具有导电膜的传感器芯片制造技术

本发明专利技术提供一种传感器芯片（９０、１００），包括设置在半导体基板（１０）中的传感器元件（３１）和用于控制传感器元件（３１）的控制电路（３２）。控制电路（３２）包括多个电路元件（３２ａ至３２ｊ），每个电路元件由Ｐ－Ｎ结分离隔离。传感器芯片（９０、１００）还包括导电膜（２１至２３、２４ａ至２６ａ、２４ｂ至２６ｂ、２７），其设置在电路元件（３２ａ至３２ｊ）中至少一个的上方并且围绕该电路元件，并且具有固定为预定值的电势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器芯片，尤其涉及一种具有均形成在同一半导体 基板上的传感器元件和控制电路的传感器芯片。
技术介绍
公开号为2004-264205 (相应的美国专利号为7250760)的日本专利申 请记载了一种包括传感器元件和控制该传感器元件的控制电路的传感器芯 片。所述传感器元件和控制电路形成在同一半导体基板上。图8是在公开号为2004-264205的日本专利申请中公开的磁性传感器芯 片90的一个实例的截面图。在图8中，磁阻元件(MRE)形成区91和处 理电路形成区92位于单个芯片中。处理电路形成区92提供双极晶体管。如图8中所示，传感器芯片90的处理电路形成区92包括均形成在硅 制P型半导体基板9的主表面(principal surface)中的N+型埋层40和N-型外延层41。氧化硅膜42通过化学气相沉积(CVD)形成在N-型外延层 41的主表面上。预定电路图案通过光蚀刻印刷在氧化硅膜42上。通过光蚀 刻提供的开口使杂质扩散，形成P+型元件分离区43、 P+型扩散区44和N+ 型扩散区45、 46。上述方式的扩散使传感器芯片90具有N+型埋层40、 N-型外延层41、 P+型扩散区44和N+型扩散区45、 46的双极晶体管。在MRE形成区91中，接触元件形成在氧化硅膜42中。具有膜状的铝 线元件47形成在P型半导体基板9的主表面上。通过气相沉积形成铝线元 件47，并且通过光蚀刻对其构图。铁磁膜48通过真空沉积形成在氧化硅膜 42和铝线元件47上方。铁磁膜48由镍钴合金或镍铁合金制成，并且用作 MRE。通过铝线元件47在诸如NPN晶体管、PNP晶体管(未示出)、扩散 电阻器或电容器的电路元件之间形成的电连接来提供电路。图8中所示的传感器芯片90可以设置在转子附近，并且可以根据转子 的旋转测量偏置磁场中的变化。传感器芯片90能够检测转子的旋转状态，诸如旋转角度、角速度等。传感器芯片卯能够安装在磁性传感器中。可以 采用这种磁性传感器作为旋转传感器用以控制车辆的引擎、或者用以控制防抱死制动系统(ABS)。绝缘保护膜49形成在传感器芯片90的表面上。当传感器芯片90设置 在转子附近时，传感器芯片90很容易由于外部静电而充电。例如，当具有 NPN双极晶体管元件的传感器芯片90充电时，在P+型元件分离区43与 P+型扩散区44之间形成沟道。因此，寄生晶体管可以工作，并且产生漏电 流。来自传感器芯片卯的NPN双极晶体管元^f牛的输出容易波动。
技术实现思路
鉴于上述和其他问题，本专利技术的目的是提供一种限制异常特性和制造 成本增加的传感器芯片。根据本专利技术的第一方案，提供一种传感器芯片，其包括形成在同一半 导体基板上的传感器元件和控制电路。控制电路配置用于控制传感器元件。 控制电路包括由P-N结隔离而彼此间隔开的多个电路元件。传感器芯片还 包括设置在多个电路元件的至少一个电路元件上方和周围的导电膜。导电 膜能够具有固定为预定值的电势。根据上述传感器芯片，多个电路元件由P-N结隔离而彼此间隔开，并 且导电膜设置在多个电路元件上方并且围绕多个电路元件。当例如传感器 芯片通电时，导电膜的电势固定为预定值。当传感器芯片放置在部件容易 被充电的环境中时，导电膜围绕的电路元件周围的部件抵抗由于导电膜的 电势导致的充电。即使在部件充电时，导电膜的电势也限制了存储电荷对 导电膜围绕的电路元件的影响。导电膜的电势限制电路元件中的异常特性。根据本专利技术的第二方案，提供一种磁性传感器芯片。该磁性传感器包 括具有主表面的半导体基板。该磁性传感器还包括用于感测磁场的磁阻元 件。磁阻元件形成在半导体基板的主表面的表面部分中。该磁性传感器还 包括用于控制磁阻元件的控制电路。该控制电路形成在半导体基板的主表 面的另一表面部分中。该控制电路和磁阻元件由PN结隔离彼此间隔开。该 控制电路包括由PN结隔离彼此间隔开的多个电足各元件。该磁性传感器还包 括分别设置在多个电路元件上的多个绝缘层。该磁性传感器还包括分别设7置在多个绝缘层上的多个导电膜，从而多个绝缘层分别位于多个导电膜与 多个电路元件之间。当控制电路通电时，每一导电膜的电势大于或等于相 应电路元件的电势。当外部静电导致的电场施加给控制电路时，每一导电 膜的电势限制控制电路中的寄生元件的工作。磁阻元件和多个导电膜由相 同材料制成并且同时形成。根据上述磁性传感器芯片，多个导电膜的每一个位于多个电路元件的 各个上方，并且围绕各个电路元件。当例如磁性传感器芯片通电时，每一 导电膜的电势固定为预定值。当磁性传感器芯片放置在部件容易被充电的 环境中时，导电膜的电势有效地防止控制电路中的部件被充电。即使当部 件被充电时，导电膜的电势也限制了存储电荷对控制电路的影响。该电势 限制了电路元件中的异常特性，例如寄生元件的工作。由于磁阻元件和多 个导电膜由相同材料制成并且同时形成，所以能够抑止制造成本的增加。附图说明本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将从参照附图的下述详细说明中变得更加清楚。在附图中图1是示出根据示例性实施例的传感器芯片的截面图2A是示出根据示例性实施例的旋转传感器和转子的截面图2B是示出根据示例性实施例的旋转传感器和转子的设置的布局图3是示出图1中所示的传感器芯片上导电膜的效应的截面图4A是示出根据示例性实施例的第一^[參改例的包括双极晶体管元件的控制电路的元件的布局图4B是沿图4A中IVB-IVB线的截面图5A是示出根据示例性实施例的第二修改例的包括双极晶体管元件 的控制电路的元件的布局图5B是沿图5A中VB-VB线的截面图6A是示出根据示例性实施例的第三修改例的包括双极晶体管元件 的控制电路的元件的布局图6B是沿图6A中VIB-VIB线的截面图7A是示出根据示例性实施例的第四修改例的包括双极晶体管元件的控制电路的元件的布局图7B是沿图7A中VIIB-VIIB线的截面图8是示出根据现有技术的传感器芯片的截面图9是示出根据示例性实施例的传感器芯片受充电影响的截面图。具体实施例方式下面参照图9说明充电对传感器芯片的影响。在图8和图9中相同的 附图标记表示相同的部件。如图9中所示，半导体芯片80包括半导体基板10，该基板具有诸如N 导电类型的N导电类型层41 。 PN结隔离使N导电类型层41分离以形成电 阻元件形成区。形成均具有诸如P+导电类型的P导电类型扩散区13的电 阻元件。硅的局部氧化(LOCOS)氧化膜12位于电阻元件之间。绝缘保护 膜49形成在半导体芯片80的最上表面上。当由于静电在绝缘保护膜49中 存储电荷时，由所存储的电荷在N导电类型层41的表面部分产生沟道ll。 沟道11的形成使得寄生晶体管工作。沟道11的形成还使得漏电流在接地 的P+元件分离区43之间流动。可以通过以在容纳传感器芯片的封装中埋入导电膜的方式，屏蔽传感 器芯片来抑制上述充电效应。但是，通过使用封装来屏蔽传感器芯片需要 用于固定埋入封装中的导电膜的电势的特殊构造。封装的构造变得复杂， 并且增加制造成本。此外，另一部分可具有寄生电容，结果噪声耐量不会 增加。鉴于上述以及其他问题，下面将说明一种限制异常特性和制造成本 增加的传感器芯片。 (示例性实施例)下面参照附图说明根据示例性实施例的传感器芯片。图1中所示的传感器芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器芯片，包括：　半导体基板（１０）；　形成在所述半导体基板（１０）中的传感器元件（３１）；　用于控制所述传感器元件（３１）的控制电路（３２），所述控制电路（３２）和所述传感器元件（３１）形成在同一半导体基板（１０）中，所述控制电路（３２）包括由Ｐ－Ｎ结隔离彼此隔开的多个电路元件（３２ａ至３２ｊ）；以及　设置在所述电路元件（３２ａ至３２ｊ）中的至少一个电路元件的上方且围绕所述至少一个电路元件的导电膜（２１至２３、２４ａ至２６ａ、２４ｂ、２６ｂ、２７），所述导电膜（２１至２３、２４ａ至２６ａ、２４ｂ、２６ｂ、２７）的电势固定为预定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石王诚一郎，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[]