根据本发明专利技术的半导体装置１０包括用半导体衬底中形成的半导体设备来执行温度检测的温度检测部分１２；在半导体衬底上形成的、用于将检测信号从温度检测部分１２输出到外部的温度传感器输出端Ｔ３；连接到输出端Ｔ３的电流生成部件２１，该电流生成部件２１将驱动电流施加给温度检测部分１２；以及连接到输出端２２的电压测量装置２２，当预定值的驱动电流从电流生成部件２１提供给温度检测部分１２时，该电压测量装置２２测量输出端Ｔ３的电压以执行温度检测。根据本发明专利技术的半导体装置具有有助于减少其尺寸的结构。根据本发明专利技术的半导体装置有助于在低生产成本下实现其简易生产。根据本发明专利技术的温度检测方法有助于使得所述半导体装置非常精确地运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主要用于控制汽车或摩托车的引擎的执行压力检测和温度检测的半导体设备。本专利技术还涉及到温度检测方法。
技术介绍
用于汽车或摩托车的内部引擎压力和温度的检测对于控制引擎来说是必不可少的。图14是示意性示出汽车引擎的横截面图下面对如图14中示出的引擎40的基本行为进行描述。首先，空气通过进气管44进入汽缸49。燃料从燃料喷射46中注入，并与流经进气管44的空气一同进入引擎40的汽缸49。在汽缸49中，活塞50、阀门47以及火化塞48彼此同步重复由进气、压缩、燃烧(点火和膨胀)以及排气(废气)所组成的一系列行为，从而引擎40可按预期工作。要控制引擎速度或引擎功率，就要控制流经进气管44的空气量以及从燃料喷射46中注入的燃料量。用于控制流经进气管44的空气量的机械阀是节流阀43。节流阀43响应于驾驶者座位中的加速杆来开启和关闭，以控制流经进气管44的空气量。压力传感器41和温度传感器42用作测量由节流阀43控制、并流经进气管44的空气量。由压力传感器41和温度传感器42测量出的值被输出到引擎控制单元(下文称之为“ECU”)45。基于感应的值，ECU45控制从燃料喷射46注入的燃料量，从而可以增进并优化汽缸49中的燃烧效率。最近，在近年来，对二氧化碳排放量的限制以及这些环境负担变得越来越严重。因此，汽车和摩托车的燃烧效率改进是用于减少环境负担的最有效应对措施之一。要改善燃烧效率，用于测量进气管的压力和温度的检测装置至关重要。利用集成电阻的压电电阻效应的半导体传感器以及利用静电电容器的半导体传感器已经用作为压力检测装置(下文称之为“压力传感器”)，用于检测内置燃烧引擎的进气管中的压力。热敏电阻通常用作温度检测主轴(下文称之为“温度传感器”)，用于测量进气管温度。下面的专利文献1揭示了一种传感器晶片(chip)，它包括在衬底上形成的压力传感器以及温度传感器。下面的专利文献2揭示了半导体装置，它使用串联的二极管对压力传感器进行温度补偿。下面的专利文献3揭示了温度传感器，它将双极晶体管用作二极管。〔专利文献1〕JP P2002-116108A公开〔专利文献2〕JP P平.(1996)-226862A公开〔专利文献1〕JP P2002-208667A公开但是，由于热敏电阻和压力传感器是单独的组件部分，在减少其尺寸的同时很难集成压力传感器和温度传感器。而且，大量的组件部分将增加安装步骤，还使安装成本激增。在专利文献1到3中，温度检测设备不是热敏电阻。在专利文献1中揭示的传感器晶片使用电阻用作温度检测设备。当电阻器用于温度检测时，通常在其检测敏感度做得较高时，由于其生产会导致在电阻的温度特性中发生很多显著的波动。在专利文献2中揭示的半导体装置以及在专利文献3中揭示的温度传感器使用用于温度检测设备的二极管，但是，专利文献2和3并没有对用于获得适于温度检测设备的输出特性的详细配置和操作调节做出任何描述。考虑前述事实，希望消除上述的问题。期望提供一种小型半导体装置，它具有便于其简易生产、并具有低成本的结构。还期望提供一种温度检测方法，它可便于精确地完成半导体装置的工作。
技术实现思路
根据所附权利要求1的主题，提供一种半导体装置，包括半导体衬底；包括在半导体衬底中形成的半导体设备的温度检测部件，该半导体检测部件执行温度检测；在半导体衬底上形成的输出端，该输出端将检测信号从温度检测部件中输出到外部；连接到输出端的电流生成部件，该电流生成部件将驱动电流施加给温度检测部件的半导体设备；连接到输出端的电压测量部件，该电压测量部件测量输出端的电压；由二极管构成的半导体设备；以及当电流生成部件将预定值的驱动电流施加到温度检测部件上时，该半导体装置基于由电压测量部件测量出的电压值，执行温度检测。根据所附权利要求2的主题，驱动电流是0.1μA或者更高。根据所附权利要求3的主题，温度检测部件的半导体设备还包括一个或多个二极管，并且组成半导体设备的这些二极管彼此串联。根据所附权利要求4的主题，二极管是npn晶体管，其基极和集电极彼此短路。根据所附权利要求5的主题，npn晶体管包括围绕其基极、集电极和发射极的保护环层，以吸收从外部所致的泄漏电流。根据所附权利要求6的主题，npn晶体管包括p型半导体衬底；在p型半导体衬底的阱区；在阱区中的集电层，阱区中的集电层由n型半导体制成；在集电层中的基层，基层是由掺有少量杂质的p型半导体制成；在基层表面部分中的基极，基极由层叠的掺有大量杂质的p型半导体制成；在基层的表面中的发射极，该发射极由层叠的掺有大量杂质的p型半导体制成；集电极包括在集电层中形成的掺有少量杂质的n型半导体、围绕基层的掺有少量杂质的n型半导体、以及在掺有少量杂质的n型半导体的表面部分中层叠的掺有大量杂质的n型半导体；以及保护环层，p型半导体衬底中形成的掺有少量杂质的p型半导体、围绕基层的掺有少量杂质的n型半导体、以及在掺有少量杂质的n型半导体的表面部分中层叠的掺有大量杂质的n型半导体所制成。根据所附权利要求7的主题，半导体装置还包括在半导体衬底上形成的压力检测器，该压力检测器执行压力检测。根据所附权利要求8的主题，还提供一种使用在半导体衬底中形成的一个或多个二极管来检测温度的方法该方法包括当预定值的驱动电流施加到一个或多个二极管上时，基于在一个或多个二极管两端的测量电压来检测温度。根据本专利技术，有可能使用包括用于温度检测的驱动电路的常规系统，而无需修正或改变该常规系统的结构，来驱动温度检测部件。可防止保护环层提供的npn晶体管受到从邻近设备中流入的泄漏电流的不利影响。通过使用仅一个或多个二极管用作温度检测器，可实现展示出很高的温度检测灵敏度的小型半导体装置。根据本专利技术的半导体装置可使用一个或多个具有预定结构的二极管用作温度检测，这有助于减小其尺寸，降低其生产成本并改善其批量生产性。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的半导体装置的框图；图2是图1中温度检测部分的等效电路框图；图3-1是npn晶体管的横截面图；图3-2是npn晶体管的俯视图；图4是作为可以将二极管集成的芯片中的CMOSIC一示例的过电压保护电路的电路框图；图5是展示高击穿电压并组成图4所示的过电压保护电路的p型MOS晶体管的横截面图；图6是描述用于获得温度检测部分的输出的驱动和测量方法的电路框图；图7是用于详细描述在图6示出的驱动和测量方法的框图；图8是二极管正向电压Vf与温度关联的图；图9是二极管正向电压Vf与偏置电流相关联的图；图10示出示例性描述来自温度检测器输出端的输出非线性误差的曲线；图11示出在各自的偏移电流值上连接图10所示最大点(最坏偏离)的曲线；图12示出一曲线，它表示通过将非线性误差值除以温度系数而得出的非线性误差的转换比率，并示出测量温度范围。图13是根据本专利技术第二实施例的半导体装置的框图；图14是示意性示出汽车引擎的横截面图。具体实施例方式参照本专利技术较佳实施例的附图，在下文中对本专利技术进行详细地描述。第一实施例首先，将对根据本专利技术第一实施例的半导体装置进行描述。图1是根据第一实施例的半导体装置的框图。根据第一实施例的半导体装置10包括安置在衬底上的压力检测部分11、安置在衬底上的温度检测部分12、电源端T1、压力检测输出端T2、温度检测输出端T本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括：半导体衬底；包括在半导体衬底中形成的半导体设备的温度检测部件，所述半导体检测部件执行温度检测；在所述半导体衬底上形成的输出端，所述输出端将所述温度检测部件的检测信号输出到外部；连接到所述 输出端的电流产生部件，所述电流产生部件将驱动电流提供给所述温度检测部件的半导体设备；连接到所述输出端的电压测量部件，所述电压测量部件测量所述输出端的电压；所述半导体设备包括二极管；以及当所述电流产生部件将预定值的驱动 电流提供给所述温度检测部件时，所述半导体装置基于由所述电压测量部件测量出的电压值执行温度检测。
【技术特征摘要】
JP 2005-4-22 2005-1252871.一种半导体装置，包括半导体衬底；包括在半导体衬底中形成的半导体设备的温度检测部件，所述半导体检测部件执行温度检测；在所述半导体衬底上形成的输出端，所述输出端将所述温度检测部件的检测信号输出到外部；连接到所述输出端的电流产生部件，所述电流产生部件将驱动电流提供给所述温度检测部件的半导体设备；连接到所述输出端的电压测量部件，所述电压测量部件测量所述输出端的电压；所述半导体设备包括二极管；以及当所述电流产生部件将预定值的驱动电流提供给所述温度检测部件时，所述半导体装置基于由所述电压测量部件测量出的电压值执行温度检测。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述驱动电流是0.1μA或者更高。3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述温度检测部件的半导体设备还包括一个或多个二极管，并且构成所述半导体设备的二极管彼此串联连接。4.如权利要求1到3的任一个所述的半导体装置，其特征在于，所述二极管是npn晶体管，其基极和集电极彼此短路。5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述npn晶体管包括围绕其基极、集电极和发射极的保护环层，藉此来吸收从外部所致的泄漏电流。6.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：西川睦雄，上柳胜道，
申请(专利权)人：富士电机电子设备技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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