(57)【要約】【課題】サージ電圧などの印加に起因するチップ異常の有無をより的確に判別可能とする半導体装置を提供する。【解決手段】ＩＣチップ１０として構成される半導体装置には、ひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４がブリッジ接続されている半導体圧力センサからの検出信号を差動増幅する差動増幅器１２や、該差動増幅された信号をさらに反転増幅する反転増幅器１３等からなる信号処理回路が集積回路化されている。この信号処理回路の信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２には、ＩＣチップ１０（信号処理回路）の出力端子Ｔｏｕｔに所定の電圧以上のサージ電圧が印加されることに基づいて自断線する抵抗素子である保護抵抗Ｒｈが直列に接続（挿入）されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の物理量をセンシングするセンサ部からの検出信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路が半導体チップ内に集積回路化されてなる半導体装置であって、
前記信号処理回路の出力端子に前記センサ部のセンシング動作に影響を及ぼす所定の電圧以上のサージ電圧が印加されることに基づいて自断線する抵抗素子を前記信号処理回路の信号出力線に直列に接続した
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記抵抗素子は、薄膜抵抗からなる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記信号処理回路の出力端子は、前記センサ部のセンシング動作をモニタしつつ所定の制御を実行する電子制御装置の所定電位にプルアップされた入力端子に適宜のケーブルを介して接続されるものである
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記信号処理回路の出力端子は、前記センサ部のセンシング動作をモニタしつつ所定の制御を実行する電子制御装置の入力端子に適宜のケーブルを介して接続されるものであり、同信号処理回路の信号出力線に直列に接続された前記抵抗素子の前段は所定電位にプルアップされてなる
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記センサ部は、圧力の印加に基づくひずみ抵抗の抵抗値変化に基づいて該圧力の印加態様を検出する圧力センサからなり、前記信号処理回路は、この圧力センサの出力を所要に増幅する回路からなり、前記抵抗素子は、この増幅された信号の信号出力線に直列に接続されてなる
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記センサ部は、磁気抵抗素子に印加される磁気ベクトル変化に基づいて被検出回転体の回転態様を検出する磁気センサからなり、前記信号処理回路は、この磁気センサの出力を所要に増幅する回路と、この増幅された信号を所定のしきい値に基づいて２値化する回路と、この２値化された信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とを備えてなり、前記抵抗素子は、このスイッチング素子のコレクタ端子と前記出力端子とを結線する信号出力線に直列に接続されてなる
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種センサから出力される検出信号を増幅するなどの所要の処理を実行する信号処理回路がセンサ部共々、あるいはセンサ部とは別途に半導体チップ内に集積回路化された半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の半導体装置としては、例えば図５に例示するような半導体圧力センサについてその検出信号を処理する装置がある。
【０００３】
はじめに、この図５を参照して、そのセンサ部を構成する半導体圧力センサの概要について説明する。なお、図５において、図５（ａ）は、この圧力センサの断面図、図５（ｂ）は同圧力センサの平面図をそれぞれ示す。また、図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図に相当する。
【０００４】
これら図５（ａ）および（ｂ）に示されるように、このセンサ部は、例えばシリコン基板などからなる半導体基板１のダイアフラム部表面にひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４を備えて構成されている。このため、ダイヤフラム部に図５（ａ）に示すような圧力が印加されると、これらひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち、中央部のひずみ抵抗Ｒ２およびＲ４には圧縮応力が作用し、また端部のひずみ抵抗Ｒ１およびＲ３には引張応力が作用する。そして通常は、ピエゾ抵抗効果により、引張応力が作用する側のひずみ抵抗Ｒ１およびＲ３はその抵抗値が増加し、他方の圧縮応力が作用する側のひずみ抵抗Ｒ２およびＲ４はその抵抗値が減少する。
【０００５】
上記センサ部は、このような原理に基づいて、例えば車載エンジンに吸入される空気の圧力（吸気圧）や車両のブレーキ圧等を検出するものであり、通常は、同センサ部と一体に、あるいは別体に集積回路化された図６に例示する処理回路を通じてその信号処理が行われる。なお図６は、これらセンサ部と信号処理回路とが一体に集積回路化されたＩＣチップを想定して、その等価回路を例示したものであり、次に、この図６を併せ参照して、その回路構成、並びに動作について説明する。
【０００６】
この図６に示されるように、上記センサ部を構成するひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４はブリッジ回路３１として構成されている。このブリッジ回路３１の一方端には適宜に定電圧化された電圧「＋Ｖ」が印加され、他方端は接地されている。そして、上述した圧力の印加に伴う応力の向きに応じた各ひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値変化は、このブリッジ回路３１における各中点電位ＶａおよびＶｂの変化として取り出され、これら中点電位ＶａおよびＶｂの変化が差動増幅器３２によって差動増幅される。さらに、この差動増幅器３２によって差動増幅された信号は基準電圧「Ｖｓ」を基準として「−Ｒ６／Ｒ５」の増幅率をもつ反転増幅器３３によって反転増幅され、この反転増幅された信号が、信号出力線Ｗｏを介して当該ＩＣチップ３０としての出力端子Ｔｏｕｔから出力される。なお、この出力信号は適宜のケーブルＣＢを介して電子制御装置４０の入力端子Ｔｉｎに取り込まれ、該電子制御装置４０を通じたエンジン制御などの各種の制御に際しての圧力値のモニタに供される。
【０００７】
ところで、このような半導体装置にあっては、上記ケーブルＣＢによって同装置を上記電子制御装置４０に接続する以前、例えば作業者が上記出力端子Ｔｏｕｔに誤って触れてしまうなどに起因して、同出力端子Ｔｏｕｔに静電気などのサージ電圧が印加されることがある。そして、このようなサージ電圧が印加されるようなことがあると、上記ＩＣチップ３０としての内部回路が破壊に至る懸念がある。
【０００８】
そこで従来は、図６に併せて示すように、上記信号出力線ＷｏにツェナーダイオードＺＤを並列に設けることによって、このようなサージ電圧から内部回路を保護するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ツェナーダイオードＺＤを保護素子として設けることで、上記サージ電圧が上記出力端子Ｔｏｕｔに印加されたとしても、このツェナーダイオードＺＤの降伏によって、該印加されたサージ電圧は内部回路に至ることなく接地される。しかしこの際、上記信号出力線Ｗｏおよび該信号出力線ＷｏからツェナーダイオードＺＤに至る経路には一時的に大電流が流れるため、この大電流によってこれら信号出力線Ｗｏあるいは該信号出力線ＷｏからツェナーダイオードＺＤに至る経路が損傷することがある。
【００１０】
一方、このような半導体装置（半導体センサ）を車両などに実装する場合、上記電子制御装置４０では、上記ケーブルＣＢによって該半導体装置が接続されたときの入力端子Ｔｉｎの電位を監視して、この接続された半導体装置が正常な状態（良品）であるか否かを判定している。すなわち、この図６に示されるように、電子制御装置４０は、上記入力端子Ｔｉｎに対してその電位を引き上げるためのプルアップ抵抗Ｒｐを備えている。そして電子制御装置４０は、上記半導体装置が接続されたときのこの入力端子Ｔｉｎの電位がプルアップ抵抗Ｒｐによって引き上げられた電位に維持された状態であれば、該半導体装置に信号出力線Ｗｏが断線している等の異常が生じている旨判定する。他方、この入力端子Ｔｉｎの電位がそれ以外の適宜に分圧された電位を示していれば、同半導体装置が正常（良品）である旨判定する。
【００１１】
ところが、保護素子として上記ツェナーダイオードＺＤを備える半導体装置の場合には上述のように、サージ電圧からの保護動作に際して、上記信号出力線Ｗｏあるいは該信号出力線ＷｏからツェナーダイオードＺＤに至る経路に損傷が生じている可能性がある。そして、同経路にこのような損傷が生じていたとしても、上記電子制御装置４０側からはこれが正常（良品）である旨判定されるようになる。結局、このような判定に基づいて該半導体装置が使用され続けた場合には、上記損傷している経路が意図しない抵抗成分として作用するなど、半導体装置あるいは半導体センサとしてのセンシング動作や信頼性を大きく損ねる要因ともなる。
【００１２】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サージ電圧などの印加に起因するチップ異常の有無をより的確に判別可能とする半導体装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置では、検出対象の物理量をセンシングするセンサ部からの検出信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路が半導体チップ内に集積回路化されてなる半導体装置として、前記信号処理回路の出力端子に前記センサ部のセンシング動作に影響を及ぼす所定の電圧以上のサージ電圧が印加されることに基づいて自断線する抵抗素子を前記信号処理回路の信号出力線に直列に接続することとした。
【００１４】
このような構成によれば、出力端子に印加された上記サージ電圧は、上記抵抗素子を介して半導体装置（半導体チップ）の内部回路に一気に大電流を流すように作用する。しかしこのとき、この電流は上記抵抗素子に局所的に集中するようになることから、結局は上記サージ電圧の急激な立ち上がりに伴って、該抵抗素子が自断線に至るようになる。そして、こうして抵抗素子が一旦断線されれば、上記出力端子は電気的に浮いた状態となるため、その後、例えば前述した電子制御装置にこの出力端子が接続されることにより、当該半導体装置（半導体チップ）の異常の有無を的確に判別することができるようになる。
【００１５】
また、請求項２に記載のように、前記抵抗素子としてはこれを、薄膜抵抗によって形成することが実用上望ましい。
なお、このような薄膜抵抗材料としては、例えば半導体基板がシリコン基板からなる場合、クロムシリコン等のシリサイドを用いることができる。このような薄膜抵抗は、そのシート抵抗が概ね５００Ω／□程度であるため、これを１０〜１００Ω程度の抵抗値となるように形成しておくことで、上記信号処理回路の信号出力線に与える電気的影響を最小限に抑えることができるようになる。すなわち、センサ部のセンシング動作や信号処理回路としての信頼性についてもこれを好適に維持することができるようになる。また、このような薄膜抵抗を採用することで、サージ電圧が印加された際には、上述した自断線にも至りやすい。
【００１６】
一方、これらの構成において、請求項３に記載のように、前記信号処理回路の出力端子が、前記センサ部のセンシング動作をモニタしつつ所定の制御を実行する電子制御装置の所定電位にプルアップされた入力端子に適宜のケーブルを介して接続されるもの、とすることで、電子制御装置を通じた当該半導体装置（半導体チップ）の良否判定をより容易なものとすることができるようになる。
【００１７】
すなわちこの場合、適宜のケーブルによって半導体装置の上記出力端子と電子制御装置の上記入力端子とを接続するとともに、それら電子制御装置および半導体装置に給電したときの電子制御装置の入力端子の電位を監視することのみで、この接続された半導体装置が正常な状態（良品）であるか否かを判定することができるようになる。ちなみにこの場合には、上記監視する電位がプルアップされた所定の電位に相当するものであれば、当該半導体装置が異常、すなわち上記抵抗素子が自断線している旨判定され、それ以外の適宜に分圧された電位を示していれば、同半導体装置が正常（良品）である旨判定される。
【００１８】
また、請求項４に記載のように、前記信号処理回路の出力端子が、前記センサ部のセンシング動作をモニタしつつ所定の制御を実行する電子制御装置の入力端子に適宜のケーブルを介して接続されるものであり、同信号処理回路の信号出力線に直列に接続された前記抵抗素子の前段が所定電位にプルアップされてなるもの、とすることでも、電子制御装置を通じた当該半導体装置（半導体チップ）の良否判定を行うことはできる。
【００１９】
この場合には、電子制御装置の入力端子と接地との間に適宜の抵抗を設けていわゆるプルダウン状態としておき、この入力端子を介して監視する電位が、上記半導体装置の接続後（半導体装置への給電後）もこのプルダウンした電位（「０Ｖ」）に相当するものであれば、該半導体装置が異常、すなわち上記抵抗素子が自断線しており、それ以外の適宜に分圧された電位を示していれば、同半導体装置が正常（良品）である旨判定される。
【００２０】
なお、上記抵抗素子の、信号処理回路の信号出力線に対する接続（挿入）態様は、具体的には、それら信号処理回路の構成に応じて以下の態様となる。
例えば、請求項５に記載のように、前記センサ部が圧力の印加に基づくひずみ抵抗の抵抗値変化に基づいて該圧力の印加態様を検出する圧力センサからなり、信号処理回路が、この圧力センサの出力を所要に増幅する回路からなる場合には、上記抵抗素子は、この増幅された信号の信号出力線に直列に接続（挿入）される態様となる。
【００２１】
また、請求項６に記載のように、前記センサ部が磁気抵抗素子に印加される磁気ベクトル変化に基づいて被検出回転体の回転態様を検出する磁気センサからなり、信号処理回路が、この磁気センサの出力を所要に増幅する回路と、この増幅された信号を所定のしきい値に基づいて２値化する回路と、この２値化された信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とを備えて構成される場合には、上記抵抗素子は、このスイッチング素子のコレクタ端子と前記出力端子とを結線する信号出力線に直列に接続される態様となる。
【００２２】
また、上記何れの場合であれ、信号処理回路として半導体チップ内に集積回路化される半導体装置としては、該信号処理回路がセンサ部共々、１つのチップ内に集積回路化されたものであってもよいし、同信号処理回路がセンサ部とは別途のチップとして集積回路化されたものであってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明にかかる半導体装置の第１の実施の形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。
【００２４】
この実施の形態の半導体装置を構成する半導体チップ（ＩＣチップ）１０も、基本的には先の図５に例示した態様で半導体基板１のダイアフラム部表面に設けられたひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４をセンサ部として備える半導体圧力センサ、およびその信号処理回路からなるものを想定している。
【００２５】
また、ＩＣチップ１０の出力端子でもある上記信号処理回路の出力端子Ｔｏｕｔが、適宜のケーブルＣＢを介して電子制御装置４０の入力端子Ｔｉｎに電気的に接続され、この電子制御装置４０を通じて、
・車載エンジンの運転制御などの各種の制御に際して上記センサ部のセンシング動作がモニタされること。
・上記ケーブルＣＢの接続時にはＩＣチップ１０の良否判定が行われること。
等々も、先の図６に例示した従来のＩＣチップ３０の場合と同様である。
【００２６】
はじめに、図１に基づいて、この実施の形態の半導体装置を構成するＩＣチップ１０内の回路構成、並びにその動作について説明する。
同図１に示されるように、上記センサ部を構成するひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、このＩＣチップ１０においてはブリッジ回路１１として構成されている。このうち、ひずみ抵抗Ｒ１およびＲ２の共通接続部には適宜に定電圧化された例えば「５Ｖ」等の電圧「＋Ｖ」が印加され、またひずみ抵抗Ｒ３およびＲ４の共通接続部は接地されている。そして、先の図５（ａ）に例示した態様での圧力の印加に基づき、引張応力が作用する側のひずみ抵抗Ｒ１およびＲ３はその抵抗値が増加し、他方の圧縮応力が作用する側のひずみ抵抗Ｒ２およびＲ４はその抵抗値が減少する態様で、それら抵抗値が変化することは前述の通りである。上記ブリッジ回路１１からは、このようなひずみ抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値変化が、同ブリッジ回路１１における各中点電位ＶａおよびＶｂの変化として取り出され、これら各中点電位ＶａおよびＶｂの変化が差動増幅器１２によって差動増幅される。
【００２７】
また、この差動増幅器１２による差動増幅出力は、適宜の基準電圧Ｖｓをもとに反転増幅する反転増幅器１３に入力される。そして、該反転増幅器１３を通じて所要に、すなわち「−Ｒ６／Ｒ５」の増幅率をもって反転増幅され、この反転増幅された信号が信号出力線を介して上記出力端子Ｔｏｕｔから出力される。
【００２８】
ここで、この実施の形態の半導体装置にあっては、同図１に示されるように、上記差動増幅器１２と共に信号処理回路を構成する反転増幅器１３の信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２には、抵抗素子である保護抵抗Ｒｈが直列に接続（挿入）されている。すなわち、上記反転増幅器１３によって反転増幅された信号は、これら信号出力線Ｗｏ１、保護抵抗Ｒｈ、および信号出力線Ｗｏ２を介して上記出力端子Ｔｏｕｔに至る構成となっている。
【００２９】
ちなみにこの実施の形態において、上記保護抵抗Ｒｈは、上記センサ部によるセンシング動作はもとより、上記信号処理回路における信号処理動作に際してもその電気的な影響を最小限に抑えることのできる１０〜１ＫΩ程度の抵抗値をもつ薄膜抵抗として形成されている。
【００３０】
また一方、上記保護抵抗Ｒｈは、上記ケーブルＣＢによってＩＣチップ１０が電子制御装置４０に接続される以前、例えば作業者が誤って上記出力端子Ｔｏｕｔに触れるなど、この出力端子Ｔｏｕｔに静電気などのサージ電圧が印加された際には、自断線して、同出力端子Ｔｏｕｔを電気的に浮いた状態とする。なお、上記保護抵抗Ｒｈが自断線に至る目安となるサージ電圧としては、例えば「１ＫＶ」以上等の電圧を想定している。ちなみに、先の図６に例示したツェナーダイオードＺＤが降伏に至ることによって、先の信号出力線Ｗｏおよび該信号出力線ＷｏからツェナーダイオードＺＤに至る経路には一時的に大電流が流れ、これら経路が損傷することがあることは前述した通りである。そして、信号出力線Ｗｏにこのような損傷が生じた場合、これが意図しない抵抗成分として作用するなど、上記センサ部によるセンシング動作に影響を及ぼすようになることも前述した。したがって、上記保護抵抗Ｒｈとしても、上記センサ部のセンシング動作に影響を及ぼす上記所定の電圧（例えば「１ＫＶ」）以上等のサージ電圧が印加されることに基づいて自断線に至る構造とすることが望ましい。
【００３１】
図２は、上記保護抵抗Ｒｈについて、その半導体基板への実装構造を例示したものであり、図２（ａ）は、該保護抵抗Ｒｈおよびその周辺部の平面構造を、また図２（ｂ）は、同保護抵抗Ｒｈおよびその周辺部の断面構造をそれぞれ示している。
【００３２】
これら図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、例えばＰ型のシリコン基板からなる半導体基板１の表面には絶縁膜２が形成され、この絶縁膜２の上面に、上記保護抵抗Ｒｈとする薄膜抵抗が形成されている。また、この薄膜抵抗からなる保護抵抗Ｒｈの両端には、これと電気的に直列に接続される態様で、上記信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２となる金属配線が敷設されている。
【００３３】
なお、この実施の形態おいては、上記保護抵抗Ｒｈとする薄膜抵抗の材料として、シート抵抗が概ね５００Ω／□程度であるクロムシリコンを採用している。そして、その抵抗値が概ね１００Ω程度となるように、該薄膜抵抗の幅と長さとの比を約「５：１」に定めている。
【００３４】
こうした態様にて上記保護抵抗Ｒｈを形成することにより、上記信号処理回路の信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２に与える電気的な影響を最小限に抑えることができ、上記センサ部のセンシング動作はもとより、信号処理回路としての信頼性についても、これを好適に維持することができるようになる。一方、ＩＣチップ１０の出力端子Ｔｏｕｔに上記サージ電圧が印加された際には、該サージ電圧の印加に起因する大電流が上記保護抵抗Ｒｈに局所的に集中するようになる。このため、結局は、このサージ電圧の急激な立ち上がりに伴って、該保護抵抗Ｒｈが自断線に至るようになる。そして、こうして保護抵抗Ｒｈが一旦断線されれば、上記出力端子Ｔｏｕｔは電気的に浮いた状態となるため、その後、上記電子制御装置４０にこの出力端子Ｔｏｕｔが接続されることにより、当該半導体装置（半導体チップ）の異常の有無についてもこれを的確に判別することができるようになる。
【００３５】
以下、上記電子制御装置４０を通じて行われる、この実施の形態の半導体装置を構成するＩＣチップ１０の良否判定方法について詳述する。
前述のように、上記ＩＣチップ１０を車両などに実装する場合、上記電子制御装置４０では、上記ケーブルＣＢによって該ＩＣチップ１０が接続されたときの入力端子Ｔｉｎの電位を監視して、この接続されたＩＣチップ１０が正常な状態（良品）であるか否かを判定している。すなわち、先の図６と同様、図１にも示されるように、電子制御装置４０は、上記入力端子Ｔｉｎに対してその電位を引き上げるためのプルアップ抵抗Ｒｐを備えている。そして電子制御装置４０は、上記ＩＣチップ１０が接続されたときのこの入力端子Ｔｉｎの電位がプルアップ抵抗Ｒｐによって引き上げられた電位に維持された状態であれば、該ＩＣチップ１０が異常、すなわち上記保護抵抗Ｒｈが断線している旨判定する。他方、この入力端子Ｔｉｎの電位がそれ以外の電位、すなわち上記保護抵抗Ｒｈや上記反転増幅器１３の内部抵抗等によって適宜に分圧された電位を示していれば、同ＩＣチップ１０が正常（良品）である旨判定する。なおこの良否判定に際して、上記電子制御装置４０および上記ＩＣチップ１０は共に給電された状態におかれている。
【００３６】
以上説明したように、この実施の形態にかかる半導体装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）通常の使用時においては電気的な影響が少なく、ＩＣチップ１０としての出力端子Ｔｏｕｔにセンサ部のセンシング動作に影響を及ぼすようなサージ電圧が印加されたときには自断線する保護抵抗Ｒｈを信号処理回路の信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２に直列に接続（挿入）することとした。このため、上記サージ電圧が印加された後は、上記出力端子Ｔｏｕｔが電気的に完全に浮いた状態となり、ＩＣチップ１０の異常の有無を的確に判別することができるようになる。
【００３７】
（２）上記保護抵抗Ｒｈとして、例えばクロムシリコン等からなる薄膜抵抗を採用した。これにより、上記特性、すなわち通常の使用時においては電気的な影響が少なく、ＩＣチップ１０としての出力端子Ｔｏｕｔにセンサ部のセンシング動作に影響を及ぼすようなサージ電圧が印加されたときには自断線するといった特性を備える保護抵抗Ｒｈを容易に実現することができる。
【００３８】
（３）ＩＣチップ１０の出力端子、すなわち信号処理回路の出力端子Ｔｏｕｔが、電子制御装置４０の所定電位にプルアップされた入力端子ＴｉｎにケーブルＣＢを介して接続される構成とした。このため、電子制御装置４０のこの入力端子Ｔｉｎの電位を監視することで、ＩＣチップ１０の良否判定を容易に、且つ、的確に行うことができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかる半導体装置の第２の実施の形態について、図３および図４を参照しつつ説明する。
【００４０】
この実施の形態は、先の半導体圧力センサに代えて、回転検出装置に用いられる磁気センサを構成する半導体装置にこの発明を適用したものであり、はじめに、図３に基づいて、この実施の形態にかかる半導体装置の概要を説明する。
【００４１】
同図３に示すように、この半導体装置は、センサ部およびその信号処理回路の一部が、１つのＩＣチップ２０として集積回路化されて、被検出回転体である磁性体からなるロータＲＴに対向するように設けられる。そして、この半導体装置を構成するＩＣチップ２０は、樹脂などからなるモールド材によって円柱形状にモールドされた状態でその電源端子Ｔｐ、出力端子Ｔｏｕｔ、およびＧＮＤ（接地）端子Ｔｇｎｄといった各端子が引き出される構造となっている。これら各端子のうち、上記出力端子Ｔｏｕｔは、例えば車載エンジンの運転を制御する電子制御装置に接続され、該制御装置に上記ロータＲＴの回転情報を提供する。
【００４２】
一方、このＩＣチップ２０内に組み込まれている上記センサ部は、付与される磁気ベクトルの向きにより抵抗値が変化する磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を備えて構成されている。このため、当該半導体装置を構成するＩＣチップ２０の周囲には上記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するための円筒状のバイアス磁石ＭＧが配設されている。
【００４３】
このような構成により、上記ロータＲＴの回転に伴ってその突起部がＩＣチップ２０内に組み込まれた上記センサ部近傍を通過するたびに、上記バイアス磁石ＭＧから付与されているバイアス磁界の磁気ベクトルが同突起部に引きづられるかたちで変化するようになる。そして、こうした磁気ベクトルの変化が上記磁気抵抗素子を備えるセンサ部を通じて抵抗値の変化として検出され、その対応する電気信号が適宜に信号処理されて、上記出力端子Ｔｏｕｔから出力される。
【００４４】
図４は、このような半導体装置を構成するＩＣチップ２０の上記センサ部、並びに信号処理回路についてその等価回路を示したものであり、以下、同図４を併せ参照して、該半導体装置の構成、並びに動作をさらに詳述する。
【００４５】
同図４に示されるように、上記センサ部は、電気的には磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４のブリッジ回路２１からなる周知の回路として構成されている。このブリッジ回路２１の一方端には、適宜に定電圧化された例えば「５Ｖ」等の電圧「＋Ｖ」が印加され、他方端は接地されている。そして、上述した磁気ベクトル変化に伴う各磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化は、このブリッジ回路２１における各中点電位ＶａおよびＶｂの変化として取り出され、これら中点電位ＶａおよびＶｂの変化が信号処理回路に入力される。
【００４６】
一方、信号処理回路では、ブリッジ回路２１における上記各中点電位ＶａおよびＶｂが差動増幅器２２によって差動増幅される。そして、この差動増幅された信号は、比較器２３において所定のしきい値Ｖｔｈとの比較のもとに２値化され、この２値化された信号に基づいて、例えばバイポーラ型トランジスタからなるスイッチング素子２４がオン・オフ制御される。なお、上記２値化された信号（パルス信号）の２値化周期（パルス周期）が上記ロータＲＴの回転速度に対応したものとなることは周知の通りである。
【００４７】
ここで、上記スイッチング素子２４は、同図４に示されるように、ＩＣチップ２０内においてはオープンコレクタ型の配線がなされており、該ＩＣチップ２０の出力端子Ｔｏｕｔが適宜のケーブルＣＢにより電子制御装置５０の入力端子Ｔｉｎに接続されることによって、そのスイッチング動作が能動となる。すなわち、電子制御装置５０側に上記スイッチング素子２４のコレクタ端子（出力端子Ｔｏｕｔ）に対するプルアップ抵抗Ｒｐが設けられており、該プルアップ抵抗Ｒｐを通じた給電が行われることによって、上記スイッチング素子２４のスイッチング動作が有効となる。
【００４８】
また、この実施の形態の半導体装置にあっても、同図４に示されるように、上記スイッチング素子２４のコレクタ端子に接続された信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２には、抵抗素子である保護抵抗Ｒｈが直列に接続（挿入）されている。すなわち、上記電子制御装置５０との接続によって有効となる給電信号（電圧）は、上記出力端子Ｔｏｕｔから信号出力線Ｗｏ２、保護抵抗Ｒｈ、および信号出力線Ｗｏ１を介して上記コレクタ端子に至る構成となっている。
【００４９】
そしてこの実施の形態においても、
（ａ）上記保護抵抗Ｒｈは、上記センサ部によるセンシング動作はもとより、その後段の信号処理回路における信号処理動作に際しても、電気的な影響を最小限に抑えることのできる１０〜１００Ω程度の抵抗値をもつ薄膜抵抗として形成されていること。
（ｂ）しかも、ケーブルＣＢによりＩＣチップ２０が電子制御装置５０に接続される以前、作業者等が誤って上記出力端子Ｔｏｕｔに触れるなど、該出力端子Ｔｏｕｔに静電気などのサージ電圧が印加された際には、自断線して、同出力端子Ｔｏｕｔを電気的に浮いた状態とすること。
（ｃ）上記保護抵抗Ｒｈが自断線に至る目安となるサージ電圧が、例えば「１ＫＶ」以上等、上記センサ部のセンシング動作に影響を及ぼす所定の電圧以上であること。
（ｄ）上記保護抵抗Ｒｈとする薄膜抵抗材料としては、シート抵抗が概ね５００Ω／□程度であるクロムシリコンが採用され、その抵抗値が概ね１００Ω程度となるように、先の図２に例示した態様で、当該薄膜抵抗の幅と長さとの比が約「５：１」に定められていること。
等々は、先の実施の形態の場合と同様である。
【００５０】
こうした態様にて上記保護抵抗Ｒｈを形成することにより、上記信号処理回路の信号出力線Ｗｏ１およびＷｏ２に与える電気的な影響を最小限に抑えることができ、上記センサ部のセンシング動作はもとより、信号処理回路としての信頼性についても、これを好適に維持することができるようになる。一方、ＩＣチップ２０の出力端子Ｔｏｕｔに上記サージ電圧が印加された際には、該サージ電圧の印加に起因する大電流が上記保護抵抗Ｒｈに局所的に集中するようになる。このため、結局は、このサージ電圧の急激な立ち上がりに伴って、該保護抵抗Ｒｈが自断線に至るようになる。そして、こうして保護抵抗Ｒｈが一旦断線されれば、上記出力端子Ｔｏｕｔは電気的に浮いた状態となるため、その後、上記電子制御装置５０にこの出力端子Ｔｏｕｔが接続されることにより、当該半導体装置（半導体チップ）の異常の有無についてもこれを的確に判別することができるようになる。
【００５１】
以下、上記電子制御装置５０を通じて行われる、この実施の形態の半導体装置を構成するＩＣチップ２０の良否判定方法について詳述する。
ここでも前述のように、上記ＩＣチップ２０を車両などに実装する場合、上記電子制御装置５０では、上記ケーブルＣＢによって該ＩＣチップ２０が接続されたときの入力端子Ｔｉｎの電位を監視して、この接続されたＩＣチップ２０が正常な状態（良品）であるか否かを判定している。すなわち上述のように、電子制御装置５０は、上記入力端子Ｔｉｎに対してその電位を引き上げるためのプルアップ抵抗Ｒｐを備えている。そして電子制御装置５０は、上記ＩＣチップ２０が接続されたときのこの入力端子Ｔｉｎの電位がプルアップ抵抗Ｒｐによって引き上げられた電位に維持された状態であれば、該ＩＣチップ２０が異常、すなわち上記保護抵抗Ｒｈが断線している旨判定する。他方、この入力端子Ｔｉｎの電位がそれ以外の電位、すなわち上記保護抵抗Ｒｈや上記スイッチング素子２４内のコレクタ−エミッタ間抵抗等によって適宜に分圧された電位を示していれば、同ＩＣチップ２０が正常（良品）である旨判定する。なおこの良否判定に際しても、上記電子制御装置５０およびＩＣチップ２０は共に給電された状態におかれる。
【００５２】
以上説明したように、この第２の実施の形態にかかる半導体装置によっても、センサ部や信号処理回路の構成が異なるとはいえ、先の第１の実施の形態の前記（１）〜（３）の効果に準じた効果を得ることができるようになる。
【００５３】
（他の実施の形態）
なお、この発明にかかる半導体装置は、上記各実施の形態に限られるものではなく、それらを適宜に変形した、例えば以下のような形態をもって実施することもできる。
【００５４】
・上記各実施の形態では、信号処理回路の出力端子Ｔｏｕｔが、各センサ部のセンシング動作をモニタしつつ所定の制御を実行する電子制御装置４０あるいは５０の所定電位にプルアップされた入力端子Ｔｉｎに適宜のケーブルＣＢを介して接続されるものとしたが、上記所定電位へのプルアップ箇所は任意である。すなわち、半導体装置（ＩＣチップ１０あるいは２０）側、詳しくは上記保護抵抗Ｒｈの前段においてこうした所定電位へのプルアップを行うようにしてもよい。ただしこの場合には、電子制御装置４０あるいは５０の入力端子Ｔｉｎと接地との間に適宜の抵抗を設けて、いわゆるプルダウン状態としておくことが望ましい。これにより、この入力端子Ｔｉｎを介して監視する電位が、上記半導体装置の接続後（半導体装置への給電後）もこのプルダウンした電位（「０Ｖ」）に相当するものであれば、該半導体装置が異常、すなわち上記保護抵抗Ｒｈが自断線している旨判定する。他方、同入力端子Ｔｉｎを介して監視する電位が、それ以外の適宜の分圧された電位を示していれば、同半導体装置が正常（良品）である旨判定する。
【００５５】
・上記各実施の形態では、上記保護抵抗Ｒｈとする抵抗素子として薄膜抵抗を採用したが、信号処理回路の出力端子Ｔｏｕｔに前記センサ部のセンシング動作に影響を及ぼす所定の電圧以上のサージ電圧が印加されることに基づいて自断線する抵抗素子でさえあれば、任意の抵抗素子を採用することができる。
【００５６】
・また、上記保護抵抗Ｒｈとして薄膜抵抗を採用する場合であれ、該薄膜抵抗の材料としては、磁気抵抗素子なども含めて、前述したクロムシリコンに限られない任意の材料を用いることができる。
【００５７】
・また、半導体装置を構成する半導体基板の導電型も任意であり、信号処理回路として作り込まれる回路の構成によってはＮ型半導体基板なども適宜採用することができる。
【００５８】
・上記各実施の形態ではいずれも、センサ部およびその信号処理回路が１つの半導体チップとして集積回路化された例について示したが、これらセンサ部および信号処理回路が各別の半導体チップとして構成された半導体装置についても、この発明は同様に適用することができる。また、センサ部や信号処理回路としての構成も、上記各実施の形態にて例示した構成に限らず任意であり、要は、検出対象の物理量をセンシングするセンサ部からの検出信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路が半導体チップ内に集積回路化された半導体装置であればよい。そして、このような半導体装置の上記信号処理回路の信号出力線に対して、サージ電圧の印加に基づき自断線する抵抗素子が直列に接続（挿入）される構成でさえあれば、上記各実施の形態に準じた効果を得ることはできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる半導体装置の第１の実施の形態についてその内部等価回路を示す回路図。
【図２】（ａ）は同第１の実施の形態に採用される保護抵抗およびその周辺部の平面構造を示す平面図。（ｂ）は同保護抵抗およびその周辺部の断面構造を示す断面図。
【図３】この発明にかかる半導体装置の第２の実施の形態について、これが適用される回転検出装置の概要を示す正面図。
【図４】同第２の実施の形態の半導体装置の内部等価回路を示す回路図。
【図５】（ａ）は半導体圧力センサの概略断面構造を示す断面図。（ｂ）は同センサの概略平面構造を示す平面図。
【図６】上記半導体圧力センサおよびその信号処理回路から構成される従来の半導体装置についてその内部等価回路を示す回路図。
【符号の説明】
１…半導体基板、２…絶縁膜、１０、２０、３０…ＩＣチップ（半導体装置）、１１、２１、３１…ブリッジ回路、１２、２２、３２…差動増幅器、１３、３３…反転増幅器、２３…比較器、２４…スイッチング素子、４０、５０…電子制御装置、Ｒ１〜Ｒ４…ひずみ抵抗、ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４…磁気抵抗素子、Ｗｏ、Ｗｏ１、Ｗｏ２…信号出力線、Ｒｈ…保護抵抗（抵抗素子）、ＺＤ…ツェナーダイオード、ＣＢ…ケーブル、Ｔｏｕｔ…出力端子、Ｔｉｎ…入力端子、Ｒｐ…プルアップ抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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