外，从温度监控用纵型霍尔元件20的端子S和端子G1、G2间作为其端子间电压取出的电压，输入到放大器22。再者，作为上述放大器12的输出电压的霍尔电压Vd和作为上述放大器22的输出电压的温度监控电压Vm分别输入到减法电路30。
在这样构成的磁传感器的检测用纵型霍尔元件10中，霍尔系数Rh随着温度上升而变小，因此其霍尔电压Vhd随着温度上升而按指数函数减少。此外，温度监控用纵型霍尔元件20中，随着温度的上升，载流子的移动度降低，其电阻值上升。由此，温度监控用霍尔元件20的端子S和端子G1、G2间的端子间电压随着温度上升而按指数函数上升。因此，输入这些霍尔电压Vd和温度监控电压Vm的减法电路30的输出电压Vc，具有对于温度变化直线性优良的特性。因此，根据本实施方式的磁传感器，也能够根据从上述减法电路30输出的输出电压Vc，高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。
但是，我们已知，在对纵型霍尔元件进行恒电压驱动时和进行恒电流驱动时，进行恒电流驱动时的温度依赖性比进行恒电压驱动时小。在本实施方式中，如上所述，对检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电流驱动。因此，根据本实施方式的磁传感器，如图7所示，温度依赖性小，即从磁传感器输出温度系数小的输出电压Vc。
如以上说明，根据本实施方式的磁传感器，能够得到如下所述的效果。
将检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20对于恒电流驱动源21串联连接，对这些检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电流驱动。由此，与流入检测用纵型霍尔元件10的电流相同的电流，也流入温度监控用纵型霍尔元件20。因此，从此传感器输出对于温度的霍尔电压Vhd的依赖性、即温度系数小的输出电压Vc，能够以更高精度校正由温度特性引起的霍尔电压Vhd的变动。
此外，如上所述地对检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电流驱动，因此不需要准备2个驱动源(驱动电路)，能够缩小芯片中的磁传感器的占用面积。
(第三实施方式)接着，说明将本发明的磁传感器具体化了的第三实施方式。在本实施方式的磁传感器中，由单一的霍尔元件实现了先前的检测用纵型霍尔元件和先前的温度监控用纵型霍尔元件分别担负的功能。参照图8说明这样的磁传感器。图8示意性地示出了本实施方式的磁传感器的电路结构。
如图8所示，纵型霍尔元件50的端子S连接在恒电流驱动源51上，并且端子G1、G2接地。此外，纵型霍尔元件50的这些端子S、G1、G2和端子V1、V2分别与开关电路52连接着。而且，在该开关电路52上连接着加法电路53的2个输入端子。
该开关电路52具有4个固定接点和2个可动接点。上述纵型霍尔元件50的端子S、端子G1、G2、端子V1、V2分别连接在开关电路52的固定接点上，上述加法电路53的输入端子分别与可动接点连接着。并且，该开关电路52的结构是，在将一方的可动接点连接到端子S时，将另一方的可动接点连接到端子G1、G2上；在将一方的可动接点连接到端子V1时，将另一方的可动接点连接到端子V2上。即，开关电路52的动作是，通过将可动接点在固定接点间切换，将从纵型霍尔元件50输出的霍尔电压Vh和作为端子G1、G2间的端子间电压取出的温度监控电压，向加法电路53切换输出。并且，作为开关电路52，例如采用模拟开关。
此外，在该磁传感器中，上述加法电路53上连接着采样保持电路(S/H电路)54。该采样保持电路54构成为，在上述开关电路52的可动接点切换到端子S及端子G1、G2侧的时刻，保持加法电路53的输出电压Vc。加法电路53将从开关电路52切换输出的电压和从采样保持电路54输入的电压相加后，作为输出电压Vc输出。
在具有这样构成的磁传感器中，若通过开关电路52切换输出温度监控电压，则在采样保持电路54中保持了该温度监控电压。接着，当通过开关电路52切换输出霍尔电压Vh时，在加法电路53中，将该霍尔电压Vh和在上述采样保持电路54被保持的温度监控电压相加。其结果，磁传感器的输出电压Vc具有对于温度变化直线性优良的特性。因此，利用这样构成的磁传感器，也能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压Vh的变动。
并且，在本实施方式中，开关电路52具有相当于“切换机构”的构成。
如以上说明，根据本实施方式的磁传感器，能够得到如下所述的效果。
利用开关电路52切换输出从纵型霍尔元件50输出的霍尔电压Vh和作为该纵型霍尔元件50的端子间电压取出的温度监控电压。而且，将上述温度监控电压保持在采样保持电路54上，在加法电路53中将该温度监控电压和上述霍尔电压Vh相加。由此，从加法电路53输出具有对于温度变化直线性优良的特性的输出电压Vc。并且，利用同一的纵型霍尔元件50中的霍尔电压Vh和温度监控电压进行将这些电压的温度特性相抵消的运算，因此输出电压Vc具有对于温度变化直线性更优良的特性。因此，能够更高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压Vh的变动。
并且，该发明的磁传感器不限定于上述各实施方式，也可以作为将这些实施方式适当变更的例如下述的方式来实施。
在上述第一实施方式中，通过在检测用纵型霍尔元件10的端子S上连接恒电压驱动源11、并且将端子G1、G2接地，对该检测用纵型霍尔元件10进行恒电压驱动。作为该检测用纵型霍尔元件10的驱动方法，不限定于这样的恒电压驱动，例如也可以如图9所示地将上述端子S连接在恒电流驱动源21上，对该检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电流驱动。这样地，若将检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20对于恒电流驱动源21并联连接，能够降低由这些检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20构成的并联电路的合成电阻，因此能够增加通过恒电流驱动源21供给的电流量。因此，若增加恒电流驱动源21的供给电流量来增加从检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20输出的霍尔电压Vhd、Vhm，则能够降低放大器12、22的放大率，能够高精度地检测出从被检测对象物发出的磁场。
而且，在上述第一实施方式中，通过在温度监控用纵型霍尔元件20的端子S上连接恒电流驱动源21并且将端子G1、G2接地，对该温度监控用纵型霍尔元件20进行恒电流驱动。作为该温度监控用纵型霍尔元件20的驱动方法，也不限定于这样的恒电流驱动，例如也可以如图10所示将上述端子S连接到恒电压驱动源11上，对该温度监控用纵型霍尔元件20和检测用纵型霍尔元件10都进行恒电压驱动。
再者，也可以如图11所示，将检测用纵型霍尔元件10的端子S连接到恒电流驱动源21上，对该检测用纵型霍尔元件10进行恒电流驱动，并且将温度监控用纵型霍尔元件20的端子连接到恒电压驱动源11上，对该温度监控用纵型霍尔元件20进行恒电压驱动。
在上述第二实施方式中，通过将检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20对于恒电流驱动源21串联连接，对这些检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电流驱动。但是，由该检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20构成的串联电路的驱动方法，不限定于上述的恒电流驱动。即，也可以如图12所示，通过在检测用纵型霍尔元件10的端子S上连接恒电压驱动源11，对检测用纵型霍尔元件10和温度监控用纵型霍尔元件20都进行恒电压驱动。
在上述第一及第二实施方式的磁传感器中，为了相互抵消从检测用纵型霍尔元件10输出的霍尔电压Vd的温度特性和作为温度监控用纵型霍尔元件20的端子间电压取出的温度监控电压Vm的温度特性，在减法电路30中，进行从霍尔电压Vd中减去温度监控电压Vm的减法运算。这样相互抵消霍尔电压Vd的温度特性和温度监控电压Vm的温度特性的运算不限定于上述减法运算，也可以是，例如代替减法电路30而设置加法电路，进行在上述霍尔电压Vd上加上述温度监控电压Vm的加法运算。利用这样构成的磁传感器，也能够得到具有对于温度变化直线性优良的特性的输出电压Vc。
在上述第三实施方式的磁传感器中，通过在纵型霍尔元件50的端子S上连接恒电流驱动源51、并且将端子G1、G2接地，对该纵型霍尔元件50进行了恒电流驱动。作为纵型霍尔元件50的驱动方法，不限定于该恒电流驱动，也可以如图13所示，通过在纵型霍尔元件50的端子S上连接恒电压驱动源51a，对该纵型霍尔元件50进行恒电压驱动。
也可以适当变更上述各实施方式中的纵型霍尔元件结构。例如，也可以采用图14A、14B所示结构的霍尔元件。该纵型霍尔元件如图14B所示，包括由P型硅构成的半导体支持层(P-sub)和在该半导体支持层60的表面导入N型导电杂质而作为扩散层(阱)形成的N型的半导体区域(N阱)61。如图14A所示，在半导体区域61的表面，在直线上形成有5个N型(N+)的扩散层61a～62e。扩散层61a～62e具有接触区域的功能，分别与端子S、端子G1、端子G2、端子V1、端子V2电连接。在具有这样结构的纵型霍尔元件中，通过从端子S向端子G1、从端子S向端子G2分别流过一定的驱动电流，能够检测出与上述半导体区域61的表面平行的磁场成分。
在上述实施方式中，使用在具有与检测用纵型霍尔元件相同特性的该检测用霍尔元件的附近配设的温度监控用霍尔元件，来抵消温度特性。如第一实施方式的记载，通过匹配系数，能够抵消温度特性。因此，温度监控用的霍尔元件(第二检测部)不需要具有与检测用的霍尔元件(第一检测部)相同的特性。即，可以清楚地知道，也可以使检测用的霍尔元件和温度监控用的霍尔元件的大小和种类不相同。因此，不需要进行使温度监控用的霍尔元件和检测用的霍尔元件的电气特性相同的细致的工序控制，传感器的制造容易。而且，霍尔元件同又4个电阻构成的桥式电路等价。因此，可以清楚的知道，也可以使用电阻来实施温度监控。
在上述实施方式中，在使用作为桥式电路等价表示的霍尔元件来检测磁场的传感器中，抵消了其温度特性。作为利用桥式电路形成检测用元件的例子，例如有压力传感器。如图15B所示，该压力传感器具备在由玻璃等构成的基座71上直接固定的硅基板72。在作为半导体基板的硅基板72上，形成有作为传感部的薄壁化的隔膜73。如图15A所示，在形成有隔膜73的区域，形成有扩散电阻(变形测量仪)RA、RB、RC、RD，这些变形测量仪构成桥式电路。并且，在图15A中，扩散电阻RA～RD沿着隔膜73的周边形成，但也可以适当变更其配置。例如，也可以是，在隔膜73的端部形成2个变形测量仪，在隔膜73的表面中央部形成2个变形测量仪。
也可以是，对于如上所述地构成的压力传感器将温度监控用的元件(同样构成的压力传感器、电阻元件等)配置在附近，利用该温度监控用的元件的输出电压进行抵消压力传感器的输出电压的温度特性的运算。此外，也可以将压力传感器的端子间电压作为温度监控用的电压使用，抵消压力传感器的输出电压的温度特性。
在上述各实施方式中，作为磁电变换元件采用了所谓纵型霍尔元件，但也可以将现有的横型霍尔元件作为磁电变换元件来采用。
上述的公开包含如下的方式。
根据本发明的第一方式，半导体装置包括用于检测从被检测对象物发出的磁场的检测用霍尔元件、温度监控用霍尔元件和运算电路。检测用霍尔元件具有与温度监控用霍尔元件大致相同的特性。检测用霍尔元件被配置在温度监控用霍尔元件的附近。检测用霍尔元件输出霍尔电压。温度监控用霍尔元件具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
作为上述端子间电压取出的温度监控电压，通常同上述霍尔电压相比，对于其温度的温度系数相反。因此，在这些霍尔电压和温度监控电压之间能进行如上所述地抵消温度特性的运算，通过这样的运算而得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。因此，在对上述传感器输出进行基于温度的内插校正等的情况下，能够较好地维持其精度。所以，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。
作为代替方案，运算电路也可以是在霍尔电压上加温度监控用电压的加法电路。或者，运算电路也可以是从霍尔电压中减去温度监控电压的减法电路。这些情况下，能够得到具有对于温度变化直线性优良的特性的传感器输出。
作为代替方案，也可以是，检测用霍尔元件被恒电压驱动，温度监控用霍尔元件被恒电流驱动。或者，也可以是，检测用霍尔元件被恒电流驱动，温度监控用霍尔元件被恒电压驱动。或者，也可以是，检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件都被恒电流驱动。或者，也可以是，检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件都被恒电压驱动。特别是，在对霍尔元件进行恒电流驱动的情况下，同对该霍尔元件进行恒电压驱动的情况相比，由霍尔元件自身的温度特性引起的霍尔电压的变动小，因此，能够得到具有对于温度变化直线性更优良的特性的传感器输出。
作为代替方案，也可以是，检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件对于驱动电源串联连接。或者，也可以是，检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件对于驱动电源并联连接。
作为代替方案，也可以是，半导体装置还具有配置了检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件的基板。检测用霍尔元件和温度监控用霍尔元件都是检测与基板表面相平行的磁场成分的纵型霍尔元件。如上所述，在上述纵型霍尔元件中，耗尽层的扩散方式随温度而不同，因此存在表示上述温度特性中的温度与霍尔电压之间关系的曲线的弯曲程度进一步被强调的倾向。关于这一点，根据上述的磁传感器，利用这样的纵型霍尔元件，也能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。此外，纵型霍尔元件同横型霍尔元件相比，一般能够以更小的元件形成面积形成在基板上。因此，若上述检测用的霍尔元件和上述温度监控用的霍尔元件采用纵型霍尔元件，则能够将这些霍尔元件配设在更近处，能够得到具有对于温度变化直线性进一步优良的特性的传感器输出。
根据本发明的第二方式，磁传感器包括霍尔元件，用于检测从被检测对象物发出的磁场，且该霍尔元件输出霍尔电压，并具有输出温度监控电压的驱动信号供给端子；切换元件，切换霍尔电压的输出和温度监控电压的输出；以及运算电路。运算电路根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
根据上述结构，利用切换机构，切换输出从霍尔元件输出的霍尔电压和从该霍尔元件的驱动信号供给端子间作为其端子间电压取出的温度监控电压。并且，利用这些被切换输出的霍尔电压和温度监控电压，进行抵消这些电压的温度特性的运算。如上所述，作为上述端子间电压取出的温度监控电压同上述霍尔电压相比，对于其温度的温度系数相反。因此，在这些霍尔电压和温度监控电压之间可进行抵消温度特性的运算，通过这样的运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。并且，利用同一霍尔元件中的霍尔电压和温度监控电压进行抵消这些电压的温度特性的运算，因此传感器输出具有对于温度变化直线性更加优良的特性。而且，为此，在对上述传感器输出进行基于温度的内插校正等的情况下，较好地维持了其精度，能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。如上所述，在上述纵型霍尔元件中，耗尽层的扩散方法随温度而不同，因此存在表示上述温度特性中的温度和霍尔电压之间关系的曲线的弯曲程度进一步被加强的倾向。关于这一点，根据上述的磁传感器，利用这样的纵型霍尔元件，也能够高精度地校正由温度特性引起的霍尔电压的变动。
根据本发明的第三方式，磁传感器包括用于检测从被检测对象物发出的磁场的检测用霍尔元件、温度监控用元件和运算电路。检测用霍尔元件配置在温度监控用元件的附近。检测用霍尔元件输出偏置电压。温度监控用元件具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据霍尔电压和温度传感器电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
作为上述端子间电压取出的温度监控电压同上述霍尔电压相比，通常对于其温度的温度系数是相反的。此外，对检测用的霍尔元件产生了偏置的情况下，温度监控电压中也产生同样的偏置。由此，通过对这些霍尔元件和温度监控电压进行运算，能够得到校正温度特性的同时、消除了偏置的传感器输出。
作为代替方案，也可以是，温度监控用元件是霍尔元件，检测用霍尔元件具有与温度监控用元件相同的特性。根据该结构，通过只安装检测用的霍尔元件，能够得到偏置电压和温度监控电压，能够进行温度特性的校正和偏置的消除，并且能够抑制芯片大小的增大。再者，温度监控用霍尔元件也可以和检测用霍尔元件是共同的元件。
作为代替方案，温度监控用霍尔元件也可以具有与检测用霍尔元件不同的形状。通过调整对于偏置电压的系数和对于温度监控电压的系数，能够抵消温度特性。因此，不需要匹配检测用的霍尔元件和温度监控用的霍尔元件的特性，磁传感器的制造容易。
作为代替方案，温度监控用元件也可以是温度监控用的电阻。该霍尔元件用桥式电路等价表示。因此即使是使用电阻来代替霍尔元件的结构，也能得到抵消了温度特性的传感器输出。
根据本发明的第四方式，物理量传感器包括用于检测与被检测对象物相对应的物理量的第一检测部、用于监控温度的第二检测部以及运算电路。第一检测部由等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件构成。第二检测部配置在第一检测部的附近。第二检测电路由等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件构成。第一检测部输出与物理量相对应的检测电压。第二检测部具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据检测电压和温度监控电压进行抵消检测电压的温度特性的运算。
作为上述端子间电压取出的温度监控电压同上述检测电压相比，通常对于其温度的温度系数是相反的。由此，在这些检测电压和温度监控电压之间能够如上所述地进行抵消温度特性的运算，通过这样的运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。而且，为此，在对上述传感器输出进行基于温度的内插校正等的情况下，能够较好地维持其精度。因此，能够高精度地校正由温度特性引起的检测电压的变动。
作为代替方案，也可以是，第一检测部和第二检测部分别是作为物理量检测磁场的霍尔元件。或者，第一检测部和第二检测部也可以分别是作为物理量检测与应力对应的变形的变形测量仪。因此，不论是作为物理量检测磁场的情况下，还是作为物理量检测压力的情况下，能够高精度地校正由温度特性引起的检测电压的变动。
作为代替方案，第一检测部也可以具有与第二检测部不同的电气特性。通过调整对于检测电压的系数和对于温度监控电压的系数，能够抵消温度特性。因此，不需要匹配检测物力量的第一检测部和温度监控用的第二检测部的特性，传感器的制造容易。
根据本发明的第五方式，物理量传感器包括用于检测与被检测对象物对应的物理量且对温度进行监控的检测部、以及运算电路。检测部由等价地作为桥式电路表示的1个元件、或者构成桥式电路的多个元件构成。检测部输出对应于物理量的检测电压。检测部具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路根据检测电压和温度监控电压，进行抵消检测电压的温度特性的运算。
根据上述结构，利用从检测部输出的检测电压和从该检测部的驱动信号供给端子间作为其端子间电压取出的温度监控电压，进行抵消这些电压的温度特性的运算。如上所述，作为上述端子间电压取出的温度监控电压同上述检测电压相比，对于其温度的温度系数是相反的。由此，能够在这些检测电压和温度监控电压之间进行抵消温度特性的运算，通过这样的运算得到的上述传感器输出，也成为具有对于温度变化直线性优良的特性的电压。再者，利用同一检测部中的检测电压和温度监控电压进行抵消这些电压的温度特性的运算，因此传感器输出具有对于温度变化直线性更为优良的特性。而且，为此。在对上述传感器输出进行基于温度的内插校正等的情况下，较好地维持其精度，能够高精度地校正由温度特性引起的检测电压的变动。
本发明作为参考记述了较佳实施例，但应当理解本发明不限定于该实施例和其结构。本发明包括各种各样的变形例和均等范围内的变形。除此之外，因该理解的是，较佳的各种组合和实施方式，或者在该结构上还包含一个要素、其以上或者其以下的其它组合和实施方式，也包含在本发明的范畴和思想范围之内。
权利要求
1.一种半导体器件，其特征在于，包括检测用霍尔元件(10、50)，用于检测从被检测对象物发出的磁场；温度监控用霍尔元件(20、50)；以及运算电路(30、52-54)；上述检测用霍尔元件(10、50)具有与上述温度监控用霍尔元件(20、50)大致相同的特性；上述检测用霍尔元件(10、50)配置在上述温度监控用霍尔元件(20、50)的附近；上述检测用霍尔元件(10、50)输出霍尔电压；上述温度监控用霍尔元件(20、50)具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子；上述运算电路(30、52-54)根据上述霍尔电压和上述温度监控电压进行抵消上述霍尔电压的温度特性的运算。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，上述运算电路(52-54)是在上述霍尔电压上加上述温度监控电压的加法电路(53)。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，上述运算电路(30)是从上述霍尔电压减去上述温度监控电压的减法电路(30)。
4.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)被恒电压驱动，上述温度监控用霍尔元件(20、50)被恒电流驱动。
5.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)被恒电流驱动，上述温度监控用霍尔元件(20、50)被恒电压驱动。
6.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)共同被恒电流驱动。
7.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)共同被恒电压驱动。
8.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)对于驱动电源串联连接。
9.如权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)对于驱动电源并联连接。
10.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还具有配置了上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)的基板(60、72)；上述检测用霍尔元件(10、50)和上述温度监控用霍尔元件(20、50)都是检测相对于基板表面水平的磁场成分的纵型霍尔元件。
11.一种磁传感器，其特征在于，包括霍尔元件(50)，用于检测从被检测对象物发出的磁场，该霍尔元件(50)输出霍尔电压，并具有输出温度监控电压的驱动信号供给端子；切换元件(52)，对霍尔电压的输出和温度监控电压的输出进行切换；以及运算电路(30、52-54)；上述运算电路(30、52-54)根据上述霍尔电压和上述温度监控电压，进行抵消上述霍尔电压的温度特性的运算。
12.如权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，上述运算电路(30、52-54)是在上述霍尔电压上加上述温度监控电压的加法电路(53)。
13.如权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，上述运算电路(30、52-54)是从上述霍尔电压减去上述温度监控电压的减法电路(30)。
14.如权利要求12或13所述的磁传感器，其特征在于，上述霍尔元件(50)被恒电流驱动。
15.如权利要求12或13所述的磁传感器，其特征在于，上述霍尔元件(50)被恒电压驱动。
16.如权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，还具有配置了上述霍尔元件(50)的基板(60、72)，上述霍尔元件(50)是检测相对于基板表面水平的磁场成分的纵型霍尔元件。
17.一种磁传感器，其特征在于，包括检测用霍尔元件(10、50)，用于检测从被检测对象物发出的磁场；温度监控用元件(20、50、RA-RD)；以及运算电路(30、52-54)；上述检测用霍尔元件(10、50)配置在上述温度监控用元件(20、50、RA-RD)的附近；上述检测用霍尔元件(10、50)输出偏置电压；上述温度监控用元件(20、50、RA-RD)具有输出上述温度监控电压的一对驱动信号供给端子；上述运算电路(30、52-54)根据上述霍尔电压和上述温度监控电压进行抵消上述霍尔电压的温度特性的运算。
18.如权利要求17所述的磁传感器，其特征在于，上述温度监控用元件(20、50)是霍尔元件；上述检测用霍尔元件(10、50)具有与上述温度监控用元件(20、50)相同的特性。
19.如权利要求18所述的磁传感器，其特征在于，上述温度监控用元件(50)与上述检测用霍尔元件(50)是共通的。
20.如权利要求18所述的磁传感器，其特征在于，上述温度监控用元件(20)具有与上述检测用霍尔元件(10)不同的形状。
21.如权利要求17所述的磁传感器，其特征在于，上述温度监控用元件(RA-RD)是温度监控用的电阻。
22.一种物理量传感器，其特征在于，包括第一检测部(10、50)，用于检测与被检测对象物相对应的物理量；第二检测部(20、50)，用于监控温度；以及运算电路(30、52-54)；上述第一检测部(10、50)包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件；上述第二检测部(20、50)配置在上述第一检测部(10、50)的附近；上述第二检测部(20、50)包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件；上述第一检测部(10、50)输出与物理量对应的检测电压；上述第二检测部(20、50)具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子；上述运算电路(30、52-54)根据上述检测电压和上述温度监控电压进行抵消上述检测电压的温度特性的运算。
23.如权利要求22所述的物理量传感器，其特征在于，上述第一检测部(10、50)和上述第二检测部(20、50)分别是作为物理量检测磁场的霍尔元件。
24.如权利要求22所述的物理量传感器，其特征在于，上述第一检测部(10、50)和上述第二检测部(20、50)分别是作为物理量检测与压力对应的变形的变形测量仪。
25.如权利要求22所述的物理量传感器，其特征在于，上述第一检测部(10)具有与上述第二检测部(20)不同的电气特性。
26.一种物理量传感器，其特征在于，包括检测部(50)，检测与被检测对象物对应的物理量，并且监控温度；以及运算电路(30、52-54)；上述检测部(50)包括等价地作为桥式电路表示的一个元件、或者构成桥式电路的多个元件；上述检测部(50)输出与上述物理量对应的检测电压；上述检测部(50)具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子；上述运算电路(30、52-54)根据上述检测电压和上述温度监控电压进行抵消上述检测电压的温度特性的运算。
27.如权利要求26所述的物理量传感器，其特征在于，上述检测部(50)是作为物理量检测磁场的霍尔元件。
28.如权利要求26所述的物理量传感器，其特征在于，上述检测部(50)是作为物理量检测与压力对应的变形的变形测量仪。
全文摘要
提供一种半导体器件，包括检测用霍尔元件(10、50)，用于检测磁场；温度监控用霍尔元件(20、50)；以及运算电路(30、52－54)。检测用霍尔元件(10、50)具有与温度监控用霍尔元件(20、50)大致相同的特性。检测用霍尔元件(10、50)配置在温度监控用霍尔元件(20、50)的附近。检测用霍尔元件(10、50)输出霍尔电压。温度监控用霍尔元件(20、50)具有输出温度监控电压的一对驱动信号供给端子。运算电路(30、52－54)根据霍尔电压和温度监控电压，进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。
文档编号G01D5/12GK101082506SQ200710106549
公开日2007年12月5日 申请日期2007年6月1日 优先权日2006年6月2日
发明者大平聪 申请人:株式会社电装