CN111693187B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制面积及消耗电流并且高精度检测物理量的半导体装置。半导体装置具备霍尔元件、第1差动对、第2差动对、输出放大电路及分压电路。霍尔元件向第1差动对输出依赖于施加在半导体衬底的应力的信号。分压电路分压成具有依赖于应力的分压比的分压电压。第1差动对基于所述信号输出第1电流。第2差动对基于所述分压电压和基准电压输出第2电流。输出放大电路输出基于第1、第2电流的电压。输出放大电路的放大率所具有的所述应力的依赖系数，由第1、第2差动对的各跨导的所述应力的依赖系数之差、和所述分压比所具有的所述应力的依赖系数之和来近似。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置。
背景技术
各种物理量传感器元件与放大器或信号处理电路一起集成在半导体衬底上而被使用于各种用途。作为物理量传感器元件的一个例子，可举出霍尔元件、磁阻元件、温度传感器元件、光传感器元件、压力传感器元件等。
物理量传感器元件在集成在半导体衬底上的情况下，由于起因于晶圆上的保护膜或封装的树脂密封等的机械应力（以下，仅称为“应力”。）产生压电效应。物理量传感器元件在受到压电效应的影响时，检测出的物理量和电压－电流转换系数的关系（以下，仅称为“灵敏度”。）会发生变动。即，物理量传感器元件的灵敏度具有应力依赖性。若物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性较高，则会降低物理量的检测精度，因此对于提高物理量的检测精度而言，重要的是如何减少物理量传感器的灵敏度的应力依赖性。
作为减少物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性的技术的一个例子，设为这样的装置（以下，记为“以往装置”。关于以往装置，例如请参照日本特开2017－37066号公报。）：具备半导体元件、压电系数不同的多种电阻和输出与所述电阻的电阻值之比相应的输出信号的放大部，将基于放大部的输出信号的信号作为所述半导体元件的驱动信号使用。以往装置中，基于电阻的压电系数，调节放大部的输出信号的应力依赖性，从而谋求减少半导体元件的应力依赖性。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2017－37066号公报。
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，上述的以往装置中，可能引起无法适当补偿物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性的情况，这一点成为课题。
更具体地说明，则已知电阻的压电系数依赖于能够使用的电阻的种类和半导体元件的杂质浓度等的制造工艺条件。因而，存在无法准备对补偿物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性而言有适当的压电系数的电阻的情况。若电阻的压电系数不足，则不能充分地补偿物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性。另一方面，若电阻的压电系数过大，则会过度补偿物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性。若过度补偿物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性，则还有可能引起半导体装置整体的应力依赖性的符号逆转（成为相反符号）而增加。
另外，在电阻的压电系数不足的情况下，可考虑增大针对物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性的补偿量，从而减少物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性。作为上述增大补偿量的方法，例如有将多个放大器多级化的第1方法。在适用第1方法的情况下，虽然能得到期望的应力依赖性，但是，由于装置内的放大器个数增加，会增大该装置中电路的占用面积及消耗电流。
另外，还可以考虑也对半导体元件的驱动电流赋予应力依赖性，增大对于物理量传感器元件所具有的灵敏度的应力依赖性的补偿量的第2方法。在适用第2方法的情况下，由于对本来不具有应力依赖性的驱动电流赋予应力依赖性，所以消耗电流会对应施加在半导体元件的应力而发生变动。若消耗电流发生变动，则进行动作的控制或监视的部分基于半导体装置内的消耗电流会出现误动作或状态的误检测，因此可能招致半导体装置的动作变得不稳定等并不理想的事态。
鉴于上述的情况，本发明的目的在于提供抑制面积及消耗电流并且能够高精度检测物理量的半导体装置。
【用于解决课题的方案】
为了解决上述的课题，本发明的半导体装置，其特征在于具备：半导体衬底；以及形成在所述半导体衬底上的、物理量传感器元件、与所述物理量传感器元件的输出部连接的放大器、在所述放大器的输出部与提供第1基准电压的节点之间连接的分压电路及向外部电路输出从所述放大器的输出部输出的输出电压的输出端子，所述物理量传感器元件向所述放大器输出依赖于施加在所述半导体衬底的应力的传感器输出信号，所述分压电路具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1电阻元件及第2电阻元件，并将所述输出电压与所述第1基准电压的电压差，分压成具有由所述第1电阻元件的电阻值及所述第2电阻元件的电阻值之比决定的分压比的分压电压，所述放大器具有：被输入所述传感器输出信号的第1输入部；被输入所述第1基准电压及所述分压电压的第2输入部；第1跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1跨导，并基于向所述第1输入部输入的所述传感器输出信号和所述第1跨导输出第1电流；第2跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第2跨导，并基于向所述第2输入部输入的所述第1基准电压及所述分压电压和所述第2跨导输出第2电流；跨阻抗放大器，所述第1电流和所述第2电流被耦合输入，输出基于所输入的电流的电压；以及向所述输出端子输出从所述跨阻抗放大器输出的所述电压的所述输出部，在将所述第1跨导、所述第2跨导及所述分压比所具有的针对施加在所述半导体衬底的应力的应力依赖系数分别设为第1应力依赖系数、第2应力依赖系数及第3应力依赖系数的情况下，所述放大器的放大率具有以所述第1应力依赖系数与所述第2应力依赖系数之差、和所述第3应力依赖系数之和近似的应力依赖系数。
为了解决上述的课题，本发明的半导体装置，其特征在于具备：半导体衬底；以及形成在所述半导体衬底上的、物理量传感器元件、包括第1输出端及第2输出端并与所述物理量传感器元件的输出部连接的放大器、向外部电路输出从所述第1输出端输出的第1输出电压的第1输出端子、向外部电路输出从所述第2输出端输出的第2输出电压的第2输出端子及在所述第1输出端与所述第1输出端子之间以及所述第2输出端与所述第2输出端子之间连接的分压电路，所述物理量传感器元件向所述放大器输出依赖于施加在所述半导体衬底的应力的传感器输出信号，所述分压电路具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1电阻元件及第2电阻元件，并将所述输出电压分压成具有由所述第1电阻元件的电阻值及所述第2电阻元件的电阻值之比决定的分压比的第1分压电压及第2分压电压，所述放大器具有：被输入所述传感器输出信号的第1输入部；被输入所述第1分压电压及所述第2分压电压的第2输入部；第1跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1跨导，并基于向所述第1输入部输入的所述传感器输出信号和所述第1跨导输出第1电流；第2跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第2跨导，并基于向所述第2输入部输入的所述第1分压电压及所述第2分压电压和所述第2跨导输出第2电流；跨阻抗放大器，所述第1电流和所述第2电流被耦合输入，输出基于所输入的电流的电压；以及向所述外部电路输出从所述跨阻抗放大器输出的所述电压的所述输出部，在将所述第1跨导、所述第2跨导及所述分压比所具有的针对施加在所述半导体衬底的应力的应力依赖系数分别设为第1应力依赖系数、第2应力依赖系数及第3应力依赖系数的情况下，所述放大器的放大率具有以所述第1应力依赖系数与所述第2应力依赖系数之差、和所述第3应力依赖系数之和近似的应力依赖系数。
【发明效果】
依据本发明，抑制面积及消耗电流，并且能够高精度检测物理量。
附图说明
【图1】是示出第1实施方式所涉及的半导体装置的结构例的概略图。
【图2】是示出半导体装置所具备的电压－电流转换电路的结构例的概略图。
【图3】是示出第2实施方式所涉及的半导体装置的结构例的概略图。
【图4】是例示了实施方式所涉及的半导体装置中具备完全差动型的放大器的半导体装置的一部分的概略图。
具体实施方式
以下，边参照附图，边对本发明的实施方式所涉及的半导体装置进行说明。本发明的实施方式所涉及的半导体装置具备例如包含磁传感器元件、温度传感器元件、光传感器元件等的物理量传感器元件的物理量传感器。在后述的各实施方式中，以在半导体衬底上作为物理量传感器的一个例子具备霍尔元件的半导体装置为例子进行说明。另外，在本实施方式的说明中，将各向同性应力仅称为“应力”。而且，本实施方式的说明中使用的“*”为乘号。因而，本实施方式的说明中，将数字a和数字b之积记为“a*b”。
[第1实施方式]
图1是第1实施方式所涉及的半导体装置的一个例子即半导体装置1的概略图。此外，在图1中，将左右方向称为X方向、将上下方向称为Y方向、将纸面的表背方向称为Z方向。
半导体装置1例如具备：输入端子201；霍尔元件100；作为放大器的、差动对5、6及输出放大电路30；分压电路40；作为第1电压－电流转换电路的电压－电流转换电路51；作为第2电压－电流转换电路的电压－电流转换电路52；以及输出端子202。输入端子201、输出端子202、霍尔元件100、差动对5、6、输出放大电路30、分压电路40、电压－电流转换电路51、52，形成在半导体衬底200上。
作为物理量传感器元件的霍尔元件100具有第1～4的端子101～104。作为第1跨导放大器的差动对5具有第1N型的MOS晶体管（以下，记为“NMOS晶体管”。）11、第2NMOS晶体管12及第1电流源21。作为第2跨导放大器的差动对6具有第3NMOS晶体管13、第4NMOS晶体管14及第2电流源22。作为跨阻抗放大器的输出放大电路30为具较低的输入阻抗和充分高的跨阻抗的电流输入－电压输出放大器，例如，通过栅极接地放大级和源极接地放大级的级联连接而构成。
分压电路40具有作为第1电阻元件的第1电阻器41和作为第2电阻元件的第2电阻器42，将第1电阻器41和第2电阻器42串联连接而构成。第1电阻器41具有沿作为第1方向的X方向配置的电阻41X和沿作为第2方向的Y方向配置的电阻41Y，且电阻41X和电阻41Y并联连接而构成。第2电阻器42具有沿X方向配置的电阻42X和沿Y方向配置的电阻42Y，且电阻42X和电阻42Y并联连接而构成。
在此，第1电阻器41使用具有第1压电系数的电阻，第2电阻器42使用具有第2压电系数的电阻。即，第1电阻器41和第2电阻器42分别使用具有不同压电系数的电阻。具体而言，第1电阻器41由P阱电阻构成，第2电阻器42由N阱电阻构成。另外，电阻41X、42X为电流沿X方向流动的电阻，电阻41Y、42Y为电流沿Y方向流动的电阻。此外，关于后述的电阻43X～46X，也与电阻41X、42X同样，是电流沿X方向流动的电阻。另外，关于电阻43Y～46Y，也与电阻41Y、42Y同样，是电流沿Y方向流动的电阻。
第1端子101与第1电源（图示省略）的端子即第1电源端子3连接，第2端子102与第2电源（图示省略）的端子即第2电源端子4连接。另外，第3端子103及第4端子104分别与第1NMOS晶体管11的栅极及第2NMOS晶体管12的栅极连接。
第1NMOS晶体管11的漏极与第4NMOS晶体管14的漏极及输出放大电路30的正输入端连接。第1NMOS晶体管11的源极与第2NMOS晶体管12的源极连接。在该连接点即节点N2与第2电源端子4之间连接有第1电流源21。
第2NMOS晶体管12的漏极与第3NMOS晶体管13的漏极及输出放大电路30的负输入端连接。第3NMOS晶体管13的源极与第4NMOS晶体管14的源极连接。在该连接点即节点N3与第2电源端子4之间连接有第2电流源22。
输入端子201及输出端子202构成为能够与外部电路（图示省略）连接。输入端子201与电压－电流转换电路51、52的输入端分别连接。电压－电流转换电路51的输出端与第1电流源21连接。电压－电流转换电路52的输出端与第2电流源22连接。输出端子202与作为放大器的输出部的输出放大电路30的输出端连接。
在输出放大电路30的输出端与输出端子202之间设定有节点N4。在节点N4与节点N6之间连接有分压电路40。第1电阻器41和第2电阻器42的连接点即节点N5与第4NMOS晶体管14的栅极连接。节点N6与第3NMOS晶体管13的栅极连接。
图2是示出电压－电流转换电路51、52的结构例的概略图。
电压－电流转换电路51例如具备第1运算放大器71、作为第5场效应晶体管的第5NMOS晶体管91、第3电阻器43和第1电流反射镜电路81。
作为第3电阻元件的第3电阻器43，例如具有沿X方向配置的电阻43X和沿Y方向配置的电阻43Y，且电阻43X和电阻43Y串联连接而构成。第3电阻器43例如由P阱电阻构成。第1电流反射镜电路81例如具有P型的MOS晶体管（以下，记为“PMOS晶体管”）81a、81b等的2个晶体管，构成为能够调整镜比（mirror ratio）。
第1运算放大器71具有同相输入端、反相输入端和输出端。同相输入端与节点N1连接。反相输入端与第5NMOS晶体管91的源极连接。输出端与第5NMOS晶体管91的栅极连接。
第1运算放大器71的反相输入端和第5NMOS晶体管91的源极的连接点构成节点N7。在节点N7还连接有第3电阻器43的一端。另外，第3电阻器43的另一端与第2电源端子4连接。
第5NMOS晶体管91的漏极与第1PMOS晶体管81a的漏极及栅极连接。即，第1PMOS晶体管81a的栅极和漏极短路。第1PMOS晶体管81a的栅极与第2PMOS晶体管81b的栅极连接。另外，第1PMOS晶体管81a的源极与第2PMOS晶体管81b的源极及第1电源端子3连接。
第2PMOS晶体管81b的漏极，例如与（NMOS晶体管等的晶体管的漏极及栅极连接（短路）的）第1饱和连线晶体管61的漏极及栅极连接。第1饱和连线晶体管61的源极与第2电源端子4连接。构成第1饱和连线晶体管61的漏极及栅极与第2PMOS晶体管81b的漏极的连接点的节点N8，是电压－电流转换电路51的输出端，且与第1电流源21连接。
电压－电流转换电路52具备第2运算放大器72、作为第6场效应晶体管的第6NMOS晶体管92、第4电阻器44、和第2电流反射镜电路82。在此，第2运算放大器72、第6NMOS晶体管92及第2电流反射镜电路82分别与第1运算放大器71、第5NMOS晶体管91及第1电流反射镜电路81同样地构成。因而，节点N9及节点N10分别与节点N7及节点N8对应。节点N10为电压－电流转换电路52的输出端，且与第2电流源22连接。
作为第4电阻元件的第4电阻器44相对于第3电阻器43，例如在以下方面具有类似的结构，即具有沿X方向配置的电阻44X和沿Y方向配置的电阻44Y，且电阻44X和电阻44Y串联连接而构成。另一方面，第4电阻器44相对于第3电阻器43，不同点是具有与第3电阻器43的压电系数不同的压电系数。具体而言，是第3电阻器43由P阱电阻构成，而第4电阻器44由N阱电阻构成这一点。
接着，对半导体装置1的作用进行说明。
磁通密度Bin沿对于半导体衬底200垂直的方向、即Z方向施加霍尔元件100。在第1端子101与第2端子102之间流过驱动电流IDRV，在作为输出部的第3端子103及第4端子104之间产生与驱动电流IDRV对应的霍尔电压VH。作为传感器输出信号的霍尔电压VH，由下式（1）给出。
VH＝SI*IDRV*Bin （1）
SI：每单位驱动电流的磁电转换系数。
另一方面，霍尔元件100不仅对于磁通密度Bin具有依赖性，对于施加在半导体衬底200的应力σ[GPa]也具有依赖性。每单位驱动电流的磁电转换系数SI由下式（2）给出。
SI＝SIref*（1＋πH*σ） （2）
SIref：基准应力下的每单位驱动电流的磁电转换系数
πH：霍尔元件灵敏度的压电系数。
作为消除霍尔元件100所具有的偏置电压的信号处理，有所谓的旋转电流法。对于一般用作为半导体衬底200的＜100＞Si晶圆的取向平面沿±45度的方向交替供给驱动电流，对于霍尔元件100适用旋转电流法。该情况下的上述式（2）的右边项所包含的πH成为＋45[％/GPa]。
在此，应力σ为负时与压缩应力对应、且为正时与拉伸应力对应。因而，关于每单位驱动电流的磁电转换系数SI，在对半导体衬底200施加压缩应力时减少，而对半导体衬底200施加拉伸应力时增加。即，关于霍尔元件100对磁的灵敏度，在对半导体衬底200施加压缩应力时与未施加应力的情况相比成为低灵敏度，而施加拉伸应力时与未施加应力的情况相比成为高灵敏度。
另外，上述式（2）的右边项所包含的应力σ作为各向同性应力σiso给出。各向同性应力σiso，如下式（3）记载的那样，被定义为X方向的垂直应力σx和Y方向的垂直应力σy之和。
σiso＝σx＋σy （3）
此外，在此的应力σ并非绝对应力，而定义为施加在半导体衬底200的绝对应力与基准应力σref的差分。在此，基准应力σref是例如晶圆状态、封装树脂刚刚模制后的状态、封装树脂干燥的状态等任意的状态下施加在半导体衬底200的应力。
在第3端子103与第4端子104之间产生的霍尔电压VH，输入第1差动对5，被转换为流过第1NMOS晶体管11的电流（以下，“霍尔电流”）IVH。即，第1差动对5作为将霍尔电压VH转换为霍尔电流IVH的跨导体进行动作。
第3NMOS晶体管13的栅极上被输入节点N6上的电压、即作为第1基准电压的同相基准电压VCM。另外，第4NMOS晶体管14的栅极上被输入节点N5上的电压即反馈电压。第2差动对6作为将反馈电压FB转换为反馈电流IFB的跨导体进行动作。
在理想化的差动输入电流为零的情况下，输出放大电路30输出有限的输出电压VOUT。由于第1电阻器41及第2电阻器42，输出电压VOUT被分为第1分压电压及第2分压电压，在节点N5生成反馈电压FB。
在此，假定电阻41X、41Y及电阻42X、42Y配置在距离半导体衬底200的端部充分远的位置，且Z方向上的垂直应力及剪切应力充分小。在该假定之下，存在能够将第1电阻器41及第2电阻器42中各自的合成电阻值仅依赖于各向同性应力σiso的配置。而且，作为能够将第1电阻器41及第2电阻器42中各自的合成电阻值仅依赖于各向同性应力σiso的配置的一个例子，为上述的电阻41X、41Y及电阻42X、42Y的配置。即，在该假定之下，第1电阻器41及第2电阻器42中各自的合成电阻值仅依赖于各向同性应力σiso。
可知构成第1、第3电阻器41、43的P阱电阻及构成第2、第4电阻器42、44的N阱电阻的电阻值，相对于对半导体衬底200施加的应力σ，分别由下述式（4）及（5）给出。
RP＝RPref*｛1＋0.5*（π11p＋π12p）*σ｝ （4）
RN＝RNref*｛1＋0.5*（π11n＋π12n）*σ｝ （5）
RPref：P阱电阻的基准应力下的电阻值
RNref：N阱电阻的基准应力下的电阻值
π11p：针对与流过P阱电阻的电流平行的方向的应力的压电系数
π12p：针对与流过P阱电阻的电流正交的方向的应力的压电系数
π11n：针对与流过N阱电阻的电流平行的方向的应力的压电系数
π12n：针对与流过N阱电阻的电流正交的方向的应力的压电系数。
若对上述式（4）及（5）的右边项所包含的π11p、π12p、π11n及π12n适用一般的半导体制造工艺的杂质浓度条件下的压电系数，则上述式（4）及（5）成为下述式（6）及（7）。
RP＝RPref*（1＋2.5[％/GPa]*σ） （6）
RN＝RNref*（1－24.4[％/GPa]*σ） （7）
如上述式（6）及（7）所示，电阻值相对于应力σ的变化的比率（以下，记为“应力依赖系数”）、即应力σ的系数在P阱电阻与N阱电阻上正负符号不同。
若将第1电阻器41及第2电阻器42的电阻值分别设为kp*RP及kn*RN，则分压电路40中的电压的分压比DivRat由下述式（8）给出。另外，反馈电压FB为决定从霍尔电压VH到输出电压VOUT的放大率的要素，使用分压比DivRat，由下述式（9）给出。因而，反馈电压FB能够使用下述式（8）如下述式（10）那样表示。由上述式（6）、（7）及下述式（10），可知反馈电压FB为应力σ的函数。
DivRat＝kp*RP/（kp*RP＋kn*RN） （8）
kp：串联连接构成电阻41X、41Y的电阻元件的个数（设计常数）
kn：串联连接构成电阻42X、42Y的电阻元件的个数（设计常数）
FB＝DivRat*VOUT （9）
＝VOUT*kp*RP/（kp*RP＋kn*RN） （10）
输出放大电路30的跨阻抗充分高，所以能够将霍尔电流IVH与反馈电流IFB之和视为零。其结果，下述式（11）成立。
FB*Gm2＝VH*Gm1 （11）
Gm1：第1跨导放大器（在本实施方式中差动对5）的跨导（以下，记为“第1跨导”）
Gm2：第2跨导放大器（在本实施方式中差动对6）的跨导（以下，记为“第2跨导”）
将上述式（10）代入上述式（11）的左边项所包含的反馈电压FB，对输出放大电路30的输出电压VOUT相对于霍尔电压VH（＝VOUT/VH）进行求解，从而能够导出从霍尔电压VH到输出电压VOUT的放大率G。放大率G可由下述式（12）表示。
G＝VOUT/VH
＝（Gm1/Gm2）*（1＋kn/kp*RN/RP） （12）
在此，若假定k为充分大，则从霍尔电压VH到输出电压VOUT的放大率G能够近似为下述式（13）。
（13）
上述式（13）示出放大率G由差动对5的跨导Gm1相对于差动对6的跨导Gm2之比、和第2电阻器42的电阻值（＝kn*RN）相对于第1电阻器41的电阻值（＝kp*RP）的电阻比的积决定。若使用上述式（6）及（7），将上述式（13）的右边项变形，则能够变形为下式（14）。
（14）
依据上述式（14），可知第2电阻器42的电阻值相对于第1电阻器41的电阻值之比（电阻比），具有作为第3应力依赖系数的应力依赖系数－26.9[％/GPa]。在此，第2电阻器42相对于第1电阻器41的电阻比是决定放大率G的主要因素。可知如果组合第2电阻器42相对于第1电阻器41的电阻比和霍尔元件100的应力依赖系数＋45[％/GPa]，则成为＋18.1[％/GPa]。
接着，对第1差动对5及第2差动对6的跨导比的应力依赖系数进行说明。
第1电流源21的电流值由从电压－电流转换电路51流入的电流决定。第2电流源22的电流值由从电压－电流转换电路52流入的电流决定。
在电压－电流转换电路51中，当第1运算放大器71的放大率充分大的情况下，对两个输入端间以成立虚拟短路的方式施加负反馈。因而，第3电阻器43的一端成为与作为第2基准电压的基准电压VREF同电位。另外，基于作为第1基准电流的电流IT1生成向第1电流源21流出的电流。电流IT1是从第1电源端子3向第2电源端子4流过第5NMOS晶体管91的电流（漏极电流），并且是流过第3电阻器43的电流。
电流IT1经由第5NMOS晶体管91、第1电流反射镜电路81及第1饱和连线晶体管61得以复制。当电流IT1被复制时，加入第1电流反射镜电路81的镜比，生成与电流IT1成比例的电流。该生成的电流输出到第1电流源21。
关于电压－电流转换电路52，也能够与电压－电流转换电路51同样进行考虑。即，基于作为第2基准电流的电流IT2生成向第2电流源22流出的电流。电流IT2是从第1电源端子3向第2电源端子4流过第6NMOS晶体管92的电流（漏极电流），并且是流过第4电阻器44的电流。
电流IT2经由第6NMOS晶体管92、第2电流反射镜电路82及第2饱和连线晶体管62得以复制。当电流IT2被复制时，加入第2电流反射镜电路82的镜比，生成与电流IT2成比例的电流。该生成的电流输出到第2电流源22。
在此，第3电阻器43与第1电阻器41同样具有依赖于各向同性应力的电阻值。因而，第3电阻器43具有作为第6应力依赖系数的应力依赖系数，第3电阻器43的电阻值例如能够表示为mRN。施加在第3电阻器43的两端的电压与基准电压VREF相等，因此电流IT1在将第3电阻器43的电阻值设为mRN时，下述式（15）成立。另外，第4电阻器44与第2电阻器42同样具有依赖于各向同性应力的电阻值。即，第4电阻器44具有作为第7应力依赖系数的应力依赖系数。关于电流IT2，也与电流IT1同样，若将第4电阻器44的电阻值设为RN，则下述式（16）成立。
IT1＝VREF/mRP （15）
IT2＝VREF/RN （16）
若将上述的式（7）代入上述式（15）的右边项，则下述式（17）成立。另外，若将上述的式（7）代入上述式（16）的右边项，则下述式（18）成立。
IT1＝（VREF/mRPref）/（1＋2.5[％/GPa]*σ）
≈（VREF/mRPref）*（1－2.5[％/GPa]*σ） （17）
IT2＝（VREF/RNref）/（1－24.4[％/GPa]*σ）
≈（VREF/RNref）*（1＋24.4[％/GPa]*σ） （18）
由上述式（17）可知电流IT1对施加在半导体衬底200的应力σ具有负依赖性。换言之，上述式（17）示出第1电流源21对于施加在半导体衬底200的应力σ具有作为第4应力依赖系数的－2.5[％/GPa]。由上述式（18）可知电流IT2对于应力σ具有正依赖性。换言之，上述式（18）示出第2电流源22对于施加在半导体衬底200的应力σ具有作为第5应力依赖系数的＋24.4[％/GPa]。这样，第1电流源21的应力依赖系数和第2电流源22的应力依赖系数互相不同。
另外，第1电流源21及第2电流源22构成为电流IT1及IT2分别在基准应力σref下相等。即，第1电流源21及第2电流源22构成为满足从上述式（15）及（16）导出的下述式（19）。
m＝RN/RP （19）
此外，可能引起电流IT1及IT2分别在基准应力σref下未必相等的情况。在该情况下，如果能够调整第1电流反射镜电路81及第2电流反射镜电路82的镜比，也能以使上述式（19）成立的方式分别调整电流IT1及IT2。
在此，第1差动对5的跨导Gm1与显示应力依赖性的第1电流源21的电流值的平方根成比例，因此具有作为第1应力依赖系数的应力依赖系数。第2差动对6的跨导Gm2与显示应力依赖性的第2电流源22的电流值的平方根成比例，因此第2差动对6的跨导Gm2具有作为第2应力依赖系数的应力依赖系数。
在第1～第4NMOS晶体管11～14的尺寸相等的情况下，若设K为设计常数，则下述式（20）及（21）成立。
如果采用上述式（20）及（21）和上述的式（17）及（18），则跨导比（Gm1/Gm2）能够由下述式（22）表示。
（22）
根据上述式（22），作为决定放大率G的一个要素的、第1差动对5及第2差动对6的跨导比为－13.5[％/GPa]，具有负应力依赖系数。
接着，若要求出从磁通密度Bin到输出电压VOUT的、半导体装置1整体的磁电转换系数（KH*G）的应力依赖系数，则能够由下述式（23）表示。
KH*G＝SI*IDRV*G
＝SIref*（1＋45[％/GPa]*σ）*IDRV
*（1－13.5[％/GPa]*σ）*k*（RNref/RPref）
*（1－26.9[％/GPa]*σ）
≈SIref*IDRV*k*（RNref/RPref）
*（1＋4.6[％/GPa]*σ） （23）
根据上述式（23），半导体装置1整体的磁电转换系数（KH*G）的应力依赖系数为＋4.6[％/GPa]。因而，可知半导体装置1整体的磁电转换系数的应力依赖系数相对于霍尔元件100所具有的应力依赖系数＋45[％/GPa]而言，绝对值被抑制到约1/10。
依据本实施方式，能够对第1差动对5及第2差动对6的跨导比、和具有第1电阻器41及第2电阻器42的分压电路40的分压比赋予应力依赖性，因此能够得到更大的应力依赖系数。因而，依据本实施方式，能够提供电路规模小、低消耗电流、且减小霍尔元件100等的物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性的半导体装置。另外，在作为物理量传感器元件适用对应力的变动的影响较大的霍尔元件100的情况下，半导体装置1整体的磁电转换系数的应力依赖系数相对于霍尔元件100所具有的应力依赖系数＋45[％/GPa]，也能得到约1/10较大的抑制效果。而且，如上述，从霍尔电压VH到输出电压VOUT的放大率G，能够使用近似式以第1差动对5的跨导Gm1的应力依赖系数与第2差动对6的跨导Gm2的应力依赖系数之差和分压电路40的分压比的应力依赖系数之和求出，因此容易进行电路设计。
此外，在上述实施方式中，虽然说明了第1电阻器41及第3电阻器43由P阱电阻构成、第2电阻器42及第4电阻器44由N阱电阻构成的例子，但本发明并不局限于该例子。
关于第1电阻器41及第2电阻器42，只要第1电阻器41及第2电阻器42中的一个由N阱电阻构成、另一个由P阱电阻构成即可。即，也可以第1电阻器41由N型及P型中的一种即第1型的阱电阻构成，第2电阻器42由N型及P型中的另一种即第2型阱电阻构成。
关于第3电阻器43及第4电阻器44，也与第1电阻器41及第2电阻器42同样。即，也可以第3电阻器43由N型及P型中的一种即第1型的阱电阻构成，第4电阻器44由N型及P型中的另一种即第2型的阱电阻构成。
另外，第1～第4电阻器41～44各自除了阱电阻之外，也可以包含至少一种选自扩散电阻、多晶硅电阻、及场效应晶体管的任一种而构成。在该情况下，如果第1电阻器41包含N型的元件，则第2电阻器42构成为包含另一型即P型的元件，如果第1电阻器41包含P型的元件，则第2电阻器42构成为包含另一型即N型的元件。关于第3电阻器43及第4电阻器44，也与第1电阻器41及第2电阻器42同样。
此外，图1所示的半导体装置1为具备电压－电流转换电路51、52及输入端子201的例子，但是也可以不必一定具备电压－电流转换电路51、52及输入端子201。可以从图1中例示的半导体装置1省略电压－电流转换电路51或电压－电流转换电路52，也可以省略电压－电流转换电路51、52及输入端子201。
[第2实施方式]
图3是第2实施方式所涉及的半导体装置的一个例子即半导体装置1A的概略图。此外，关于图3所示的X方向、Y方向及Z方向，与图1同样。
相对于半导体装置1，半导体装置1A不同的是第1跨导放大器及第2跨导放大器的结构，其他方面相同。因此，在本实施方式中，以上述不同点为中心进行说明，对于与半导体装置1重复的说明进行省略。
半导体装置1A具备：霍尔元件100；OTA（跨导运算放大器）7；OTA8；输出放大电路30；分压电路40；以及输出端子202。
作为第1跨导放大器的OTA7具有第1NMOS晶体管11、第2NMOS晶体管12、第3电流源23、第4电流源24及第5电阻器45。
第1NMOS晶体管11的源极端子上连接有第3电流源23的一端。第3电流源23的另一端与第2电源端子4连接。第2NMOS晶体管12的源极端子上连接有第4电流源24的一端。第4电流源24的另一端与第2电源端子4连接。在第3电流源23的一端即节点N11与第4电流源24的一端即节点N12之间连接有作为第3电阻元件的第5电阻器45。
第5电阻器45例如具有沿X方向配置的电阻45X和沿Y方向配置的电阻45Y，且电阻45X和电阻45Y串联连接而构成。另外，第5电阻器45例如由P阱电阻构成，与第1、第3电阻器41、43等同样具有依赖于各向同性应力的电阻值。即，作为第3电阻元件的第5电阻器45具有作为第6应力依赖系数的应力依赖系数。
作为第2跨导放大器的OTA8具有第3NMOS晶体管13、第4NMOS晶体管14、第5电流源25、第6电流源26及第6电阻器46。
第3NMOS晶体管13的源极端子上连接有第5电流源25的一端。第5电流源25的另一端与第2电源端子4连接。第4NMOS晶体管14的源极端子上连接有第6电流源26的一端。第6电流源26的另一端与第2电源端子4连接。在第5电流源25的一端即节点N13与第6电流源26的一端即节点N14之间连接有作为第4电阻元件的第6电阻器46。
第6电阻器46例如具有沿X方向配置的电阻46X和沿Y方向配置的电阻46Y，在电阻46X和电阻46Y串联连接而构成这一点上具有与第5电阻器45类似的结构。其另一方面，第6电阻器46相对于第5电阻器45，不同点是具有与第5电阻器45的压电系数不同的压电系数。具体而言，是第5电阻器45由P阱电阻构成，而第6电阻器46由N阱电阻构成这一点。此外，另外，第6电阻器46与第2、第4电阻器42、44等同样具有依赖于各向同性应力的电阻值。即，作为第4电阻元件的第6电阻器46具有作为第7应力依赖系数的应力依赖系数。
接着，对半导体装置1A的作用进行说明。
OTA7所具有的跨导Gm1及作为第2跨导放大器的OTA8所具有的跨导Gm2，由下述式（24）及下述式（25）给出。
Gm1＝gm/（1＋gm*n*RP） （24）
Gm2＝gm/（1＋gm*RN） （25）
gm：第1～第4NMOS晶体管11～14的跨导
n：设计常数
在此，gm*n*RP＞＞1成立的情况下，上述式（24）能够置换为下述式（26）。另外，gm*RN＞＞1成立的情况下，上述式（25）能够置换为下述式（27）。
Gm1≈1/（n*RP） （26）
Gm2≈1/RN （27）
依据上述式（26）及（27），第1跨导Gm1及第2跨导Gm2成为电阻值的倒数的函数。第1跨导Gm1及第2跨导Gm2的跨导比可使用上述式（26）及（27）由下述式（28）给出。
（Gm1/Gm2）＝RN/（n*RP） （28）
若使用前述的式（6）及（7）将上述式（28）的右边项变形，则第1跨导Gm1及第2跨导Gm2的跨导比由下述式（29）表示。
（Gm1/Gm2）＝RNref/（n*RPref）*（1－26.9[％/GPa]*σ） （29）
在此，为了使基准应力σref下的跨导比为1，设计常数n由下述式（30）给出。
n＝RN/RP （30）
在满足上述式（30）的情况下，第1跨导Gm1及第2跨导Gm2的跨导比由下述式（31）给出。
（Gm1/Gm2）＝（1－26.9[％/GPa]*σ） （31）
依据上述式（31），作为决定放大率G的一个要素的、第1跨导Gm1及第2跨导Gm2的跨导比为－26.9[％/GPa]，具有负应力依赖系数。该应力依赖系数与第2电阻器42相对于第1电阻器41的电阻比的－26.9[％/GPa]相同。
另外，半导体装置1A相对于半导体装置1而言，输出放大电路30及分压电路40的部分实质上没有不同。因而，半导体装置1A整体的磁电转换系数（KH*G）的应力依赖系数由下述式（32）给出。
KH*G＝SI*IDRV*G
＝SIref*（1＋45[％/GPa]*σ）*IDRV
*（1－26.9[％/GPa]*σ）*k*（RNref/RPref）*（1－26.9[％/GPa]*σ）
＝SIref*IDRV*k*（RNref/RPref）*（1－8.8[％/GPa]*σ） （32）
根据上述式（32），半导体装置1A整体的磁电转换系数（KH*G）的应力依赖系数为－8.8[％/GPa]。因而，可知半导体装置1A整体的磁电转换系数的应力依赖系数，相对于霍尔元件100所具有的应力依赖系数＋45[％/GPa]，成为过度补偿，因此符号从正反转为负，绝对值上被抑制到约1/5。
依据本实施方式，能够对OTA7、8的跨导比、和具有第1电阻器41及第2电阻器42的分压电路40的分压比赋予应力依赖性，因此能够得到更大的应力依赖系数。因而，依据本实施方式，能够提供电路规模小、低消耗电流、且减小霍尔元件100等的物理量传感器元件的灵敏度的应力依赖性的半导体装置。
另外，在作为物理量传感器元件适用了对应力的变动的影响较大的霍尔元件100的情况下，，也能得到半导体装置1A整体的磁电转换系数的应力依赖系数相对于霍尔元件100所具有的应力依赖系数＋45[％/GPa]而言，绝对值为约1/5的显著的抑制效果。而且，从霍尔电压VH到输出电压VOUT的放大率G，如上述，能够使用近似式，以OTA7的跨导Gm1的应力依赖系数与OTA8的跨导Gm2的应力依赖系数之差和分压电路40的分压比的应力依赖系数之和求出，因此容易进行电路设计。
另外，半导体装置1A中，不具备电压－电流转换电路51、52，而对第1跨导放大器的跨导Gm1相对于第2跨导放大器的跨导Gm2的跨导比（Gm1/Gm2）能够赋予应力响应性。这样，半导体装置1A与半导体装置1相比，电路规模更小，进而能够得到较大的应力依赖系数。
此外，在上述实施方式中，说明了第1电阻器41及第5电阻器45由P阱电阻构成、第2电阻器42及第6电阻器46由N阱电阻构成的例子，但是本发明并不局限于该例子。
也可以第1电阻器41由N型及P型中的一种即第1型的阱电阻构成，而第2电阻器42由N型及P型中的另一种即第2型的阱电阻构成。另外，关于第5电阻器45及第6电阻器46，也与第1电阻器41及第2电阻器42同样，也可以第5电阻器45由N型及P型中的一种即第1型的阱电阻构成，而第6电阻器46由N型及P型中的另一种即第2型的阱电阻构成。
另外，第5、第6的电阻器45、46各自除了阱电阻之外，也可以包含至少一种选自扩散电阻、多晶硅电阻、及场效应晶体管的任一种而构成。在该情况下，如果第1电阻器41包含N型的元件，则第2电阻器42构成为包含另一型即P型的元件，而如果第1电阻器41包含P型的元件，则第2电阻器42构成为包含另一型即N型的元件。关于第5电阻器45及第6电阻器46，也与第1电阻器41及第2电阻器42同样。
此外，本发明并不局限于前述的实施方式原状，在实施阶段除了前述的例子以外也能以各种方式实施，在不脱离发明的要点的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包括在发明的范围或要点内，而且包括在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
例如，前述的实施方式中，说明了半导体装置1、1A中的放大器为差动输入/单相输出的结构例，但是半导体装置1、1A也可以如后述的图4所示，具备差动输入/差动输出的所谓的完全差动型的放大器。即，也可以取代半导体装置1、1A中的输出放大电路30，适用具备输出放大电路30A的半导体装置。
图4是例示了实施方式所涉及的半导体装置中具备包含输出放大电路30A的完全差动型的放大器的半导体装置1B的一部分的概略图。
半导体装置1B具备包含2个输出端的输出放大电路30A，因此具备第1输出端子202a和第2输出端子202b。输出放大电路30A具有正相输出端及反相输出端。正相输出端及反相输出端分别与第1输出端子202a及第2输出端子202b连接。连接反相输出端和第2输出端子202b的电路上设定有节点N11。在节点N11与节点N4之间连接有分压电路40A。
分压电路40A相对于分压电路40，进一步串联连接有第2电阻器42，得到作为第1分压电压的电压VFBP及作为第2分压电压的电压VFBN。电压VFBN输入第3NMOS晶体管13的栅极。电压VFBP输入第4NMOS晶体管14的栅极。半导体装置1B相对于半导体装置1、1A，虽然增大电路规模，但能得到优异的共模抑制比，因此具有耐干扰的优点。
前述的实施方式中，说明了由NMOS晶体管构成差动对5、6中的输入晶体管的例子，但是可以将尾电流源设为源极电流源，由PMOS晶体管构成输入晶体管，也可以设为将NMOS晶体管输入差动对和PMOS晶体管输入差动对这两者并联连接而构成的所谓的Rail－To－Rail输入段结构。另外，前述的实施方式中，说明了差动对5、6及OTA7、8中的输入晶体管由MOS晶体管（MOSFET）构成的例子，但并不局限于此。第1～第4NMOS晶体管11～14也可以取代MOSFET而例如为MIS－FET或结型FET（JFET）等的MOSFET以外的场效应晶体管（FET）。
前述的实施方式中，作为用于抵消霍尔元件100的灵敏度的应力依赖性的合适的组合，在用于决定跨导比（Gm1/Gm2）的电阻种类、和用于决定分压电路40上的分压比的电阻种类上使用了相同组合，但是为了实现对于抵消其他物理量传感器的灵敏度的应力依赖性合适的、不同的应力依赖系数，也可以使用其他种类的电阻组合。
例如，前述的实施方式中，说明了第1电阻器41及第3电阻器43都为相同的P型的例子，但是不必一定为相同型。例如，也可为第1电阻器41由N阱电阻构成，而第3电阻器43由P阱电阻构成。在该情况下，第2电阻器42由P阱电阻构成，而第4电阻器44由N阱电阻构成。另外，说明了第1电阻器41及第5电阻器45都为相同的P型的例子，但是不必一定为相同型。例如，也可为第1电阻器41由N阱电阻构成，而第5电阻器45由P阱电阻构成。在该情况下，第2电阻器42由P阱电阻构成，而第4电阻器44由N阱电阻构成。
此外，沿X方向配置的电阻41X～46X及沿Y方向配置的电阻41Y～46Y，既可以由一个电阻元件构成，也可以由多个电阻元件构成。另外，电阻41X～46X及电阻41Y～46Y的连接并不局限于前述的例子。
例如，关于第1电阻器41，只要沿X方向配置的电阻41X的电阻值（在由多个电阻元件构成的情况下，它们的合成电阻值）和沿Y方向配置的电阻41Y的电阻值（在由多个电阻元件构成的情况下，它们的合成电阻值）相等，则电阻41X及电阻41Y的连接不管是并联连接还是串联连接都不成问题。这是因为只要沿X方向配置的电阻41X的电阻值和沿Y方向配置的电阻41Y的电阻值相等，就能够使第1电阻器41整体的电阻值依赖于各向同性应力。上述第1电阻器41中的电阻41X及电阻41Y的连接相关的内容，在第2～第6电阻器42～46中的电阻42X～46X及电阻42Y～46Y的连接上也同样。
此外，前述的实施方式中，说明了通过作为栅极接地放大器的栅极接地放大级和作为源极接地放大器的源极接地放大级的级联连接来构成的输出放大电路30，但并不局限于此。输出放大电路30也可以使用栅极接地放大级及源极接地放大级中的一种来构成。
此外，前述的实施方式中，由于校正P阱电阻及N阱电阻间的工艺偏差的观点，说明了电流反射镜电路81、82分别构成为能够调整镜比的例子，但是本发明并不局限于该例子。例如，可为电流反射镜电路81、82两者具有固定的镜比的（不可调整的）结构，也可为电流反射镜电路81、82中的一个具有固定的镜比的结构。
另外，前述的实施方式中，说明了电压－电流转换电路51具备第5NMOS晶体管91，而电压－电流转换电路52具备第6NMOS晶体管92的例子，但并不局限于此。例如，第5NMOS晶体管91及第6NMOS晶体管92也可为MIS－FET或结型FET（JFET）等的MOSFET以外的FET。
而且，前述的实施方式中，作为物理量传感器元件的一个例子说明了霍尔元件的情况，但是本发明并不局限于该例子。本发明对于霍尔元件以外的其他磁传感器元件、温度传感器、光传感器及压力传感器元件等的各种物理量传感器，也能与霍尔元件的情况同样进行适用。
【标号说明】
1 半导体装置；3 第1电源端子；4 第2电源端子；5 第1差动对；6 第2差动对；7 第1OTA；8 第2OTA；11～14 第1～第4NMOS晶体管；21～26 第1～第6电流源；30 输出放大电路；40 分压电路；41～46 第1～第6电阻器；41X～46X （沿X方向配置的）电阻；41Y～46Y（沿Y方向配置的）电阻；51 第1电压－电流转换电路；52 第2电压－电流转换电路；71 第1运算放大器；72 第2运算放大器；91 第5NMOS晶体管；92 第6NMOS晶体管；100 霍尔元件；101～104 第1～4的端子；200 半导体衬底；201 输入端子；202 输出端子；N1～N12 节点。

Claims (15)

1.一种半导体装置，其特征在于：
具备：半导体衬底；以及形成在所述半导体衬底上的物理量传感器元件、与所述物理量传感器元件的输出部连接的放大器、两端中的一端与所述放大器的输出部连接且对所述两端的电压进行分压的分压电路及向外部电路输出从所述放大器的输出部输出的输出电压的至少一个输出端子，
所述物理量传感器元件向所述放大器输出依赖于施加在所述半导体衬底的应力的传感器输出信号，
所述分压电路具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1电阻元件及第2电阻元件，并产生基于所述放大器的输出电压的电压，
所述放大器具有：
被输入所述传感器输出信号的第1输入部；
基于所述放大器的输出电压的电压被反馈而输入的第2输入部；
第1跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第1跨导，并基于向所述第1输入部输入的所述传感器输出信号和所述第1跨导输出第1电流；
第2跨导放大器，具有对于施加在所述半导体衬底的应力显示依赖性的第2跨导，并基于向所述第2输入部输入的电压和所述第2跨导输出第2电流；
跨阻抗放大器，所述第1电流和所述第2电流被耦合而输入，并输出基于所输入的电流的电压；以及
向所述输出端子输出从所述跨阻抗放大器输出的所述电压的所述输出部，
在将所述第1跨导、所述第2跨导及由所述第1电阻元件的电阻值和所述第2电阻元件的电阻值的比所决定的分压比所具有的针对施加在所述半导体衬底的应力的应力依赖系数分别设为第1应力依赖系数、第2应力依赖系数及第3应力依赖系数的情况下，所述放大器的放大率具有以所述第1应力依赖系数与所述第2应力依赖系数之差和所述第3应力依赖系数之和来近似的应力依赖系数。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述分压电路包含所述一端和与提供第1基准电压的节点连接的另一端，并构成为将所述输出电压与所述第1基准电压的电压差分压成具有所述分压比的分压电压，
被反馈而输入到所述第2输入部的电压，是所述第1基准电压和所述分压电压。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，
至少一个所述输出端子，包括向所述外部电路输出第1输出电压的第1输出端子和向所述外部电路输出第2输出电压的第2输出端子，
所述放大器，包括与所述第1输出端子连接的第1输出端和与所述第2输出端子连接的第2输出端，
所述分压电路，包括与所述第1输出端连接的一端和与所述第2输出端连接的另一端，并构成为将所述第1输出电压与所述第2输出电压的电压差分压成具有所述分压比的第1分压电压和第2分压电压，
被反馈而输入到所述第2输入部的电压，是所述第1分压电压和所述第2分压电压。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，
所述物理量传感器元件的所述输出部至少包含第1输出端及第2输出端，
所述传感器输出信号是表示从所述第1输出端输出的第1传感器输出电压与从所述第2输出端输出的第2传感器输出电压的电压差的信号，
所述第1跨导放大器具有第1场效应晶体管及第2场效应晶体管，并将分别对所述第1场效应晶体管及所述第2场效应晶体管施加的所述第1传感器输出电压及所述第2传感器输出电压的电压差转换为所述第1电流，
所述第2跨导放大器具有第3场效应晶体管及第4场效应晶体管，并将分别对所述第3场效应晶体管及所述第4场效应晶体管施加的所述第1分压电压及所述第2分压电压的电压差转换为所述第2电流。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其中，
所述第1跨导放大器还具有第1电流源，其一端与连接所述第1场效应晶体管的源极和所述第2场效应晶体管的源极的连接点连接，
所述第2跨导放大器还具有第2电流源，其一端与连接所述第3场效应晶体管的源极和所述第4场效应晶体管的源极的连接点连接，
所述第1电流源及所述第2电流源分别具有针对施加在所述半导体衬底的应力的第4应力依赖系数及第5应力依赖系数。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其中还具备：
被输入第2基准电压的输入端子；
第1电压－电流转换电路，具有与所述输入端子连接的输入端、具有针对施加在所述半导体衬底的应力的第6应力依赖系数的第3电阻元件和与所述第1电流源连接的输出端；以及
第2电压－电流转换电路，具有与所述输入端子连接的输入端、具有针对施加在所述半导体衬底的应力的第7应力依赖系数的第4电阻元件和与所述第2电流源连接的输出端，所述第1电压－电流转换电路从所述输出端输出与所述第2基准电压和所述第3电阻元件的电阻值的比对应的第1基准电流，
所述第2电压－电流转换电路从所述输出端输出与所述第2基准电压和所述第4电阻元件的电阻值的比对应的第2基准电流，
所述第1电流源构成为流动与所述第1基准电流成比例的电流，
所述第2电流源构成为流动与所述第2基准电流成比例的电流，
所述第6应力依赖系数及所述第7应力依赖系数为互相不同的压电系数。
7.如权利要求6所述的半导体装置，其中，
所述第1电压－电流转换电路还具有第1运算放大器和第5场效应晶体管，该第5场效应晶体管的源极与所述第1运算放大器的反相输入端连接以及经由所述第3电阻元件而与第2电源端子连接，并且该第5场效应晶体管的栅极与所述第1运算放大器的输出端连接，
所述第1运算放大器的同相输入端与所述输入端子连接，所述第1运算放大器的反相输入端与连接所述第5场效应晶体管和所述第3电阻元件的一端的连接点连接，
所述第3电阻元件的另一端与所述第2电源端子连接，
所述第2电压－电流转换电路还具有第2运算放大器和第6场效应晶体管，该第6场效应晶体管的源极与所述第2运算放大器的反相输入端连接以及经由所述第4电阻元件而与所述第2电源端子连接，并且该第6场效应晶体管的栅极与所述第2运算放大器的输出端连接，
所述第2运算放大器的同相输入端与所述输入端子连接，所述第2运算放大器的反相输入端与连接所述第6场效应晶体管和所述第4电阻元件的一端的连接点连接，
所述第4电阻元件的另一端与所述第2电源端子连接，
所述第1基准电流与所述第5场效应晶体管的漏极电流成比例，
所述第2基准电流设定为与所述第6场效应晶体管的漏极电流成比例。
8.如权利要求6所述的半导体装置，其中，
所述第3电阻元件及所述第4电阻元件的至少一个，连接沿与所述半导体衬底的衬底面平行的第1方向配置的电阻和沿与所述衬底面平行的方向上与所述第1方向正交的第2方向配置的电阻而构成。
9.如权利要求4所述的半导体装置，其中，
所述第1跨导放大器还具有一端与所述第1场效应晶体管的源极连接的第1电流源、一端与所述第2场效应晶体管的源极连接的第2电流源和连接所述第1电流源的一端和所述第2电流源的一端的第3电阻元件，
所述第2跨导放大器还具有一端与所述第3场效应晶体管的源极连接的第3电流源、一端与所述第4场效应晶体管的源极连接的第4电流源和连接所述第3电流源的一端和所述第4电流源的一端的第4电阻元件，
所述第3电阻元件及所述第4电阻元件分别具有针对施加在所述半导体衬底的应力的第4应力依赖系数及第5应力依赖系数，所述第4应力依赖系数及所述第5应力依赖系数为互相不同的压电系数。
10.如权利要求9所述的半导体装置，其中，
所述第3电阻元件及所述第4电阻元件的至少一个，连接沿与所述半导体衬底的衬底面平行的第1方向配置的电阻和沿与所述衬底面平行的方向上与所述第1方向正交的第2方向配置的电阻而构成。
11.如权利要求6所述的半导体装置，其中，
所述第3电阻元件包含至少一种选自N型及P型中的一种即第1型的扩散电阻、所述第1型的阱电阻、所述第1型的多晶硅电阻及所述第1型的场效应晶体管的任一种，
所述第4电阻元件包含至少一种选自与所述N型及P型中的一种相对的另一种即第2型的扩散电阻、所述第2型的阱电阻、所述第2型的多晶硅电阻及所述第2型的场效应晶体管的任一种。
12.如权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述第3应力依赖系数包含所述第1电阻元件所具有的第1压电系数和所述第2电阻元件所具有的第2压电系数，
所述第1电阻元件及所述第2电阻元件的至少一个，连接沿与所述半导体衬底的衬底面平行的第1方向配置的电阻和沿与所述衬底面平行的方向上与所述第1方向正交的第2方向配置的电阻而构成。
13.如权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述物理量传感器元件为选自霍尔元件、温度传感器元件、光传感器元件及压力传感器元件的任一种。
14.如权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述跨阻抗放大器还具有栅极接地放大器及源极接地放大器的至少一个。
15.如权利要求1至14的任一项所述的半导体装置，其中，
所述第1电阻元件包含至少一种选自N型及P型中的一种即第1型的扩散电阻、所述第1型的阱电阻、所述第1型的多晶硅电阻及所述第1型的场效应晶体管的任一种，所述第2电阻元件包含至少一种选自与所述N型及P型中的一种相对的另一种即第2型的扩散电阻、所述第2型的阱电阻、所述第2型的多晶硅电阻及所述第2型的场效应晶体管的任一种。
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