JP2002310735A - 半導体物理量センサ装置 - Google Patents

半導体物理量センサ装置

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JP2002310735A JP2001114332A JP2001114332A JP2002310735A JP 2002310735 A JP2002310735 A JP 2002310735A JP 2001114332 A JP2001114332 A JP 2001114332A JP 2001114332 A JP2001114332 A JP 2001114332A JP 2002310735 A JP2002310735 A JP 2002310735A
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修 森田
Katsuyuki Uematsu
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体物理量センサ装置において、ＣＭＯＳ
製造プロセスで安価に製造でき、かつ少ない端子数でも
って電気的トリミングをおこなうこと。 【解決手段】 センサ素子であるホイートストーンブリ
ッジ回路１５と、仮のトリミングデータを記憶する補助
メモリ回路１２と、確定したトリミングデータを記憶す
る主メモリ回路１３と、補助メモリ回路１２または主メ
モリ回路１３に記憶されたトリミングデータに基づいて
センサ素子の出力特性を調整する調整回路１４と、を具
備し、これらの素子および回路を、ＣＭＯＳ製造プロセ
スにより製造される能動素子および受動素子のみで構成
し、かつ同一半導体チップ上に７〜８個の端子２１〜２
８とともに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用、医療用
または産業用などの各種装置等に用いる圧力センサや加
速度センサなどの半導体物理量センサ装置に関し、特
に、ＥＰＲＯＭを用いた電気的トリミングにより感度調
整や温度特性調整やオフセット調整をおこなう構成の半
導体物理量センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物理量センサの出力特性を調整する手法
として、従来のレーザートリミング手法には、トリミン
グ後のアセンブリ工程で出力特性に変動が生じても再調
整ができないという欠点があるため、近時、アセンブリ
終了後に調整可能な電気的トリミング手法が用いられて
いる。しかしながら、電気的トリミングでは、トリミン
グデータの入出力や、ＥＰＲＯＭへのデータ書き込み等
のために多数の制御端子を必要とするため、ワイヤボン
ディング数が増えるなどの原因により製造コストが増大
するという問題点がある。そこで、抵抗分圧とバイポー
ラトランジスタを用いて端子の動作閾値電圧を複数個設
けることにより、少ない端子数でもって電気的トリミン
グをおこなう提案がなされている（たとえば、特開平６
−２９５５５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバイポーラトランジスタを用いた提案では、ＣＭＯＳ
プロセスで作製するＥＰＲＯＭとバイポーラトランジス
タとが混在するため、ＢｉＣＭＯＳ製造プロセスが必要
になり、コスト増を招くという問題点がある。そこで、
この提案においてバイポーラトランジスタに代えてＭＯ
Ｓトランジスタを用いることが考えられる。しかし、そ
の場合には、ＭＯＳトランジスタで設定可能な閾値電圧
の上限値がバイポーラよりも低いため、複数の閾値どう
しの間隔が狭くなり、誤動作を起こし易くなるという不
都合が生じる。これを防ぐには、閾値電圧の上限をバイ
ポーラと同等程度まで高くする必要があるが、そうする
とＭＯＳトランジスタの高耐圧化を図ったり、新たに保
護回路を付加したりする必要があり、コスト増を招くと
いう問題点がある。
【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、ＣＭＯＳ製造プロセスで製造でき、安価
で、かつ少ない端子数でもって電気的トリミングをおこ
なうことが可能な半導体物理量センサ装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる半導体物理量センサ装置は、センサ
素子と、仮のトリミングデータを記憶するシフトレジス
タ等の補助メモリ回路と、確定したトリミングデータを
記憶するＥＰＲＯＭ等の主メモリ回路と、補助メモリ回
路または主メモリ回路に記憶されたトリミングデータに
基づいてセンサ素子の出力特性を調整する調整回路と、
を具備する。これらの素子および回路は同一半導体チッ
プ上に形成されており、ＣＭＯＳ製造プロセスにより製
造される能動素子および受動素子のみで構成されてい
る。また、本発明にかかる半導体物理量センサ装置は、
出力端子、トリミングデータの入力端子、接地電位を供
給する端子、動作電圧を供給する端子、外部クロックを
入力する端子、内部ディジタル回路の制御信号を入力す
る端子、および主メモリ回路にデータを書き込むための
電圧を供給する１または２個の端子、の合計７または８
個の端子を有する。
【０００６】この発明によれば、補助メモリ回路に記憶
された仮のトリミングデータを漸次変更しながらセンサ
出力を測定することにより、所望のセンサ出力が得られ
るトリミングデータを確定し、それを主メモリ回路に記
憶させ、通常の使用状態においては、主メモリ回路に記
憶されたトリミングデータを用いて調整回路によりセン
サ出力を調整する構成とし、これらセンサ素子、補助メ
モリ回路、主メモリ回路および調整回路が、ＣＭＯＳ製
造プロセスにより製造される能動素子および受動素子の
みで構成され、かつ７または８個の端子とともに同一半
導体チップ上に設けられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明
の実施の形態にかかる半導体物理量センサ装置の構成の
一例を示すブロック図である。この半導体物理量センサ
装置１は、たとえば、動作選択回路１１、補助メモリ回
路１２、主メモリ回路１３、調整回路１４、センサ素子
で構成されるホイートストーンブリッジ回路１５、増幅
回路１６および第１から第８までの８個の端子２１〜２
８を備えている。
【０００８】第１端子２１は、半導体物理量センサ装置
１の接地電位を供給する端子である。第２端子２２は、
半導体物理量センサ装置１の動作電圧を供給する端子で
ある。第３端子２３は、直列ディジタルデータ（シリア
ルデータ）の入出力をおこなう端子である。第４端子２
４は、外部クロックを入力する端子である。第５端子２
５は内部ディジタル回路の制御信号を入力する端子であ
る。第６端子２６は、第２端子２２に印加される動作電
圧以上の電圧を供給する端子である。第７端子２７は、
第２端子２２に印加される動作電圧以上で、かつ第６端
子２６の印加電圧とは異なる電圧を供給する端子であ
る。第８端子２８は、半導体物理量センサ装置１の信号
を外部へ出力する端子である。
【０００９】補助メモリ回路１２は、前記外部クロック
に基づく動作タイミングで、外部から供給された直列デ
ィジタルデータを内部で使用するために並列ディジタル
データ（パラレルデータ）に変換する。また、補助メモ
リ回路１２は、内部で使用している並列ディジタルデー
タを外部へ出力するために直列ディジタルデータに変換
する。また、補助メモリ回路１２は、動作選択回路１１
に制御データを供給する。主メモリ回路１３は、第６端
子２６および第７端子２７の印加電圧に応じて、補助メ
モリ回路１２から供給された並列ディジタルデータより
なるトリミングデータを記憶する。
【００１０】動作選択回路１１は、第５端子２５に入力
された制御信号、および補助メモリ回路１２から供給さ
れた制御データに基づいて、補助メモリ回路１２および
主メモリ回路１３にデータの入出力を制御する信号を供
給する。ホイートストーンブリッジ回路１５は、被測定
媒体の物理量に応じた出力信号を発生する。増幅回路１
６は、ホイートストーンブリッジ回路１５の出力信号を
増幅し、それを第８端子２８を介して外部へ出力する。
調整回路１４は、補助メモリ回路１２または主メモリ回
路１３から供給されたトリミングデータに基づいて、ホ
イートストーンブリッジ回路１５に対して温度特性を考
慮した感度調整をおこない、また増幅回路１６に対して
温度特性を考慮したオフセット調整をおこなう。
【００１１】図２は、本発明を適用して半導体チップ上
に形成した半導体圧力センサ装置の全体構成の一例を示
すブロック図である。この半導体圧力センサ装置３は、
入出力切換回路３１、シフトレジスタ３２、コントロー
ル・ロジック３３、ＥＰＲＯＭ３４、信号選択回路３
５、Ｄ／Ａコンバータ３６、感度調整回路３７、温度特
性調整回路（以下「温特調整回路」という）３８、オフ
セット調整回路３９、ゲージ回路４０および信号増幅回
路４１を備えている。これら入出力切換回路３１、シフ
トレジスタ３２、コントロール・ロジック３３、ＥＰＲ
ＯＭ３４、信号選択回路３５、Ｄ／Ａコンバータ３６、
感度調整回路３７、温特調整回路３８、オフセット調整
回路３９、ゲージ回路４０および信号増幅回路４１は、
同一半導体チップ上に形成されており、ＣＭＯＳ製造プ
ロセスにより製造される能動素子および受動素子のみで
構成されている。また、半導体圧力センサ装置３には、
外部からの電源供給や信号の授受のために、ＧＮＤ端子
５１、Ｖｃｃ端子５２、ＤＳ端子５３、ＣＬＫ端子５
４、Ｅ端子５５、ＣＧ端子５６、ＥＶ端子５７およびＶ
ｏｕｔ端子５８が設けられている。
【００１２】ＧＮＤ端子５１およびＶｃｃ端子５２は、
それぞれ半導体圧力センサ装置３に接地電位および特に
限定しないが、たとえば５Ｖの電源電位を供給するため
の端子である。ＤＳ端子５３は、半導体圧力センサ装置
３とその外部の回路との間で直列ディジタルデータの授
受に供される。ＣＬＫ端子５４は半導体圧力センサ装置
３に外部クロックを供給するための端子である。Ｅ端子
５５には、半導体圧力センサ装置３内のディジタル回路
の動作状態を制御するためのイネーブル信号が外部から
供給される。Ｖｏｕｔ端子５８は、半導体圧力センサ装
置３の検出信号を装置外部へ出力する端子である。
【００１３】ＣＧ端子５６には、ＥＰＲＯＭ３４にデー
タを書き込む際に、Ｖｃｃ端子５２に印加される動作電
圧よりも高い電圧、特に限定しないが、たとえば２６Ｖ
が印加される。また、ＥＰＲＯＭ３４にデータを書き込
む際には、ＥＶ端子５７に、Ｖｃｃ端子５２に印加され
る動作電圧よりも高く、かつＣＧ端子５６に印加される
電圧とは異なる電圧、特に限定しないが、たとえば１３
Ｖが印加される。なお、ＣＧ端子５６とＥＶ端子５７と
を兼用、すなわち同一端子とし、いずれか一方の印加電
圧に基づいて他方の印加電圧を生成する構成としてもよ
い。
【００１４】入出力切換回路３１は、ＤＳ端子５３を介
して外部から供給された直列ディジタルデータよりなる
トリミングデータをシフトレジスタ３２へ供給するモー
ドと、シフトレジスタ３２から供給された直列ディジタ
ルデータをＤＳ端子５３を介して外部へ出力するモード
との切り換えをおこなう。シフトレジスタ３２は、前記
外部クロックに同期して、外部から供給された直列ディ
ジタルデータを並列ディジタルデータに変換する。ま
た、シフトレジスタ３２は、ＥＰＲＯＭ３４に記憶され
ている並列ディジタルデータよりなるトリミングデータ
を直列ディジタルデータに変換する。
【００１５】ＥＰＲＯＭ３４は、シフトレジスタ３２か
ら供給された並列ディジタルデータよりなるトリミング
データを記憶する。信号選択回路３５は、シフトレジス
タ３２から供給された並列ディジタルデータよりなるト
リミングデータと、ＥＰＲＯＭ３４から供給された並列
ディジタルデータよりなるトリミングデータのいずれか
一方を選択してＤ／Ａコンバータ３６に供給する。コン
トロール・ロジック３３は、Ｅ端子５５から入力された
イネーブル信号およびシフトレジスタ３２から供給され
た制御データに基づいて、入出力切換回路３１、シフト
レジスタ３２、ＥＰＲＯＭ３４および信号選択回路３５
に、それぞれの動作を制御するための制御信号を生成し
て出力する。ここで、説明の便宜上、コントロール・ロ
ジック３３からシフトレジスタ３２に供給される制御信
号をシフトレジスタ制御信号６５とする。Ｄ／Ａコンバ
ータ３６は、並列ディジタルデータよりなるトリミング
データをアナログデータに変換する。
【００１６】ゲージ回路４０は、たとえば印加圧力に応
じた出力信号を発生させる半導体歪みゲージにより構成
されている。信号増幅回路４１は、ゲージ回路４０で発
生した信号を増幅してＶｏｕｔ端子５８を介して外部へ
出力する。感度調整回路３７は、Ｄ／Ａコンバータ３６
の出力に応じてゲージ回路４０への印加電流を変更調整
（トリミング）する。同様に、オフセット調整回路３９
は、Ｄ／Ａコンバータ３６の出力に応じて信号増幅回路
４１のオフセット調整用基準電圧を変更調整する。温特
調整回路３８は、Ｄ／Ａコンバータ３６の出力に応じ
て、感度調整回路３７およびオフセット調整回路３９の
それぞれの出力に対して加減算をおこなう。
【００１７】ここで、入出力切換回路３１、シフトレジ
スタ３２、コントロール・ロジック３３、ＥＰＲＯＭ３
４、信号選択回路３５およびＤ／Ａコンバータ３６はデ
ィジタル回路部を構成する。一方、感度調整回路３７、
温特調整回路３８、オフセット調整回路３９、ゲージ回
路４０および信号増幅回路４１はアナログ回路部を構成
する。
【００１８】上述した構成において、シフトレジスタ３
２は補助メモリ回路１２としての機能を有する。ＥＰＲ
ＯＭ３４は主メモリ回路１３としての機能を有する。入
出力切換回路３１、コントロール・ロジック３３および
信号選択回路３５は動作選択回路１１としての機能を有
する。Ｄ／Ａコンバータ３６、感度調整回路３７、温特
調整回路３８およびオフセット調整回路３９は、調整回
路１４としての機能を有する。ゲージ回路４０はホイー
トストーンブリッジ回路１５としての機能を有する。信
号増幅回路４１は増幅回路１６としての機能を有する。
また、ＧＮＤ端子５１、Ｖｃｃ端子５２、ＤＳ端子５
３、ＣＬＫ端子５４、Ｅ端子５５、ＣＧ端子５６、ＥＶ
端子５７およびＶｏｕｔ端子５８は、第１から第８まで
の端子２１〜２８に順に対応している。
【００１９】図３は、シフトレジスタ３２の構成の一例
を模式的に示す図である。シフトレジスタ３２のビット
数は、特に限定しないが、たとえば５１ビットである。
そのうち、２ビットは、コントロール・ロジック３３へ
供給する制御データ６１を格納する。この２ビットにつ
づいて、ＥＰＲＯＭ３４へ供給するデータ６２、信号選
択回路３５へ供給するトリミングデータ６３、またはＥ
ＰＲＯＭ３４から供給されたデータ６４のいずれかを格
納するために４８ビットが使用される。残りの１ビット
はバッファとして使用される。
【００２０】つぎに、各種制御信号や印加電圧と半導体
圧力センサ装置３の動作モードとの関係について図４を
参照しながら説明する。ＣＬＫ端子５４に外部クロック
が入力され、かつＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７がと
もにノンチャージ状態のとき、Ｅ端子５５の入力がＬレ
ベル、制御データ６１の２ビット（ＡとＢ）がＬレベル
で、ＤＳ端子５３に直列ディジタルデータが入力される
と、シフトレジスタ（ＳＲ）制御信号６５はＬレベルと
なり、信号選択回路３５はＥＰＲＯＭ３４を選択し、入
出力切換回路３１は入力となる。これによって、外部か
らシフトレジスタ３２に直列ディジタルデータが入力さ
れる（モードＮｏ．１）。
【００２１】ＣＬＫ端子５４に外部クロックが入力さ
れ、かつＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７がともにノン
チャージ状態のとき、Ｅ端子５５の入力がＨレベル、制
御データ６１の２ビット（ＡとＢ）がＬレベルである
と、シフトレジスタ制御信号６５はＬレベルとなり、信
号選択回路３５はＥＰＲＯＭ３４を選択し、入出力切換
回路３１は出力となる。これによって、シフトレジスタ
３２から外部に直列ディジタルデータが出力される（モ
ードＮｏ．２）。
【００２２】Ｅ端子５５の入力がＨレベル、ＤＳ端子５
３の入力がＬレベル、ＣＬＫ端子５４の入力がＬレベ
ル、制御データ６１の第１のビット（Ａ）および第２の
ビット（Ｂ）がそれぞれＨレベルおよびＬレベル、ＣＧ
端子５６およびＥＶ端子５７がともにノンチャージ状態
のとき、シフトレジスタ制御信号６５はＬレベルとな
り、信号選択回路３５はシフトレジスタ３２を選択し、
入出力切換回路３１は出力となる。これによって、シフ
トレジスタ３２に格納されたデータを用いてトリミング
がおこなわれる（モードＮｏ．３）。
【００２３】Ｅ端子５５の入力がＬレベル、ＤＳ端子５
３の入力がＬレベル、ＣＬＫ端子５４の入力がＬレベ
ル、ＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７がともにノンチャ
ージ状態のとき、シフトレジスタ制御信号６５はＬレベ
ルとなり、信号選択回路３５はＥＰＲＯＭ３４を選択
し、入出力切換回路３１は入力となる。これによって、
ＥＰＲＯＭ３４に記憶されたデータを用いてトリミング
をおこなう定常状態となる（モードＮｏ．４）。
【００２４】Ｅ端子５５の入力がＨレベル、ＤＳ端子５
３の入力がＬレベル、ＣＬＫ端子５４の入力がＬレベ
ル、制御データ６１の２ビット（ＡとＢ）がＨレベル、
ＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７がともにノンチャージ
状態のとき、シフトレジスタ制御信号６５はＬレベルと
なり、入出力切換回路３１は出力となる。これによっ
て、シフトレジスタ３２に格納されたデータがＥＰＲＯ
Ｍ３４に転送される（モードＮｏ．５）。
【００２５】Ｅ端子５５の入力がＨレベル、ＤＳ端子５
３の入力がＬレベル、ＣＬＫ端子５４の入力がＬレベ
ル、制御データ６１の２ビット（ＡとＢ）がＨレベル、
ＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７にそれぞれ書き込み電
圧が印加された状態のとき、シフトレジスタ制御信号６
５はＬレベルとなり、入出力切換回路３１は出力とな
る。これによって、シフトレジスタ３２に格納されたデ
ータがＥＰＲＯＭ３４に書き込まれる（モードＮｏ．
６）。
【００２６】Ｅ端子５５の入力がＨレベル、ＤＳ端子５
３の入力がＬレベル、ＣＬＫ端子５４の入力がＬレベ
ル、制御データ６１の第１のビット（Ａ）および第２の
ビット（Ｂ）がそれぞれＬレベルおよびＨレベル、ＣＧ
端子５６およびＥＶ端子５７がともにノンチャージ状態
のとき、シフトレジスタ制御信号６５はＨレベルとな
り、信号選択回路３５はＥＰＲＯＭ３４を選択し、入出
力切換回路３１は出力となる。これによって、ＥＰＲＯ
Ｍ３４に記憶されたデータがシフトレジスタ３２に転送
される（モードＮｏ．７）。
【００２７】つぎに、半導体圧力センサ装置３に対して
トリミングをおこなう手順について説明する。半導体圧
力センサ装置３は、Ｖｃｃ端子５２より動作電源であ
る、たとえば５Ｖの電圧が投入されると、自動的に上述
したモードＮｏ．４の定常状態になるように各端子が設
定されている。トリミングを実施していない初期状態に
おいては、ＥＰＲＯＭ３４は、何も記憶していないオー
ル「０」の状態であり、このときの信号増幅回路４１お
よびＶｏｕｔ端子５８は飽和状態、すなわち、電源電位
もしくは設置電位のいずれか、あるいはその電位に近い
状態となる。
【００２８】図５に示すタイミングチャートのように、
ＣＬＫ端子５４に外部クロックを入力しながら、ＤＳ端
子５３からトリミングデータを入力し、かつＥ端子５５
をＬレベルとすることによって、外部からシフトレジス
タ３２にトリミングデータを格納する（モードＮｏ．
１）。その後、ＣＬＫ端子５４およびＤＳ端子５３をＬ
レベルとし、かつＥ端子５５をＨレベルとすることによ
って、シフトレジスタ３２に格納したトリミングデータ
を用いてトリミングをおこなう（モードＮｏ．３）。こ
のとき、Ｖｏｕｔ端子５８からのセンサ出力を測定す
る。この仮トリミング作業を所望のセンサ出力が得られ
るまで繰り返しおこなう。つまり、外部から入力する仮
のトリミングデータを漸次変更しながらセンサ出力を測
定し、所望のセンサ出力が得られるトリミングデータを
確定する。
【００２９】トリミングデータが確定したら、図６に示
すタイミングチャートのように、ＣＬＫ端子５４に外部
クロックを入力しながら、ＤＳ端子５３から確定済みの
トリミングデータを入力し、かつＥ端子５５をＬレベル
とすることによって、外部からシフトレジスタ３２に確
定済みのトリミングデータを格納する（モードＮｏ．
１）。つづいて、Ｅ端子５５をＨレベル、ＤＳ端子５３
をＬレベルおよびＣＬＫ端子５４をＬレベルとして、シ
フトレジスタ３２からＥＰＲＯＭ３４に確定済みのトリ
ミングデータを転送する（モードＮｏ．５）。その後、
ＣＧ端子５６およびＥＶ端子５７にそれぞれ書き込み電
圧を印加して、シフトレジスタ３２から転送された確定
済みのトリミングデータをＥＰＲＯＭ３４に書き込む
（モードＮｏ．６）。
【００３０】書き込みが終わったら、トリミング作業が
終了となり、それ以降は初期状態（モードＮｏ．４）で
半導体圧力センサ装置３を使用する。そうすれば、常に
ＥＰＲＯＭ３４に記憶されたトリミングデータに基づい
て調整された所望のセンサ特性を得ることができる。
【００３１】また、仮トリミング作業を開始する前に、
図７に示すタイミングチャートのように、ＣＬＫ端子５
４に外部クロックを入力しながら、ＤＳ端子５３から仮
のトリミングデータを入力し、かつＥ端子５５をＬレベ
ルとすることによって、外部からシフトレジスタ３２に
仮のトリミングデータを格納する（モードＮｏ．１）。
その後、Ｅ端子５５をＨレベルにすると、シフトレジス
タ３２に格納された仮のトリミングデータをＤＳ端子５
３から出力させることができる（モードＮｏ．２）。こ
れは、ＤＳ端子５３から入力した仮のトリミングデータ
を、入出力切換回路３１およびシフトレジスタ３２を経
由させた後に、そのままＤＳ端子５３へ出力させること
になるため、シフトレジスタ３２および入出力切換回路
３１の動作の良否判定をおこなったことになる。つま
り、図７に示すタイミングチャートを実行することによ
って、シフトレジスタ３２および入出力切換回路３１の
動作の良否判定をおこなうことができる。なお、図７に
示すタイミングチャートのうち、無視と示したビット
は、トリミングの調整に関係しないビットであり、無視
してよい。後述する図８においても同様である。
【００３２】また、図８に示すタイミングチャートのよ
うに、Ｅ端子５５をＨレベル、ＤＳ端子５３をＬレベ
ル、ＣＬＫ端子５４をＬレベルとすれば、ＥＰＲＯＭ３
４に記憶されたトリミングデータをシフトレジスタ３２
に転送することができる（モードＮｏ．７）。転送後、
ＣＬＫ端子５４に外部クロックを入力しながら、Ｅ端子
５５をＨレベルにすると、シフトレジスタ３２に格納さ
れたトリミングデータをＤＳ端子５３から出力させるこ
とができる（モードＮｏ．２）。これによって、ＥＰＲ
ＯＭ３４に記憶されたトリミングデータをＤＳ端子５３
から出力させることができるので、ＥＰＲＯＭ３４の動
作の良否を確認したり、ＥＰＲＯＭ３４のテータ保持能
力を調べたり、トリミング後のセンサ特性の不良原因を
調査することができ、半導体圧力センサ装置３の品質保
証や管理に非常に有効である。
【００３３】上述した実施の形態によれば、シフトレジ
スタ３２に記憶された仮のトリミングデータを漸次変更
しながらセンサ出力を測定することにより、所望のセン
サ出力が得られるトリミングデータを確定し、それをＥ
ＰＲＯＭ３４に記憶させ、通常の使用状態においては、
ＥＰＲＯＭ３４に記憶されたトリミングデータを用いて
感度調整回路３７、温特調整回路３８およびオフセット
調整回路３９によりセンサ出力を調整する構成とし、こ
れらの各構成要素をＣＭＯＳ製造プロセスにより製造さ
れる能動素子および受動素子のみで構成し、かつ７また
は８個の端子とともに同一半導体チップ上に設けたた
め、安価で、かつ少ない端子数でもって電気的トリミン
グをおこなうことが可能な半導体物理量センサ装置が得
られる。
【００３４】以上において本発明は、半導体圧力センサ
装置に限らず、温度、湿度、速度、加速度、光、磁気ま
たは音など種々の物理量に対する各センサ装置に適用で
きる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、補助メモリ回路に記憶
された仮のトリミングデータを漸次変更しながらセンサ
出力を測定することにより、所望のセンサ出力が得られ
るトリミングデータを確定し、それを主メモリ回路に記
憶させ、通常の使用状態においては、主メモリ回路に記
憶されたトリミングデータを用いて調整回路によりセン
サ出力を調整する構成とし、これらセンサ素子、補助メ
モリ回路、主メモリ回路および調整回路が、ＣＭＯＳ製
造プロセスにより製造される能動素子および受動素子の
みで構成され、かつ７または８個の端子とともに同一半
導体チップ上に設けられる構成であるため、安価で、か
つ少ない端子数でもって電気的トリミングをおこなうこ
とが可能な半導体物理量センサ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる半導体物理量セン
サ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用して半導体チップ上に形成した半
導体圧力センサ装置の全体構成の一例を示すブロック図
である。
【図３】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置におけ
るシフトレジスタの構成の一例を模式的に示す図であ
る。
【図４】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
モードを説明するための図表である。
【図５】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】図２に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 半導体物理量センサ装置 １１ 動作選択回路 １２ 補助メモリ回路 １３ 主メモリ回路 １４ 調整回路 １５ ホイートストーンブリッジ回路（センサ素子） １６ 増幅回路 ２１，２２，２４〜２７ 端子 ２３ データ入力端子 ２８ 出力端子 ３１ 入出力切換回路 ３７ 感度調整回路 ３８ 温特調整回路 ３９ オフセット調整回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/8238 Ｈ０１Ｌ 27/08 ３２１Ｍ 27/092 (72)発明者 森田 修 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 植松 克之 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F075 AA03 AA07 AA08 BB04 EE15 2F076 BD04 BD05 BD07 BD11 BD13 BD15 BD19 BE04 BE10 5F048 AB10 AC03 AC10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検知した物理量に応じた電気信号を生成
    するセンサ素子と、 前記センサ素子により生成された電気信号を外部へ出力
    する出力端子と、 前記センサ素子の出力特性を調整するためのトリミング
    データとなる直列ディジタルデータを入力するデータ入
    力端子と、 前記データ入力端子から入力されたトリミングデータを
    一時的に記憶する補助メモリ回路と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータを電
    気的な再書き込み動作によって記憶する再書き込み可能
    な読み出し専用の主メモリ回路と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータ、ま
    たは前記主メモリ回路に記憶されたトリミングデータに
    基づいて前記センサ素子の出力特性を調整する調整回路
    と、 を具備し、 同一半導体チップ上に形成された、ＣＭＯＳ製造プロセ
    スにより製造される能動素子および受動素子のみで構成
    されていることを特徴とする半導体物理量センサ装置。
  2. 【請求項２】 前記補助メモリ回路は、入力された直列
    ディジタルデータを並列ディジタルデータに変換して装
    置内部の回路に供給することを特徴とする請求項１に記
    載の半導体物理量センサ装置。
  3. 【請求項３】 前記調整回路は、前記トリミングデータ
    に基づいて、前記センサ素子の感度を設定するために前
    記センサ素子への印加電流の変更調整をおこなう感度調
    整回路を有することを特徴とする請求項１または２に記
    載の半導体物理量センサ装置。
  4. 【請求項４】 前記調整回路は、前記感度調整回路の出
    力に対して加減算をおこなう温度特性調整回路をさらに
    有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに
    記載の半導体物理量センサ装置。
  5. 【請求項５】 前記センサ素子により生成された電気信
    号を増幅して外部へ出力するための増幅回路をさらに有
    し、 前記調整回路は、前記増幅回路のオフセット調整用基準
    電圧の変更調整をおこなうオフセット調整回路を有する
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の
    半導体物理量センサ装置。
  6. 【請求項６】 前記調整回路は前記感度調整回路および
    前記オフセット調整回路のそれぞれの出力に対して加減
    算をおこなう温度特性調整回路をさらに有することを特
    徴とする請求項５に記載の半導体物理量センサ装置。
  7. 【請求項７】 前記データ入力端子は、前記補助メモリ
    回路に格納されたデータを外部へ出力するための端子を
    兼ねており、 また、前記補助メモリ回路は、格納しているデータを直
    列ディジタルデータとして出力し、 前記データ入力端子と前記補助メモリ回路との間に、前
    記データ入力端子から入力された直列ディジタルデータ
    を前記補助メモリ回路へ供給するか、前記補助メモリ回
    路から出力された直列ディジタルデータを前記データ入
    力端子へ供給するか、を切り換える入出力切換回路をさ
    らに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一
    つに記載の半導体物理量センサ装置。
  8. 【請求項８】 前記出力端子、前記データ入力端子、接
    地電位を供給する端子、動作電圧を供給する端子、外部
    クロックを入力する端子、内部ディジタル回路の制御信
    号を入力する端子、および前記主メモリ回路にデータを
    書き込むための、前記動作電圧以上の書き込み電圧を供
    給する端子、の合計７個の端子を有し、かつ前記書き込
    み電圧に基づいて異なる第２の書き込み電圧を発生する
    回路を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか
    一つに記載の半導体物理量センサ装置。
  9. 【請求項９】 前記出力端子、前記データ入力端子、接
    地電位を供給する端子、動作電圧を供給する端子、外部
    クロックを入力する端子、内部ディジタル回路の制御信
    号を入力する端子、前記主メモリ回路にデータを書き込
    むための、前記動作電圧以上の第１の書き込み電圧を供
    給する端子、および前記主メモリ回路にデータを書き込
    むための、前記動作電圧以上で、かつ前記第１の書き込
    み電圧とは異なる第２の書き込み電圧を供給する端子、
    の合計８個の端子を有することを特徴とする請求項１〜
    ７のいずれか一つに記載の半導体物理量センサ装置。
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