本发明涉及一种半导体装置,尤其涉及一种具有探测水平方向的磁场的纵型霍尔元件(hallelement)的半导体装置。
背景技术:
霍尔元件作为磁传感器,可实现非接触的位置探测或角度探测,因此用于各种用途。其中,一般广为人知的是使用探测与半导体基板表面垂直的磁场成分(垂直磁场)的横型霍尔元件的磁传感器,但还提出了各种使用探测与基板的表面平行的磁场成分(水平磁场)的纵型霍尔元件的磁传感器。
纵型霍尔元件中难以采用几何对称性高的结构,因此,即使在未施加磁场时,也容易在横型霍尔元件以上产生所谓的偏移电压。因此,在用作磁传感器的情况下,需要去除所述偏移电压,其方法已知有旋转电流(spinningcurrent)法。
作为利用旋转电流法去除偏移电压的方法,已知有如下方法:在半导体基板的表面具有在直线上空开间隔配置的5个电极的纵型霍尔元件中,在沿着与半导体基板平行的方向施加磁场的状态下,在四个方向上切换使驱动电流流动的方向(例如,参照欧州专利第1438755号说明书的图1)。所述方法中,首先,将使驱动电流从中央的电极流向两端的电极时(称作第1相(phase))在夹着中央的电极而位于其两侧的两个电极间产生的电位差设为第1输出信号,将使驱动电流在与第1相相反的方向上流动时(称作第2相)在夹着中央的电极而位于其两侧的两个电极间产生的电位差设为第2输出信号,进而,将使驱动电流从夹着中央的电极而位于其两侧的两个电极中的一者流向另一者时(称作第3相)在中央的电极与两端的电极之间产生的电位差设为第3输出信号,将使驱动电流在与第3相相反的方向上流动时(称作第4相)在中央的电极与两端的电极之间产生的电位差设为第4输出信号,对所述第1输出信号~第4输出信号进行加减运算,由此去除偏移电压。
但是,在所述方法中,第1相及第2相中的电流路径的电阻值与第3相及第4相中的电流路径的电阻值不同,因此偏移电压的去除精度不太高。
技术实现要素:
因而,本发明的目的在于提供一种具有能够高精度地利用旋转电流法去除偏移电压的纵型霍尔元件的半导体装置。
本发明的半导体装置包括:纵型霍尔元件,设置在半导体基板的第1区域,并具有在第1直线上空开间隔配置的多个第1电极;以及电阻元件,设置在所述半导体基板的与所述第1区域不同的第2区域,并具有在第2直线上空开间隔配置的多个第2电极,且所述多个第1电极与所述多个第2电极是以在所述纵型霍尔元件通过旋转电流法而受到驱动时的各相中的任一相中电流路径的电阻值均变得大致相等的方式加以连接。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述纵型霍尔元件与所述电阻元件具有大致相同的结构。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述多个第1电极包含多个第3电极以及多个第4电极,所述多个第4电极与所述多个第3电极为相同数量,且所述纵型霍尔元件包含具有所述多个第3电极的第1纵型霍尔元件部、以及具有所述多个第4电极的第2纵型霍尔元件部。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述第1纵型霍尔元件部、所述第2纵型霍尔元件部与所述电阻元件具有大致相同的结构。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述多个第2电极包含多个第5电极以及多个第6电极,所述多个第5电极与所述多个第6电极为相同数量,且所述电阻元件包含具有所述多个第5电极的第1电阻元件部、以及具有所述多个第6电极的第2电阻元件部。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述纵型霍尔元件、所述第1电阻元件部与所述第2电阻元件部具有大致相同的结构。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述多个第2电极包含多个第5电极以及多个第6电极,所述多个第6电极与所述多个第5电极为相同数量,且所述电阻元件包含具有所述多个第5电极的第1电阻元件部、以及具有所述多个第6电极的第2电阻元件部。
在本发明的实施方式的半导体装置中,所述第1纵型霍尔元件部、所述第2纵型霍尔元件部、所述第1电阻元件部与所述第2电阻元件部具有大致相同的结构。
根据本发明,将纵型霍尔元件与电阻元件作为不同元件配置在半导体基板上,纵型霍尔元件的多个电极与电阻元件的多个电极是以在纵型霍尔元件通过旋转电流法而受到驱动时的各相中的任一相中电流路径的电阻值均变得大致相等的方式加以连接,由此能够利用旋转电流法实现高精度的偏移电压的去除。
附图说明
图1是用以对本发明的具有第1实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置进行说明的概略平面图。
图2是用以对在图1所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第1状态的情况下(相1)的电流路径进行说明的概略平面图。
图3是用以对在图1所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
图4是用以对在图1所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第1状态的情况下(相1)的电流路径进行说明的概略剖面图。
图5是用以对在图1所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略剖面图。
图6是用以对本发明的具有第2实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置进行说明的概略平面图。
图7是用以对在图6所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第1状态的情况下(相1)的电流路径进行说明的概略平面图。
图8是用以对在图6所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
图9是用以对本发明的具有第3实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置进行说明的概略平面图。
图10是用以对在图9所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第1状态的情况下(相1)的电流路径进行说明的概略平面图。
图11是用以对在图9所示的半导体装置中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件中流动的电流的方向设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
符号的说明
11、12、13:纵型霍尔元件
12a、12b、13a、13b:纵型霍尔元件部
21、22、23:电阻元件
23a、23b:电阻元件部
100、200、300:半导体装置
101:半导体基板
102:半导体层
103:元件分离扩散层
111~115、121a~125a、121b~125b、131a~135a、131b~135b、211~215、221~225、231a~235a、231b~235b:电极
a、b:区域
d1、d2、d3、d4、d5:电极的间隔
i:驱动电流
l1-l1、l2-l2、l3a-l3a、l3b-l3b、l4-l4、l5a-l5a、l5b-l5b、l6a-l6a、l6b-l6b:直线
p1、p2、p1a、p1b、p1c、p1d、p1e、p1f、p1g、p1h、p2a、p2b、p2c:电流路径
r1、r2、r3、r4、r5:电阻值
w1、w2、w3、w4、w5、w6:布线
具体实施方式
以下,一面参照附图一面对用以实施本发明的方式进行详细说明。
[第1实施方式]
使用图1~图5对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是用以对本发明的具有第1实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置100进行说明的概略平面图。
如图1所示,本实施方式的半导体装置100具备:纵型霍尔元件11,具有在直线l1-l1上空开间隔配置的多个电极111~电极115;以及电阻元件21,具有在直线l2-l2上空开间隔配置的多个电极211~电极215。
本实施方式的半导体装置100中,纵型霍尔元件11的电极111~电极115及电阻元件21的电极211~电极215分别是以相邻电极的间隔均成为d1的方式配置,纵型霍尔元件11与电阻元件21具有大致相同的结构。
另外,针对纵型霍尔元件11,布线w1连接于电极111与电极115,布线w2连接于电极112,布线w3连接于电极113,布线w4连接于电极114。所述状态(并非图示的状态,而是纵型霍尔元件11上未连接电阻元件21的状态)下,纵型霍尔元件11的电极113与电极111及电极115之间的电阻值比电极112与电极114之间的电阻值小。
因此,本实施方式中,如图1所示,利用布线w2将电阻元件21的电极212连接于纵型霍尔元件11的电极112,另外,利用布线w4将电阻元件21的电极214连接于纵型霍尔元件11的电极114。
为了说明像这样将电阻元件21连接于纵型霍尔元件11所带来的效果,以下针对在半导体装置100中利用旋转电流法对纵型霍尔元件11进行驱动的方法进行详细叙述。
图2及图3是用以对在半导体装置100中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件11中流动的电流的方向分别设为第1状态的情况下(相1)以及设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
另外,图4及图5是概略性地表示图1所示的沿l1-l1线的纵型霍尔元件11的器件(device)剖面结构与沿l2-l2线的电阻元件21的器件剖面结构的图,图4对应于图2所示的相1,图5对应于图3所示的相2。
如图4及图5所示,纵型霍尔元件11及电阻元件21分别形成于p型(第1导电型)的半导体基板101的区域a及区域b。区域a与区域b通过形成于设置在半导体基板101上的n型(第2导电型)的半导体层102上的p型的元件分离扩散层103而相互电分离。纵型霍尔元件11的电极111~电极115及电阻元件21的电极211~电极215包括分别在区域a及区域b中与半导体层102的表面相邻地设置的浓度比半导体层102高的n型的杂质区域。
如图2及图4所示,相1中,以使电流从纵型霍尔元件11的电极113流向电极111及电极115的方式从布线w3朝布线w1供给驱动电流i。所述相1中的电流路径p1是将从电极113流向电极111的电流路径p1a和从电极113流向电极115的电流路径p1b并联连接而构成。本实施方式中,纵型霍尔元件11的电极111~电极115及电阻元件21的电极211~电极215各自的相邻电极的间隔均为d1,因此,夹着一个电极而位于其两侧的电极间的电阻值均大致相等,这里,将所述电阻值设为r1。再者,由于半导体制造工艺的偏差等,各电阻值r1不会彼此完全相同,但可视为实质上相同的电阻值。因而,电流路径p1的电阻值成为电流路径p1a的电阻值r1与电流路径p1b的电阻值r1的并联电阻值r1/2。此时,布线w2与布线w4之间、即纵型霍尔元件11的电极112与电极114之间产生的电位差成为相1中的输出信号。
另一方面,如图3及图5所示,相2中,以使电流从纵型霍尔元件11的电极114流向电极112的方式从布线w4朝布线w2供给驱动电流i。所述相2中的电流路径p2并非仅为在纵型霍尔元件11中从电极114流向电极112的电流路径p2a,而是将此电流路径p2a、与在电阻元件21中从电极214流向电极212的电流路径p2b并联连接而构成。因而,电流路径p2的电阻值成为电流路径p2a的电阻值r1与电流路径p2b的电阻值r1的并联电阻值r1/2。即,可使电流路径p2的电阻值与相1中的电流路径p1的电阻值相等。此时,布线w1与布线w3之间、即纵型霍尔元件11的电极113与电极111及电极115之间产生的电位差成为相2中的输出信号。
另外,省略图示,设为对纵型霍尔元件11朝与图2及图4所示的相1相反的方向供给驱动电流i的第3状态的情况下(相3)的电流路径p3的电阻值也能够与电流路径p1及电流路径p2的电阻值相等。此时,布线w2与布线w4之间、即纵型霍尔元件11的电极112与电极114之间产生的电位差成为相3中的输出信号。进而,设为对纵型霍尔元件11朝与图3及图5所示的相2相反的方向供给驱动电流i的第4状态的情况下(相4)的电流路径p4的电阻值也能够与电流路径p1、电流路径p2、及电流路径p3的电阻值相等。此时,布线w1与布线w3之间、即纵型霍尔元件11的电极111及电极115与电极113之间产生的电位差成为相4中的输出信号。
如此,根据本实施方式,通过将纵型霍尔元件11的电极112与电阻元件21的电极212接线,将纵型霍尔元件11的电极114与电阻元件21的电极214接线,能够使相1中的电流路径p1的电阻值、相2中的电流路径p2的电阻值、相3中的电流路径p3的电阻值、及相4中的电流路径p4的电阻值实质上全部相等。
因而,通过对各相中所得的四个输出信号进行加减运算,能够高精度地去除偏移电压。
[第2实施方式]
使用图6~图8对本发明的第2实施方式进行说明。
所述第1实施方式中示出了纵型霍尔元件中的相邻电极的间隔恒定(均为d1)的例子。相对于此,本实施方式中,针对在纵型霍尔元件中的相邻电极的间隔并不恒定的情况下,使执行旋转电流法时的各相中的电流路径的电阻值相等的例子进行说明。
图6是用以对本发明的具有第2实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置200进行说明的概略平面图。
如图6所示,本实施方式的半导体装置200具备:纵型霍尔元件12,包含纵型霍尔元件部12a及纵型霍尔元件部12b,纵型霍尔元件部12a具有在直线l3a-l3a上空开间隔配置的多个电极121a~电极125a,纵型霍尔元件部12b具有在直线l3b-l3b上空开间隔配置的多个电极121b~电极125b;以及电阻元件22,具有在直线l4-l4上空开间隔配置的多个电极221~电极225。
本实施方式的半导体装置200中,纵型霍尔元件部12a的电极121a~电极125a、纵型霍尔元件部12b的电极121b~电极125b、及电阻元件22的电极221~电极225分别是以中央的相邻3个电极的间隔均成为d2的方式配置,且以两端的电极与其一个内侧的电极的间隔均成为比d2宽的d3的方式配置,纵型霍尔元件部12a、纵型霍尔元件部12b、及电阻元件22具有大致相同的结构。
另外,针对纵型霍尔元件部12a及纵型霍尔元件部12b,布线w1连接于电极121a、电极121b、电极125a、及电极125b,布线w2连接于电极122a及电极122b,布线w3连接于电极123a及电极123b,布线w4连接于电极124a及电极124b。所述状态(并非图示的状态,而是纵型霍尔元件12上未连接电阻元件22的状态)下,纵型霍尔元件12的电极123a、电极123b与电极121a、电极121b及电极125a、电极125b之间的电阻值比电极122a、电极122b与电极124a、电极124b之间的电阻值小。
因此,本实施方式中,如图6所示,利用布线w2将电阻元件22的电极222连接于纵型霍尔元件12的电极122a、电极122b,另外,利用布线w4将电阻元件22的电极224连接于纵型霍尔元件12的电极124a、电极124b。
为了说明像这样将电阻元件22连接于纵型霍尔元件12所带来的效果,以下针对在半导体装置200中利用旋转电流法对纵型霍尔元件12进行驱动的方法进行详细叙述。
图7及图8是用以对在半导体装置200中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件12中流动的电流的方向分别设为第1状态的情况下(相1)以及设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
再者,本实施方式中的纵型霍尔元件部12a、纵型霍尔元件部12b、电阻元件22的器件剖面结构与图4及图5所示的第1实施方式中的纵型霍尔元件11及电阻元件21除了电极的间隔不同以外大致同等,因此,这里省略说明。
如图7所示,相1中,以使电流从纵型霍尔元件12的电极123a、电极123b流向电极121a、电极121b及电极125a、电极125b的方式从布线w3朝布线w1供给驱动电流i。所述相1中的电流路径p1是将在纵型霍尔元件部12a中从电极123a流向电极121a的电流路径p1a、在纵型霍尔元件部12a中从电极123a流向电极125a的电流路径p1b、在纵型霍尔元件部12b中从电极123b流向电极121b的电流路径p1c、在纵型霍尔元件部12b中从电极123b流向电极125b的电流路径p1d并联连接而构成。
本实施方式中,纵型霍尔元件部12a的电极121a~电极125a、纵型霍尔元件部12b的电极121b~电极125b、及电阻元件22的电极221~电极225是以所述间隔配置,因此,一个纵型霍尔元件部或电阻元件中的中央的电极(123a、123b、223)与端部的电极(121a、121b、221、或125a、125b、225)之间的距离比夹着中央的电极而位于其两侧的电极间(122a-124a间、122b-124b间、222-224间)的距离长,因此,中央的电极与端部的电极之间的电阻值比夹着中央的电极而位于其两侧的电极间的电阻值大。这些电阻值均大致相等,这里,将所述电阻值设为r2。
因而,电流路径p1的电阻值成为电流路径p1a的电阻值r2、电流路径p1b的电阻值r2、电流路径p1c的电阻值r2、及电流路径p1d的电阻值r2的并联电阻值r2/4。此时,布线w2与布线w4之间、即纵型霍尔元件12的电极122a、电极122b与电极124a、电极124b之间产生的电位差成为相1中的输出信号。
另一方面,如图8所示,相2中,以使电流从纵型霍尔元件12的电极124a、电极124b流向电极122a、电极122b的方式从布线w4朝布线w2供给驱动电流i。所述相2中的电流路径p2是将在纵型霍尔元件部12a中从电极124a流向电极122a的电流路径p2a、在电阻元件22中从电极224流向电极222的电流路径p2b、以及在纵型霍尔元件部12b中从电极124b流向电极122b的电流路径p2c并联连接而构成。
本实施方式中,如上所述,夹着中央的电极而位于其两侧的电极间的电阻值比中央的电极与端部的电极之间的电阻值r2小。这些电阻值均大致相等,这里,将所述电阻值设为r3。另外,r2:r3=4:3。
因而,电流路径p2的电阻值成为电流路径p2a的电阻值r3、电流路径p2b的电阻值r3、电流路径p2c的电阻值r3的并联电阻值r3/3。如上所述,r2:r3=4:3,因此可使相2中的电流路径p2的电阻值r3/3与相1中的电流路径p1的电阻值r2/4相等。此时,布线w1与布线w3之间、即纵型霍尔元件12的电极121a、电极121b及电极125a、电极125b与电极123a、电极123b之间产生的电位差成为相2中的输出信号。
另外,省略图示,设为对纵型霍尔元件12朝与图7所示的相1相反的方向供给驱动电流的第3状态的情况下(相3)的电流路径p3的电阻值也能够与电流路径p1及电流路径p2的电阻值相等。此时,布线w2与布线w4之间、即纵型霍尔元件12的电极122a、电极122b与电极124a、电极124b之间产生的电位差成为相3中的输出信号。进而,设为对纵型霍尔元件12朝与图8所示的相2相反的方向供给驱动电流的第4状态的情况下(相4)的电流路径p4的电阻值也能够与电流路径p1、电流路径p2、及电流路径p3的电阻值相等。此时,布线w1与布线w3之间、即纵型霍尔元件12的电极121a、电极121b及电极125a、电极125b与电极123a、电极123b之间产生的电位差成为相4中的输出信号。
如此,根据本实施方式,通过将纵型霍尔元件12的电极122a、电极122b与电阻元件22的电极222接线,将纵型霍尔元件12的电极124a、电极124b与电阻元件22的电极224接线,能够使相1中的电流路径p1的电阻值、相2中的电流路径p2的电阻值、相3中的电流路径p3的电阻值、及相4中的电流路径p4的电阻值实质上全部相等。
因而,本实施方式中,也能够通过对各相中所得的四个输出信号进行加减运算来高精度地去除偏移电压。
[第3实施方式]
使用图9~图11对本发明的第3实施方式进行说明。
所述第1实施方式及第2实施方式中示出了如下例子:在纵型霍尔元件中的执行旋转电流法时的四个相中不同的2个电流路径中,以对电阻值较大的电流路径并联地追加电流路径的方式将电阻元件适当地连接于纵型霍尔元件,由此将电阻值较大的电流路径的电阻值实质上减小并使其与电阻值较小的电流路径一致。相对于此,本实施方式中对如下例子进行说明:以对电阻值较小的电流路径串联地追加电流路径的方式将电阻元件适当地连接于纵型霍尔元件,由此将电阻值较小的电流路径的电阻值实质上增大并使其与电阻值较大的电流路径一致。
图9是用以对本发明的具有第3实施方式的纵型霍尔元件的半导体装置300进行说明的概略平面图。
如图9所示,本实施方式的半导体装置300具备:纵型霍尔元件13,包含纵型霍尔元件部13a及纵型霍尔元件部13b,纵型霍尔元件部13a具有在直线l5a-l5a上空开间隔配置的多个电极131a~电极135a,纵型霍尔元件部13b具有在直线l5b-l5b上空开间隔配置的多个电极131b~电极135b;以及电阻元件23,包含电阻元件部23a及电阻元件部23b,电阻元件部23a具有在直线l6a-l6a上空开间隔配置的多个电极231a~电极235a,电阻元件部23b具有在直线l6b-l6b上空开间隔配置的多个电极231b~电极235b。
本实施方式的半导体装置300中,纵型霍尔元件部13a的电极131a~电极135a、纵型霍尔元件部13b的电极131b~电极135b、电阻元件部23a的电极231a~电极235a、及电阻元件部23b的电极231b~电极235b分别是以中央的相邻3个电极的间隔均成为d4的方式配置,且以两端的电极与其一个内侧的电极的间隔均成为比d4窄的d5的方式配置,纵型霍尔元件部13a、纵型霍尔元件部13b、电阻元件部23a、及电阻元件部23b具有大致相同的结构。
另外,针对纵型霍尔元件部13a及纵型霍尔元件部13b,布线w1连接于电极131a、电极131b、电极135a、及电极135b,布线w2连接于电极132a及电极132b,布线w3连接于电极133a及电极133b,布线w4连接于电极134a及电极134b。所述状态(并非图示的状态,而是纵型霍尔元件13上未连接电阻元件23的状态)下,纵型霍尔元件13的电极133a、电极133b与电极131a、电极131b及电极135a、电极135b之间的电阻值比电极132a、电极132b与电极134a、电极134b之间的电阻值小。
因此,本实施方式中,如图9所示,利用布线w3将电阻元件部23a的电极231a及电极235a连接于纵型霍尔元件13的电极133a、电极133b,利用布线w1将电阻元件部23b的电极233b连接于纵型霍尔元件13的电极131a、电极131b、电极135a、电极135b,进而,将布线w5连接于电阻元件部23a的电极233a,将布线w6连接于电阻元件部23b的电极231b及电极235b。
为了说明像这样将电阻元件23连接于纵型霍尔元件13所带来的效果,以下针对在半导体装置300中利用旋转电流法对纵型霍尔元件13进行驱动的方法进行详细叙述。
图10及图11是用以对在半导体装置300中执行旋转电流法时,将纵型霍尔元件13中流动的电流的方向分别设为第1状态的情况下(相1)以及设为第2状态的情况下(相2)的电流路径进行说明的概略平面图。
再者,本实施方式中的纵型霍尔元件部13a、纵型霍尔元件部13b、电阻元件部23a、电阻元件部23b的器件剖面结构与图4及图5所示的第1实施方式中的纵型霍尔元件11及电阻元件21除了电极的间隔不同以外大致同等,因此,这里省略说明。
如图10所示,相1中,以使电流从纵型霍尔元件13的电极133a、电极133b流向电极131a、电极131b及电极135a、电极135b的方式从布线w5朝布线w6供给驱动电流i。所述相1中的电流路径p1是包括在电阻元件部23a中从电极233a流向电极231a的电流路径p1a、在电阻元件部23a中从电极233a流向电极235a的电流路径p1b、在纵型霍尔元件部13a中从电极133a流向电极131a的电流路径p1c、在纵型霍尔元件部13a中从电极133a流向电极135a的电流路径p1d、在纵型霍尔元件部13b中从电极133b流向电极131b的电流路径p1e、在纵型霍尔元件部13b中从电极133b流向电极135b的电流路径p1f、在电阻元件部23b中从电极233b流向电极231b的电流路径p1g、以及在电阻元件部23b中从电极233b流向电极235b的电流路径p1h而构成。更具体而言,电流路径p1成为将包含电流路径p1a及电流路径p1b的并联路径、包含电流路径p1c、电流路径p1d、电流路径p1e及电流路径p1f的并联路径、以及包含电流路径p1g及电流路径p1h的并联路径串联连接而成的构成。
本实施方式中,纵型霍尔元件部13a的电极131a~电极135a、纵型霍尔元件部13b的电极131b~电极135b、电阻元件部23a的电极231a~电极235a、及电阻元件部23b的电极231b~电极235b是以所述间隔进行配置,因此,一个纵型霍尔元件部或电阻元件部中的夹着中央的电极而位于其两侧的电极间(132a-134a间、132b-134b间、232a-234a间、232b-234b间)的距离比中央的电极(133a、133b、233a、233b)与端部的电极(131a、131b、231a、231b、或135a、135b、235a、235b)之间的距离长,且夹着中央的电极而位于其两侧的电极由于其宽度细,因此中央的电极与端部的电极之间的电阻值比夹着中央的电极而位于其两侧的电极间的电阻值小。这些电阻值均大致相等,这里,将所述电阻值设为r4。
因而,电流路径p1的电阻值成为电流路径p1a的电阻值r4与电流路径p1b的电阻值r4的并联电阻值r4/2、电流路径p1c的电阻值r4与电流路径p1d的电阻值r4与电流路径p1e的电阻值r4与电流路径p1f的电阻值r4的并联电阻值r4/4、以及电流路径p1g的电阻值r4与电流路径p1h的电阻值r4的并联电阻值r4/2的串联电阻值(5×r4)/4。此时,布线w2与布线w4之间、即纵型霍尔元件13的电极132a、电极132b与电极134a、电极134b之间产生的电位差成为相1中的输出信号。
另一方面,如图11所示,相2中,以使电流从纵型霍尔元件13的电极134a、电极134b流向电极132a、电极132b的方式从布线w4朝布线w2供给驱动电流i。所述相2中的电流路径p2是将在纵型霍尔元件部13a中从电极134a流向电极132a的电流路径p2a、与在纵型霍尔元件部13b中从电极134b流向电极132b的电流路径p2b并联连接而构成。
本实施方式中,如上所述,夹着中央的电极而位于其两侧的电极间的电阻值比中央的电极与端部的电极之间的电阻值r4大。这些电阻值均大致相等,这里,将所述电阻值设为r5。另外,r4:r5=2:5。
因而,电流路径p2的电阻值成为电流路径p2a的电阻值r5与电流路径p2b的电阻值r5的并联电阻值r5/2。如上所述,r4:r5=2:5,因此可使电流路径p2的电阻值r5/2与相1中的电流路径p1的电阻值(5×r4)/4相等。此时,布线w1与布线w3之间、即电极131a、电极131b及电极135a、电极135b与电极133a、电极133b之间产生的电位差成为相2中的输出信号。
另外,省略图示,设为对纵型霍尔元件13朝与图10所示的相1相反的方向供给驱动电流的第3状态的情况下(相3)的电流路径p3的电阻值也能够与电流路径p1及电流路径p2的电阻值大致相等。此时,布线w2与布线w4之间、即电极132a、电极132b与电极134a、电极134b之间产生的电位差成为相3中的输出信号。进而,设为对纵型霍尔元件13朝与图11所示的相2相反的方向供给驱动电流的第4状态的情况下(相4)的电流路径p4的电阻值也能够与电流路径p1、电流路径p2、及电流路径p3的电阻值大致相等。此时,布线w1与布线w3之间、即电极131a、电极131b及电极135a、电极135b与电极133a、电极133b之间产生的电位差成为相4中的输出信号。
如此,根据本实施方式,通过将纵型霍尔元件13的电极133a、电极133b与电阻元件部23a的电极231a及电极235a接线,将纵型霍尔元件13的电极131a、电极131b、电极135a、电极135b与电阻元件部23b的电极233b接线,进而将布线w5与电阻元件部23a的电极233a接线,将布线w6与电阻元件部23b的电极231b及电极235b接线,能够使相1中的电流路径p1的电阻值、相2中的电流路径p2的电阻值、相3中的电流路径p3的电阻值、及相4中的电流路径p4的电阻值实质上全部相等。
因而,本实施方式中,也能够通过对各相中所得的四个输出信号进行加减运算来高精度地去除偏移电压。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明当然不限定于所述实施方式,在不偏离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
例如,用以对所述第1实施方式~第3实施方式进行说明的图1~图11中,在作图上,将电阻元件与纵型霍尔元件平行地配置,但电阻元件也可以与纵型霍尔元件垂直地配置等,可在任意方向上配置。
所述第2实施方式及第3实施方式中示出了纵型霍尔元件包含2个纵型霍尔元件部而构成的例子,但纵型霍尔元件也可以包含3个以上的纵型霍尔元件部而构成。
所述第3实施方式中示出了电阻元件包含2个电阻元件部而构成的例子,但电阻元件也可以包含3个以上的电阻元件部而构成。
纵型霍尔元件与电阻元件不必为相同结构,只要是能够以可使执行旋转电流法时的各相中的电流路径的电阻值相等的方式连接于纵型霍尔元件的电阻元件,则也可以是与纵型霍尔元件不同的结构。
所述第1实施方式~第3实施方式中,将电阻元件中中间介隔有一个电极的2个电极间的电流路径、即与在纵型霍尔元件中流动的电流路径同等的电流路径并联或串联连接于纵型霍尔元件,只要以纵型霍尔元件的执行旋转电流法时的各相中的电流路径的电阻值变得相等的方式使电阻元件适当连接于纵型霍尔元件即可,因此,例如还能够将电阻元件的相邻2个电极间的电流路径并联或串联地连接于纵型霍尔元件。
所述第1实施方式~第3实施方式中示出了专门设置电阻元件21~电阻元件23作为电阻元件的例子,但不限定于这些。例如,所述第1实施方式中,也可以代替电阻元件21而将与纵型霍尔元件11分开设置、且利用纵型霍尔元件11进行磁场探测时未作为探测元件来使用的纵型霍尔元件或横型霍尔元件用作电阻元件。
所述第1实施方式~第3实施方式中示出了纵型霍尔元件或纵型霍尔元件部分别具有5个电极的例子,只要能够利用旋转电流法将偏移电压去除,则电极的数量不限于此。
所述第1实施方式~第3实施方式中,将第1导电型设为p型、将第2导电型设为n型进行了说明,但也可以调换导电型,将第1导电型设为n型、将第2导电型设为p型。