本发明专利技术的目的在于得到一种在不增大芯片面积的情况下就能提高电流检测精度的半导体装置。半导体元件（1）具有发射极电极（7）。引出线（10）与发射极电极（7）电连接并且通过发射极电极（7）的上方向侧面引出。电流传感器（11）具有磁阻元件（12），对流过引出线（10）的电流进行检测。磁阻元件（12）配置在发射极电极（7）上且引出线（10）的下方。磁阻元件（12）的电阻值相对于由电流产生的磁场线性地变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有电流传感器的半导体装置，特别涉及在不使芯片面积增大的情况下就能够提高电流检测精度的半导体装置。
技术介绍
为了对在半导体元件中流过的电流进行检测而使用电流传感器。提出如下的半导体装置在与半导体元件相同的芯片内形成电流感应区域作为电流传感器(例如，参照专利文献1)。此外，提出如下的半导体装置作为电流传感器，使用AMR(Anitorpic Magneto Resistance 各向异性磁阻)元件代替电流感应区域(例如，参照专利文献2)。专利文献1 日本特开平9 - 162391号公报； 专利文献2 日本特开平9 - 127161号公报。在专利文献1中，根据芯片内的电流感应区域的形成位置，在主单元区域和电流感应区域的边界区域产生载流子的相互干涉，存在流过彼此的区域的电流的比例发生变化等的问题。因此，存在电流传感器的电流检测精度较低这样的问题。在专利文献2的使用了 AMR元件的电流传感器中不产生这样的问题。但是，AMR 元件的电阻值的针对磁场的特性为专利文献2的图3所示的反向V字型特性。因此，在将 AMR元件应用于电流传感器时，为了使反向V字型特性线性化，需要附加专利文献2的图1 所示的恒定电流电路。因此，存在芯片面积增大这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其目的是得到在不使芯片面积增大的情况下就能够提高电流检测精度的半导体装置。本专利技术提供一种半导体装置，其特征在于，具有半导体元件，具有表面电极；引出线，与所述表面电极电连接，通过所述表面电极的上方向侧面引出；以及电流传感器，对在所述引出线中流过的电流进行检测，所述电流传感器具有配置在所述表面电极上且所述引出线的下方的磁阻元件，所述磁阻元件的电阻值相对于由所述电流产生的磁场线性地变化。根据本专利技术，在不增大芯片面积的情况下就能够提高电流检测精度。 附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的半导体装置的平面图。图2是沿图1的A-A，的剖面图。图3是示出旋转阀(spin valve)型磁阻元件的自由层和固定层的磁化方向的图。图4是示出针对外部磁场的磁阻元件的电阻值的图。图5是示出本专利技术的实施方式1的半导体装置的变形例的平面图。图6是示出本专利技术的实施方式2的半导体装置的平面图。图7是示出本专利技术的实施方式3的半导体装置的平面图。图8是沿图7的A-A，的剖面图。图9是示出本专利技术的实施方式4的半导体装置的平面图。图10是示出本专利技术的实施方式5的半导体装置的一部分的平面图。图11是示出本专利技术的实施方式5的半导体装置的变形例的一部分的平面图。图12是示出本专利技术的实施方式6的半导体装置的平面图。图13是沿图12的A-A’的剖面图。具体实施例方式参照附图，对本专利技术的实施方式的半导体装置进行说明。对相同或者对应的结构要素标注相同的附图标记，有时省略重复说明。实施方式1图1是示出本专利技术的实施方式1的半导体装置的平面图。图2是沿图1的A-A’的剖面图。半导体元件1是在变换器装置等的功率变换装置中应用的绝缘栅型双极晶体管(IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor)。在半导体基板2的表面附近设置有ρ阱基极区域 3。以贯通ρ阱基极区域3的方式设置有沟槽栅极4。在ρ阱基极区域3的周围设置有保护环P阱区域5和N+沟道截断环6。在芯片表面侧设置有发射极电极7和栅极电极8。发射极电极7被绝缘隔离膜9覆盖。弓丨出线10电连接到发射极电极7。弓丨出线10通过发射极电极7的上方向侧面引出。引出线10 —般是引线键合，但是，并不限于此，也可以是正面金属(front metal)。电流传感器11具有磁阻元件12，对流过引出线10的电流进行检测。磁阻元件12隔着绝缘隔离膜9配置在发射极电极7上且引出线10的下方。磁阻元件12被绝缘隔离膜13覆盖。磁阻元件12是线性输出型的磁阻元件，其电阻值相对于由电流产生的磁场线性地变化。具体地说，磁阻元件12是旋转阀型TMR(tunnel Magneto Resistance 隧道磁阻) 元件(隧道磁阻元件)、旋转阀型GMR(Giant Magneto Resistance 巨磁阻)元件(巨磁阻元件)以及附加了螺旋条状纹(barber pole)电极的AMR(Anitorpic Magneto Resistance 各向异性磁阻)元件(各向异性磁阻元件)的任意一种。接着，对本实施方式的半导体装置的动作进行说明。作为开关器件的半导体元件1 根据栅极电位对在发射极电极集间流过的电流进行抑制。在半导体元件1为Nch-IGBT的情况下，在导通时，电流从发射极电极7经由引出线10流向芯片外。在引出线10的正下方配置的磁阻元件12的电阻值相对于由该电流产生的磁场的强度线性地变化。因此，测定在磁阻元件12中流过的电流或者所施加的电压，对磁场的强度进行检测，由此，能够检测流过引出线10的电流。此处，参照附图，具体地对使用旋转阀型磁阻元件作为磁阻元件12的情况下的检测动作进行说明。图3是示出旋转阀型磁阻元件的自由层和固定层的磁化方向的图。自由层的磁化方向和固定层的磁化方向所成的角度为90°。当在沿着该固定层的磁化方向的方向施加外部磁场时，自由层的磁化方向发生变化。根据该变化后的自由层的磁化方向和固定层的磁化方向所成的角度θ，磁阻元件的电阻值线性地变化。具体地说，磁阻元件的电阻值与cos θ成反比。在自由层是具有单轴各向异性的软磁性膜的情况下，成为cos θ = I Hk I/H0因此， 在施加了比|Hk|大的外部磁场的情况下，变化后的自由层的磁化方向被固定为与固定层的磁化方向平行或者反平行，此外元件电阻不变化。即，Hk为自由层的饱和磁场。图4是示出相对于外部磁场的磁阻元件的电阻值的图。在自由层的磁化方向和固定层的磁化方向所成的角度为90°的情况下，磁阻元件的电阻值R为R = Rm+AR/2XH/|Hk| (其中，一 Hk彡H彡|Hk|)。此处，Rm是无磁场内的磁阻元件的电阻值，是磁阻元件能够取得的最大电阻值和最小电阻值的中间值。AR是磁阻元件的电阻值的变化率。如上述那样，磁阻元件的电阻值R与外部磁场成比例，所以，如果得到在磁阻元件中流过的电流或者所施加的电压，则能够检测外部磁场的大小。并且，检测到的外部磁场是固定层的磁化方向的方向分量。此外，该方向分量的能够检测的范围即电流传感器的能够工作的范围是一 IHkI彡H彡IHkI。此外，将磁阻元件的电阻值相对于外部磁场的强度而变化的现象称为磁阻效应。 对如铁磁体那样具有自发磁化的物质施加磁场，电阻率与磁化状态相对应地发生变化，将这样的现象称为异常磁阻效应。其中，对于坡莫合金等的铁磁性薄膜，电阻依赖于自发磁化的方向而变化，将这样的现象特别地称为各向异性磁阻效应(AMR效应)或者取向效应。对 F/N/F的金属晶格(metallic lattice)或者将其叠层进行重复的多层薄膜施加磁场，平行地进行磁化，从而电阻减小，将这样的现象称为巨磁阻效应(GMR效应)。该效应具有如下特征与AMR相比较，变化率较大。此外，在用铁磁体夹着绝缘体的结合中，隧道电流依赖于两铁磁体的磁化的相对角度而发生变化，将这样的现象称为隧道磁阻效应(TMR效应)。关于GMR效应和TMR效应，都确认了依赖本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋山肇，冈田章，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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