JP2017063106A - Hall element and Hall sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the variation of off-set voltage of a Hall element.SOLUTION: A Hall element comprises: a rectangular semiconductor substrate; a magnetosensitive part, formed on one face of the semiconductor substrate, which is a mesa-shaped in cross sectional view and has a slant face on its outer edge; and an electrode parts, arranged diagonally at four corners on one face side of the semiconductor substrate, which are electrically connected to the magnetosensitive part. The magnetosensitive part has a rectangular main magnetosensitive part and is formed such that outer edge sides of the main magnetosensitive part may be parallel to the sides of the semiconductor substrate respectively facing the sides of the main magnetosensitive part in a plan view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ホール素子及びホールセンサに関する。   The present invention relates to a hall element and a hall sensor.

従来から磁気センサは、電流検出装置や位置検出装置など多くの磁気センサ製品に応用されている。磁気センサの代表例として、ホール効果を利用したホール素子がある。
ホール素子は、一般に、感磁部と、感磁部に電流を流すための電流電極対と、ホール起電力を検出するための出力電極対とを有している、そして、出力電極対から検出されるホール起電力から感磁部に印加された磁気の大きさ及び向きを検出する。
Conventionally, magnetic sensors have been applied to many magnetic sensor products such as current detection devices and position detection devices. As a typical example of a magnetic sensor, there is a Hall element using the Hall effect.
The Hall element generally has a magnetic sensing part, a current electrode pair for passing a current through the magnetic sensing part, and an output electrode pair for detecting Hall electromotive force, and is detected from the output electrode pair. The magnitude and direction of the magnetism applied to the magnetic sensing part are detected from the generated Hall electromotive force.

特許文献1には、半絶縁性GaAs基板と、N型動作層と、N+コンタクト層と、オーミック接合用金属膜と、ボンディング用金属膜と、絶縁膜と、を備えるホール素子が開示されている。
特許文献2には、十字型のホール素子の4箇所の内隅部分を直角でなく斜めに角取りを施した形状のホール素子が開示されている。
特許文献3には、半導体基板と、第1のN型拡散領域と、第2のN型拡散猟奇と、STI領域とを備えるシリコンホール素子が開示されている。
Patent Document 1 discloses a Hall element including a semi-insulating GaAs substrate, an N-type operation layer, an N + contact layer, an ohmic junction metal film, a bonding metal film, and an insulating film. .
Patent Document 2 discloses a Hall element having a shape in which four inner corner portions of a cross-shaped Hall element are chamfered obliquely rather than at a right angle.
Patent Document 3 discloses a silicon Hall element including a semiconductor substrate, a first N-type diffusion region, a second N-type diffusion region, and an STI region.

特開昭60−175471号公報JP 60-175471 A 特開平1−298354号公報JP-A-1-298354 特開2012−204616号公報JP 2012-204616 A

しかしながら、従来のホール素子は、ホール素子のオフセット電圧の変動への対策が不十分であった。
本発明の課題は、オフセット電圧の変動を抑制したホール素子及びホールセンサを提供することを目的としている。
However, the conventional Hall element has insufficient measures against fluctuations in the offset voltage of the Hall element.
An object of the present invention is to provide a Hall element and a Hall sensor in which fluctuations in offset voltage are suppressed.

上記課題を解決するため、本発明の一態様のホール素子は、矩形状の半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に形成され、断面視による形状がメサ形状であり外縁部に斜面を有する感磁部と、前記半導体基板の前記一方の面側の対角上の四隅に配置され、前記感磁部と電気的に接続された電極部と、を備え、前記感磁部は、矩形状の主要感磁部を有し、平面視で、前記主要感磁部の外縁の各辺が該主要感磁部の該各辺と対向する前記半導体基板の辺とそれぞれ平行となるように配置されることを特徴とする。
また、本発明の一態様のホールセンサは、上述したホール素子を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a Hall element of one embodiment of the present invention is formed on a rectangular semiconductor substrate and one surface of the semiconductor substrate, has a mesa shape in cross-sectional view, and has a slope on an outer edge portion. A magnetic sensing part, and electrode parts arranged at diagonally four corners on the one surface side of the semiconductor substrate and electrically connected to the magnetic sensing part, the magnetic sensing part having a rectangular shape And are arranged so that each side of the outer edge of the main magnetosensitive part is parallel to each side of the semiconductor substrate facing the sides of the main magnetosensitive part in plan view. It is characterized by that.
A hall sensor of one embodiment of the present invention includes the above-described hall element.

本発明の一態様によれば、ホール素子及びホールセンサのオフセット電圧の変動を抑制することができる。   According to one embodiment of the present invention, fluctuations in the offset voltage of the Hall element and the Hall sensor can be suppressed.

本発明の第1の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the Hall element of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the Hall element of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホールセンサの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the Hall sensor of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホールセンサにおけるワイヤーボンディング領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wire bonding area | region in the Hall sensor of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホール素子の製造工程を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the Hall element of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホールセンサの製造工程を説明するための工程平面図である。It is a process top view for demonstrating the manufacturing process of the Hall sensor of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のホールセンサの製造工程を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the Hall sensor of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the Hall element of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the Hall element of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the Hall element of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the Hall element of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のホール素子の感磁部の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the magnetic sensing part of the Hall element of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the Hall element of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the Hall element of the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. Note that dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

1.第1の実施形態
(1−1)構成
(1−1−1)ホール素子の構成
図1は、第1の実施形態のホール素子100の構成を説明するための平面図である。
また、図2(a)及び図2(b)は、図1に示すホール素子100の断面図であり、図2(a)は図1に示すホール素子100のA1−A’1断面を示す断面図、図2(b)は図1に示すホール素子100のB1−B’1断面を示す断面図である。
1. First Embodiment (1-1) Configuration (1-1-1) Configuration of Hall Element FIG. 1 is a plan view for explaining the configuration of a Hall element 100 according to the first embodiment.
2A and 2B are sectional views of the Hall element 100 shown in FIG. 1, and FIG. 2A shows an A1-A′1 section of the Hall element 100 shown in FIG. 2B is a cross-sectional view showing a B1-B′1 cross section of the Hall element 100 shown in FIG.

図1及び図2に示すように、第1の実施形態のホール素子100は、化合物半導体基板(以下、基板と記載する)10を備えている。また、本実施形態のホール素子100は、基板10の一方の面(例えば上面)10a側に形成された感磁部20と、基板10の一方の面側に形成されて感磁部20と電気的に接続された第1〜第4の電極部31〜34と、を備える。第1の電極部31及び第2の電極部32がホール素子100の入力電極であり、第3の電極部33及び第4の電極部34がホール素子100の出力電極である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the Hall element 100 of the first embodiment includes a compound semiconductor substrate (hereinafter referred to as a substrate) 10. In addition, the Hall element 100 according to the present embodiment is formed on the one surface (for example, the upper surface) 10a side of the substrate 10 and on the one surface side of the substrate 10 and is electrically connected to the magnetic sensor 20. First to fourth electrode portions 31 to 34 connected to each other. The first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 are input electrodes of the Hall element 100, and the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 are output electrodes of the Hall element 100.

以下、ホール素子100の各部について詳細に説明する。
(基板)
基板10は、例えばGaAs基板である。GaAs基板の抵抗率は1.0×10Ω・cm以上である。GaAs基板の抵抗率の上限は特に制限はないが、一例を挙げると、1.0×10Ω・cm以下である。また、基板10は、Si,InSb等の材料により形成されていてもよい。
基板10は、平面視で矩形状に形成されている。基板10の平面視による形状(以下、平面形状と記載する)は、例えば、四角形状、長方形状、角丸四角形状、角丸長方形状である。基板10は、平面視における外縁に辺S1、S2、S3、S4を有している。
Hereinafter, each part of the Hall element 100 will be described in detail.
(substrate)
The substrate 10 is, for example, a GaAs substrate. The resistivity of the GaAs substrate is 1.0 × 10 7 Ω · cm or more. The upper limit of the resistivity of the GaAs substrate is not particularly limited, but for example, it is 1.0 × 10 9 Ω · cm or less. The substrate 10 may be formed of a material such as Si or InSb.
The substrate 10 is formed in a rectangular shape in plan view. The shape of the substrate 10 in plan view (hereinafter referred to as a planar shape) is, for example, a quadrangular shape, a rectangular shape, a rounded quadrangular shape, or a rounded rectangular shape. The board | substrate 10 has edge | side S1, S2, S3, S4 in the outer edge in planar view.

(感磁部)
感磁部20は、基板10上の一方の面(例えば上面)側に形成された基板10よりも低抵抗の層(導電性の高い層)である。なお、本実施形態において、感磁部20は主要感磁部として機能する。感磁部20は、基板10の上面に形成され、断面視による形状(以下、断面形状と記載する)がメサ形状に形成されている。感磁部20は、断面形状がメサ形状とされることで、平面視における感磁部20の外縁部に斜面20a(図2参照)を有している。
本実施形態のホール素子100において、感磁部20は、平面視で矩形状に形成されている。感磁部20の平面形状は、例えば、四角形状、長方形状、角丸四角形状、角丸長方形状である。感磁部20は、平面視における外縁に辺s1、s2、s3、s4を有している。感磁部20は、感磁部20の外縁の辺s1、s2、s3、s4が基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置される。なお、本実施形態において平行は、製造バラツキ等による角度ずれを含む。
(Magnetic part)
The magnetic sensitive part 20 is a layer (layer having high conductivity) having a lower resistance than that of the substrate 10 formed on one surface (for example, the upper surface) side of the substrate 10. In the present embodiment, the magnetic sensing unit 20 functions as a main magnetic sensing unit. The magnetic sensitive part 20 is formed on the upper surface of the substrate 10 and has a mesa shape in a sectional view (hereinafter referred to as a sectional shape). The magnetic sensing unit 20 has a mesa shape in cross section, and thus has an inclined surface 20a (see FIG. 2) at the outer edge of the magnetic sensing unit 20 in plan view.
In the Hall element 100 of the present embodiment, the magnetic sensitive part 20 is formed in a rectangular shape in plan view. The planar shape of the magnetic sensitive unit 20 is, for example, a quadrangular shape, a rectangular shape, a rounded square shape, or a rounded rectangular shape. The magnetic sensitive unit 20 has sides s1, s2, s3, and s4 on the outer edge in plan view. The magnetic sensing part 20 is arranged so that the sides s1, s2, s3, s4 of the outer edge of the magnetic sensing part 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, S4 of the substrate 10, respectively. In addition, in this embodiment, the parallel includes an angle shift due to manufacturing variation or the like.

これは、以下の理由による。
チップであるホール素子100をモールド樹脂で封止したホールセンサでは、ホール素子100とモールド樹脂との熱膨張率の違いから、ホール素子100の基板10の対角線上の領域には、相対的に強い応力分布が発生する。基板10に応力分布が発生すると、ホール素子100のオフセット電圧Vuが変動してしまう。
また、基板10上にメサ形状に加工された感磁部20を備えるホール素子100では、感磁部20の側面(上面視における外縁)に形成された斜面20aは、結晶学的に特に圧電効果が大きく、応力によって強い抵抗変動を起こし易い。そして、基板10の対角線上の領域に斜面20aが設けられていることにより、オフセット電圧Vuの変動の影響がより大きくなる。
This is due to the following reason.
In the Hall sensor in which the Hall element 100 which is a chip is sealed with a mold resin, the area of the Hall element 100 on the diagonal line of the substrate 10 is relatively strong due to the difference in thermal expansion coefficient between the Hall element 100 and the mold resin. Stress distribution occurs. When the stress distribution is generated in the substrate 10, the offset voltage Vu of the Hall element 100 is changed.
Further, in the Hall element 100 including the magnetic sensing portion 20 processed into the mesa shape on the substrate 10, the slope 20a formed on the side surface (outer edge in the top view) of the magnetic sensing portion 20 has a particularly piezoelectric effect crystallographically. The resistance is large and a strong resistance fluctuation is easily caused by the stress. Since the inclined surface 20a is provided in the diagonal region of the substrate 10, the influence of the fluctuation of the offset voltage Vu is further increased.

上述したように、本実施形態のホール素子100では、感磁部20は、平面視で、感磁部20の外縁の辺s1、s2、s3、s4が基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。これにより、感磁部20の斜面20aの多くの部分は、強い応力分布が発生する基板10の対角線上の領域を避けた領域に形成される。このため、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。   As described above, in the Hall element 100 of the present embodiment, the magnetic sensing unit 20 has the sides S1, S2, s3, and s4 of the outer edge of the magnetic sensing unit 20 as seen in a plan view. They are arranged so as to be parallel to S4. As a result, many portions of the inclined surface 20a of the magnetic sensitive portion 20 are formed in regions that avoid the diagonal region of the substrate 10 where a strong stress distribution occurs. For this reason, the fluctuation | variation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.

また、感磁部20の辺s1の長さは、基板10の対向する辺S1の1/4以上の長さであることが好ましい。同様に、感磁部20の辺s2、s3、s4の長さは、それぞれ、基板10の対向する辺S2、S3、S4の1/4以上の長さであることが好ましい。これにより、静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)による素子破壊が起こりにくくなる。また、感磁部20の面積が大きくなることでホール素子100の出力信号のノイズ(N/S比)が低減する。より好ましくは、1/3以上であり、さらに好ましくは、半分以上である。
また、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4の長さが、それぞれ基板10の辺S1、S2、S3、S4の1/4以上の長さとなることで、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4のうち基板10の対角線上の領域からより離れた位置に設けられる部分が増加する。したがって、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動がより抑制される。
Moreover, it is preferable that the length of the side s1 of the magnetic sensing unit 20 is not less than ¼ of the side S1 of the substrate 10 that is opposed to the length. Similarly, the lengths of the sides s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are preferably ¼ or more of the opposite sides S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. Thereby, element destruction due to electrostatic discharge (ESD) is less likely to occur. Moreover, the noise (N / S ratio) of the output signal of the Hall element 100 is reduced by increasing the area of the magnetic sensing unit 20. More preferably, it is 1/3 or more, and more preferably half or more.
Further, the lengths of the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are ¼ or more of the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. Of s1, s2, s3, and s4, the portion provided at a position further away from the diagonal region of the substrate 10 increases. Therefore, fluctuations in the offset voltage Vu of the Hall element 100 are further suppressed.

感磁部20の四隅の角c1〜c4の近傍の領域(以下、角部C1〜C4と記載する)は、電極部(第1〜第4の電極部31〜34)によってそれぞれ覆われていることが好ましい。本実施形態において、感磁部20の角c1は第1の電極部31の下部に設けられている。また、感磁部20の角c2〜c4は、第2〜第4の電極部32〜34の下部にそれぞれ設けられている。
これにより、感磁部20の一部の領域が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する電極(第1〜第4の電極部31〜34)によって覆われる。したがって、感磁部20は、ホール素子100上面からの応力の影響を受けづらくなり、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。
また、感磁部20の角部C1〜C4は、相対的に強い応力分布が発生する基板10の対角線上の領域に位置している。相対的に強い応力分布の影響を受けやすい感磁部20の斜面20aが基板10の対角線上の領域において電極で覆われることにより、より効果的にホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。
Areas near the corners c1 to c4 (hereinafter referred to as corners C1 to C4) of the magnetic sensitive part 20 are respectively covered with electrode parts (first to fourth electrode parts 31 to 34). It is preferable. In the present embodiment, the corner c <b> 1 of the magnetic sensing unit 20 is provided below the first electrode unit 31. In addition, the corners c2 to c4 of the magnetic sensing unit 20 are provided below the second to fourth electrode portions 32 to 34, respectively.
Thereby, a partial region of the magnetic sensitive portion 20 is covered with electrodes (first to fourth electrode portions 31 to 34) that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. Therefore, the magnetic sensitive part 20 is not easily affected by the stress from the upper surface of the Hall element 100, and the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.
Further, the corner portions C1 to C4 of the magnetic sensitive portion 20 are located in regions on the diagonal line of the substrate 10 where a relatively strong stress distribution is generated. The slope 20a of the magnetic sensitive part 20 that is easily affected by a relatively strong stress distribution is covered with the electrode in the diagonal region of the substrate 10, so that the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is more effectively suppressed. The

図2に示すように、感磁部20は、基板10の上面に形成されている。また、感磁部20は、導電層21と、導電層21上に形成された表面層22とを備えている。導電層21は、基板10上に形成されたn型GaAsからなる層である。導電層21の膜厚は特に制限されないが、製造容易性の観点から50nm以上2000nm以下であることが好ましく、100nm以上1000nm以下であることがより好ましい。
n型GaAsのn型不純物(すなわち、ドナー型不純物)としては公知のものを用いることが可能であり、例えばSi、Ge、Se等を用いることが可能である。n型不純物の濃度(有効キャリア濃度)は特に制限されないが、ホール素子の出力および温度特性の観点から、有効キャリア濃度が、1.0×1015[cm−3]以上1.0×1017[cm−3]以下であることが好ましく、1.0×1015[cm−3]以上1.0×1016[cm−3]以下であることがより好ましく、1.0×1015[cm−3]以上5.0×1015[cm−3]以下であることがさらに好ましい。有効キャリア濃度が上記範囲内であれば、出力の温度依存性を抑制し、かつ、出力の絶対値を得ることが容易になるため好ましい。
As shown in FIG. 2, the magnetic sensitive part 20 is formed on the upper surface of the substrate 10. The magnetic sensitive part 20 includes a conductive layer 21 and a surface layer 22 formed on the conductive layer 21. The conductive layer 21 is a layer made of n-type GaAs formed on the substrate 10. The film thickness of the conductive layer 21 is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more and 2000 nm or less, and more preferably 100 nm or more and 1000 nm or less from the viewpoint of manufacturability.
As the n-type impurity (that is, donor-type impurity) of n-type GaAs, a known one can be used, and for example, Si, Ge, Se, or the like can be used. The concentration of n-type impurities (effective carrier concentration) is not particularly limited, but the effective carrier concentration is 1.0 × 10 15 [cm −3 ] or more and 1.0 × 10 17 from the viewpoint of the output and temperature characteristics of the Hall element. [Cm −3 ] or less is preferable, and 1.0 × 10 15 [cm −3 ] or more and 1.0 × 10 16 [cm −3 ] or less is more preferable, and 1.0 × 10 15 [cm 3 ] or less. More preferably, it is not less than cm −3 ] and not more than 5.0 × 10 15 [cm −3 ]. If the effective carrier concentration is within the above range, it is preferable because the temperature dependency of the output is suppressed and the absolute value of the output can be easily obtained.

また、導電層21を形成する方法としては、基板10に不純物をイオン注入して、基板10の表面近傍又は内部にn型GaAs層を形成する方法が挙げられる。また、導電層21を形成する別の方法としては、基板10上にMBE(分子線エピタキシー)法若しくはMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition、有機金属気相成長)法により、不純物イオンをドープしながらGaAs薄膜をエピタキシャル成長させる方法が挙げられる。   As a method for forming the conductive layer 21, there is a method in which an impurity is ion-implanted into the substrate 10 to form an n-type GaAs layer near or inside the surface of the substrate 10. As another method for forming the conductive layer 21, GaAs while doping impurity ions on the substrate 10 by MBE (molecular beam epitaxy) method or MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method is used. There is a method of epitaxially growing a thin film.

表面層22は、導電層21上に形成され、導電層21よりも導電性の低いGaAs層や、AlGaAs又はAlAs等のなど高抵抗な結晶からなる層である。表面層22の膜厚は、シート抵抗のばらつきが抑制されたホール素子100を実現するためには、好ましくは150nm以上であり、より好ましくは200nm以上である。また、表面層22の膜厚は、製造容易性の観点から、好ましくは800nm以下であり、より好ましくは600nm以下である。なお、表面層はなくてもよい。   The surface layer 22 is a layer formed on the conductive layer 21 and made of a high-resistance crystal such as a GaAs layer having lower conductivity than the conductive layer 21 or AlGaAs or AlAs. The film thickness of the surface layer 22 is preferably 150 nm or more, and more preferably 200 nm or more in order to realize the Hall element 100 in which variation in sheet resistance is suppressed. Moreover, the film thickness of the surface layer 22 is preferably 800 nm or less, more preferably 600 nm or less, from the viewpoint of manufacturability. Note that the surface layer may be omitted.

表面層22を形成する方法は特に制限されず、例えばイオン注入法、又は、MBE法若しくはMOCVD法を用いたエピタキシャル成長により形成することができる。表面層22のように、導電層21よりも導電性の低いGaAsを得る方法としては、導電層21よりも低い不純物濃度とする方法や、不純物を意図的にドープしない方法などが挙げられる。また、導電層21と第1〜第4の電極部31〜34とを直接オーミック接続するために、表面層22の一部がエッチングされて、薄膜化又は除去されていてもよい。   The method for forming the surface layer 22 is not particularly limited, and can be formed, for example, by ion implantation, or epitaxial growth using MBE or MOCVD. As a method for obtaining GaAs having a conductivity lower than that of the conductive layer 21 like the surface layer 22, a method of setting an impurity concentration lower than that of the conductive layer 21, a method of not intentionally doping impurities, and the like can be mentioned. Further, in order to directly ohmic-connect the conductive layer 21 and the first to fourth electrode portions 31 to 34, a part of the surface layer 22 may be etched to be thinned or removed.

感磁部20の外縁部分に形成された斜面20aは、基板10に対して垂直に近い形状であることが好ましい。
メサ形状に形成された感磁部20の斜面20aにおいて、導電層21と絶縁膜40との界面には、酸化物や欠陥に起因するキャリアトラップ源が存在する。このキャリアトラップ源は、ホール素子100の電気伝導率が時間的にランダムに変化しホール素子100の出力信号にノイズを発生させる原因となる。そして、感磁部20の厚さが一定の場合において、感磁部20の斜面20aの角度が垂直に近くなるほど感磁部20の斜面20aから露出する導体層12bの面積が小さくなり、ノイズ発生源となるキャリアトラップ源の存在量が少なくなる。このため、感磁部20の斜面20aが基板10に対して垂直に近い形状であるほどホール素子100の出力信号のノイズが改善する。
感磁部20は、温度特性の観点からGaAsにより形成されることが好ましい。ただし、本実施形態は、GaAsを材料にして感磁部20を形成する構成に限定されるものではなく、例えばInSbやInAs等の化合物半導体も用いることができる。
It is preferable that the inclined surface 20 a formed at the outer edge portion of the magnetic sensitive part 20 has a shape that is nearly perpendicular to the substrate 10.
In the inclined surface 20a of the magnetic sensitive part 20 formed in the mesa shape, a carrier trap source due to an oxide or a defect exists at the interface between the conductive layer 21 and the insulating film 40. This carrier trap source causes the electrical conductivity of the Hall element 100 to change randomly in time and cause noise in the output signal of the Hall element 100. When the thickness of the magnetic sensing part 20 is constant, the area of the conductor layer 12b exposed from the slope 20a of the magnetic sensing part 20 becomes smaller as the angle of the slope 20a of the magnetic sensing part 20 becomes closer to the vertical, and noise is generated. The abundance of the carrier trap source as a source is reduced. For this reason, the noise of the output signal of the Hall element 100 is improved as the inclined surface 20a of the magnetically sensitive portion 20 has a shape closer to the perpendicular to the substrate 10.
The magnetic sensitive part 20 is preferably formed of GaAs from the viewpoint of temperature characteristics. However, the present embodiment is not limited to the configuration in which the magnetically sensitive portion 20 is formed using GaAs as a material, and for example, a compound semiconductor such as InSb or InAs can also be used.

(電極部)
第1〜第4の電極部31〜34は、基板10の一方の面(例えば上面)側の対角上の四隅に配置され、感磁部20と電気的に接続されている。図1に示すように、第1の電極部31及び第2の電極部32は、第1の方向D1で互いに向かい合っている。また、第3の電極部33及び第4の電極部34は、第1の方向D1と平面視で交差する(例えば、直交する)第2の方向D2で互いに向かい合っている。第1〜第4の電極部31〜34は、それぞれ、感磁部20の角部から感磁部20の中央部へ延出しており、平面視で、矩形状の一部の領域が除かれた形状(例えば五角形状)とされている。第1〜第4の電極部31〜34は、感磁部の中心部の領域を露出させる形状に形成されている。また、本実施形態において、第1の電極部31、第2の電極部32、第3の電極部33及び第4の電極部34は、それぞれ、感磁部20の角部c1〜c4を覆う位置に形成される。
(Electrode part)
The first to fourth electrode portions 31 to 34 are arranged at diagonally four corners on one surface (for example, the upper surface) side of the substrate 10 and are electrically connected to the magnetic sensing portion 20. As shown in FIG. 1, the first electrode part 31 and the second electrode part 32 face each other in the first direction D1. Further, the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 face each other in a second direction D2 that intersects (for example, is orthogonal to) the first direction D1 in plan view. Each of the first to fourth electrode portions 31 to 34 extends from the corner portion of the magnetic sensitive portion 20 to the central portion of the magnetic sensitive portion 20, and a part of the rectangular shape is removed in plan view. (For example, a pentagonal shape). The 1st-4th electrode parts 31-34 are formed in the shape which exposes the area | region of the center part of a magnetic sensing part. In the present embodiment, the first electrode part 31, the second electrode part 32, the third electrode part 33, and the fourth electrode part 34 cover the corners c1 to c4 of the magnetic sensitive part 20, respectively. Formed in position.

図2に示すように、第1の電極部31は、材料が異なる第1の金属膜311及び第2の金属膜312の積層構造を有している。第1の金属膜311及び第2の金属膜312が積層された領域は、第1の電極部31におけるコンタクト部として機能する。第2の電極部32は、材料が異なる第1の金属膜321及び第2の金属膜322の積層構造を有している。第1の金属膜321及び第2の金属膜322が積層された領域は、第2の電極部32におけるコンタクト部として機能する。なお、図2では、第1の電極部31、第2の電極部32の断面を図示しているが、図2に図示しない第3の電極部33、第4の電極部34も同様の積層構造を有している。すなわち、第3の電極部32は、材料が異なる第1の金属膜331及び第2の金属膜332の積層構造を有している(図1参照)。第1の金属膜331及び第2の金属膜332が積層された領域は、第3の電極部33におけるコンタクト部として機能する。第4の電極部34は、材料が異なる第1の金属膜341及び第2の金属膜342の積層構造を有している。第1の金属膜341及び第2の金属膜342が積層された領域は、第4の電極部34におけるコンタクト部として機能する。
第1の金属膜311,321としては、例えば、感磁部20側から順にAuGe/Ni/Auが積層された構造とすることができる。また、第2の金属膜312,322としては、例えば、感磁部20側から順にTi/Auが積層された構造とすることができる。
図2に示すように、第1の電極部31の第1の金属膜311及び第2の金属膜312間の一部の領域には、絶縁膜40が形成されている。同様に、第2の電極部32の第1の金属膜321及び第2の金属膜322間の一部の領域には、絶縁膜40が形成されている。絶縁膜40については後述する。
As shown in FIG. 2, the first electrode portion 31 has a stacked structure of a first metal film 311 and a second metal film 312 that are made of different materials. The region where the first metal film 311 and the second metal film 312 are stacked functions as a contact portion in the first electrode portion 31. The second electrode portion 32 has a stacked structure of a first metal film 321 and a second metal film 322 made of different materials. The region where the first metal film 321 and the second metal film 322 are stacked functions as a contact portion in the second electrode portion 32. In FIG. 2, cross sections of the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 are shown, but the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 (not shown in FIG. 2) are similarly laminated. It has a structure. In other words, the third electrode portion 32 has a laminated structure of the first metal film 331 and the second metal film 332 made of different materials (see FIG. 1). The region where the first metal film 331 and the second metal film 332 are stacked functions as a contact portion in the third electrode portion 33. The fourth electrode portion 34 has a stacked structure of a first metal film 341 and a second metal film 342 made of different materials. The region where the first metal film 341 and the second metal film 342 are stacked functions as a contact portion in the fourth electrode portion 34.
As the first metal films 311 and 321, for example, a structure in which AuGe / Ni / Au is laminated in order from the magnetic sensing unit 20 side can be used. The second metal films 312 and 322 may have a structure in which, for example, Ti / Au is laminated in order from the magnetic sensitive unit 20 side.
As shown in FIG. 2, an insulating film 40 is formed in a partial region between the first metal film 311 and the second metal film 312 of the first electrode portion 31. Similarly, an insulating film 40 is formed in a partial region between the first metal film 321 and the second metal film 322 of the second electrode portion 32. The insulating film 40 will be described later.

(絶縁膜)
絶縁膜40は、感磁部20の表面及び側面(斜面20a)を覆うように形成されている。また、絶縁膜40は、第1の電極部31の第1の金属膜311及び第2の金属膜312間の一部の領域及び第2の電極部32の第1の金属膜321及び第2の金属膜322間の一部の領域に形成されている。絶縁膜40は、各電極部(第1〜第4の電極部31〜34)間の絶縁性を高めるために設けられる。絶縁膜40としては、例えばシリコン窒化膜(Si膜)、シリコン酸化膜(SiO膜)、無機膜(Al)、ポリイミド膜、それらの膜を複数積層した多層膜を用いることができる。なお、絶縁膜40は、図2のように第1の金属膜311、321上にも形成されても、第1の金属膜上には形成されなくともよく、第1の金属膜の下に一部入り込んで形成されてもよい。
なお、図1においては、ホール素子100の構造を理解しやすくするため、絶縁膜40は図示されていない。また、感磁部20上には、図示しない保護層が形成されていてもよい。
(Insulating film)
The insulating film 40 is formed so as to cover the surface and the side surface (slope 20a) of the magnetic sensing unit 20. The insulating film 40 includes a part of the region between the first metal film 311 and the second metal film 312 of the first electrode part 31 and the first metal film 321 and the second metal film of the second electrode part 32. Are formed in a part of the region between the metal films 322. The insulating film 40 is provided in order to improve the insulation between each electrode part (the 1st-4th electrode parts 31-34). As the insulating film 40, for example, a silicon nitride film (Si 3 N 4 film), a silicon oxide film (SiO 2 film), an inorganic film (Al 2 O 3 ), a polyimide film, or a multilayer film in which a plurality of these films are stacked is used. be able to. Note that the insulating film 40 may be formed on the first metal films 311 and 321 as shown in FIG. 2 or may not be formed on the first metal film, but below the first metal film. It may be formed in a part.
In FIG. 1, the insulating film 40 is not shown for easy understanding of the structure of the Hall element 100. Further, a protective layer (not shown) may be formed on the magnetic sensitive part 20.

(ワイヤーボンディング領域)
図3(a)〜図3(c)は、ホール素子100におけるワイヤーボンディング領域を示す平面図及び断面図であり、図3(a)はホール素子100の平面図、図3(b)は図3(a)に示すホール素子100のC3−C’3断面を示す断面図、図3(c)は図3(a)のD3−D’3断面を示す断面図である。
図3(a)〜(c)に示すように、第1の電極部31は、その上面の側に金属細線が接合される第1のワイヤーボンディング領域141を有する。第1の電極部31を構成する第1の金属膜311が、第1の電極部31が感磁部20と接触するコンタクト領域となる。
(Wire bonding area)
3A to 3C are a plan view and a cross-sectional view showing a wire bonding region in the Hall element 100, FIG. 3A is a plan view of the Hall element 100, and FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view showing a C3-C′3 cross section of the Hall element 100 shown in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing a D3-D′3 cross section of FIG.
As shown in FIGS. 3A to 3C, the first electrode portion 31 has a first wire bonding region 141 to which a thin metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 311 constituting the first electrode portion 31 serves as a contact region where the first electrode portion 31 is in contact with the magnetic sensitive portion 20.

また、第2の電極部32は、その上面の側に金属細線が接合される第2のワイヤーボンディング領域142を有する。第2の電極部32を構成する第1の金属膜321が、第2の電極部32が感磁部20と接触するコンタクト領域となる。
また、第3の電極部33は、その上面の側に金属細線が接合される第3のワイヤーボンディング領域143を有する。第3の電極部33を構成する第1の金属膜331が、第3の電極部33が感磁部20と接触するコンタクト領域となる。
また、第4の電極部34は、その上面の側に金属細線が接合される第4のワイヤーボンディング領域144を有する。第4の電極部34を構成する第1の金属膜341が、第4の電極部34が感磁部20と接触するコンタクト領域となる。
The second electrode portion 32 has a second wire bonding region 142 to which a fine metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 321 constituting the second electrode portion 32 becomes a contact region where the second electrode portion 32 contacts the magnetic sensitive portion 20.
Further, the third electrode portion 33 has a third wire bonding region 143 to which a fine metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 331 constituting the third electrode portion 33 becomes a contact region where the third electrode portion 33 is in contact with the magnetic sensitive portion 20.
Further, the fourth electrode portion 34 has a fourth wire bonding region 144 to which a fine metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 341 constituting the fourth electrode portion 34 becomes a contact region where the fourth electrode portion 34 contacts the magnetic sensitive portion 20.

つまり、本実施形態において、感磁部20の中心から見て、第1〜第4のワイヤーボンディング領域141〜144の各中心位置よりも外側に、第1〜第4の電極部31〜34の各コンタクト領域がそれぞれ位置する。
上述したように、第1の電極部31及び第2の電極部32はホール素子100の入力電極であるため、第1の電極部31のコンタクト領域と第2の電極部32のコンタクト領域との間の経路がホール素子100における信号入力経路145となる。また、第3の電極部33及び第4の電極部34はホール素子100の出力電極であるため、第3の電極部33のコンタクト領域と第4の電極部34のコンタクト領域との間の経路がホール素子100における信号出力経路146となる。
That is, in the present embodiment, the first to fourth electrode portions 31 to 34 are located outside the center positions of the first to fourth wire bonding regions 141 to 144 as viewed from the center of the magnetic sensing unit 20. Each contact region is located.
As described above, since the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 are input electrodes of the Hall element 100, the contact region between the first electrode portion 31 and the contact region of the second electrode portion 32 is the same. The path between them is a signal input path 145 in the Hall element 100. In addition, since the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 are output electrodes of the Hall element 100, a path between the contact region of the third electrode portion 33 and the contact region of the fourth electrode portion 34. Becomes the signal output path 146 in the Hall element 100.

(1−1−2)ホールセンサの構成
図4(a)〜図4(d)は、本発明の第1の実施形態に係るホールセンサ600の構成例を示す図である。図4(a)は、図4(b)に示すホールセンサ600のE4−E’4断面を示す断面図である。図4(b)は、本発明の第1の実施形態に係るホールセンサ600の構成を示す平面図であり、ホールセンサ600の構成の理解を容易にするために、モールド部材を省略して示している。図4(c)は、本発明の第1の実施形態に係るホールセンサ600の構成を示す底面図である。図4(d)は、本発明の第1の実施形態に係るホールセンサ600の構成を示す外観図である。
(1-1-2) Configuration of Hall Sensor FIGS. 4A to 4D are diagrams illustrating a configuration example of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view showing an E4-E′4 cross section of the Hall sensor 600 shown in FIG. FIG. 4B is a plan view showing the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention, in which the mold member is omitted to facilitate understanding of the configuration of the Hall sensor 600. ing. FIG. 4C is a bottom view showing the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4D is an external view showing the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention.

図4(a)〜図4(d)に示すように、ホールセンサ600は、ホール素子100と、リード端子520と、第1〜第4の金属細線(導電性接続部材)531〜534と、保護層540と、モールド部材550と、外装めっき層560とを備える。また、リード端子520は、第1〜第4の端子部521〜524を有する。
ホールセンサ600は、例えばアイランドレス構造であり、外部との電気的接続を得るための複数の端子部521〜524を有する。図4(b)に示すように、第1〜第4の端子部521〜524は、ホール素子100の周囲に配置されている。
例えば、第1の端子部521と第2の端子部522とがホール素子100を挟んで対向するように配置されており、また、第3の端子部523と第4の端子部524とがホール素子100を挟んで対向するように配置されている。そして、第1の端子部521と第2の端子部522とを結ぶ直線(仮想線)と、第3の端子部523と第4の端子部524とを結ぶ直線(仮想線)とが平面視で交差している。リード端子520(第1〜第4の端子部521〜524)は、例えば銅(Cu)等の金属からなる。
4A to 4D, the Hall sensor 600 includes a Hall element 100, a lead terminal 520, first to fourth metal thin wires (conductive connection members) 531 to 534, A protective layer 540, a mold member 550, and an exterior plating layer 560 are provided. Further, the lead terminal 520 has first to fourth terminal portions 521 to 524.
The hall sensor 600 has, for example, an islandless structure and includes a plurality of terminal portions 521 to 524 for obtaining an electrical connection with the outside. As shown in FIG. 4B, the first to fourth terminal portions 521 to 524 are arranged around the Hall element 100.
For example, the first terminal portion 521 and the second terminal portion 522 are disposed so as to face each other with the Hall element 100 interposed therebetween, and the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are formed as holes. They are arranged so as to face each other with the element 100 interposed therebetween. A straight line (virtual line) connecting the first terminal portion 521 and the second terminal portion 522 and a straight line (imaginary line) connecting the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are viewed in plan view. Cross at. The lead terminal 520 (first to fourth terminal portions 521 to 524) is made of a metal such as copper (Cu), for example.

第1〜第4の金属細線531〜534は、ホール素子100が有する第1〜第4の電極部31〜34と、第1〜第4の端子部521〜524とをそれぞれ電気的に接続する導線であり、例えば金(Au)からなる。図4(b)に示すように、第1の金属細線531は、第1の端子部521と第1の電極部31とを接続している。第2の金属細線532は、第2の端子部522と第2の電極部32とを接続している。第3の金属細線533は、第3の端子部523と第3の電極部33とを接続している。第4の金属細線534は、第4の端子部524と第4の電極部34とを接続している。   The first to fourth thin metal wires 531 to 534 electrically connect the first to fourth electrode portions 31 to 34 included in the Hall element 100 and the first to fourth terminal portions 521 to 524, respectively. The conductor is made of, for example, gold (Au). As shown in FIG. 4B, the first thin metal wire 531 connects the first terminal portion 521 and the first electrode portion 31. The second thin metal wire 532 connects the second terminal portion 522 and the second electrode portion 32. The third fine metal wire 533 connects the third terminal portion 523 and the third electrode portion 33. The fourth thin metal wire 534 connects the fourth terminal portion 524 and the fourth electrode portion 34.

保護層540は、基板10の第1〜第4の電極部31〜34が設けられている面とは反対側の面側を覆っている。保護層540は、基板10を保護可能なものであれば特に限定はなく、導体、絶縁体、又は半導体のうち、少なくとも何れか1つを含んでいてもよい。即ち、保護層540は、導体、絶縁体、又は半導体の何れか1つからなる膜であってもよいし、これらのうち2つ以上を含む膜であってもよい。導体としては、例えば、銀ペーストなどの導電性樹脂などが考えられる。絶縁体としては、例えば、エポキシ系の熱硬化型樹脂と、フィラーとしてシリカ(SiO)とを含む絶縁ペースト、窒化ケイ素、二酸化ケイ素などが考えられる。半導体としては、例えば、Si基板やGe基板などの貼り合わせが考えられる。但し、リーク電流防止の観点から、保護層540は、絶縁体であることが好ましい。また、保護層540は積層構造でもよい。 The protective layer 540 covers the surface of the substrate 10 opposite to the surface on which the first to fourth electrode portions 31 to 34 are provided. The protective layer 540 is not particularly limited as long as it can protect the substrate 10, and may include at least one of a conductor, an insulator, and a semiconductor. That is, the protective layer 540 may be a film made of any one of a conductor, an insulator, and a semiconductor, or may be a film including two or more of these. As the conductor, for example, a conductive resin such as silver paste can be considered. As the insulator, for example, an insulating paste containing epoxy thermosetting resin and silica (SiO 2 ) as a filler, silicon nitride, silicon dioxide, and the like are conceivable. As the semiconductor, for example, bonding of a Si substrate or a Ge substrate can be considered. However, from the viewpoint of preventing leakage current, the protective layer 540 is preferably an insulator. The protective layer 540 may have a stacked structure.

モールド部材550は、ホール素子100と、第1〜第4の端子部521〜524と、第1〜第4の金属細線531〜534とをモールドしている。言いかえると、モールド部材550は、ホール素子100と、第1〜第4の端子部521〜524の少なくとも表面側(即ち、金属細線と接続する側の面)と、第1〜第4の金属細線531〜534とを覆って保護(即ち、樹脂封止)している。モールド部材550は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなり、リフロー時の高熱に耐えられるようになっている。   The mold member 550 molds the Hall element 100, the first to fourth terminal portions 521 to 524, and the first to fourth metal thin wires 531 to 534. In other words, the mold member 550 includes the Hall element 100, at least the surface side of the first to fourth terminal portions 521 to 524 (that is, the surface connected to the metal thin wire), and the first to fourth metals. The thin wires 531 to 534 are covered and protected (that is, resin-sealed). The mold member 550 is made of, for example, an epoxy thermosetting resin and can withstand high heat during reflow.

図4(a)及び図4(c)に示すように、ホールセンサ600の底面側(即ち、感磁部20に実装する側)では、第1〜第4の端子部521〜524の第1面(例えば、裏面)の少なくとも一部と、GaAs基板10の第1面(例えば、裏面)の少なくとも一部とが、モールド部材550の同一の面(例えば、裏面)からそれぞれ露出している。ここで、第1〜第4の端子部521〜524の第1面は、第1〜第4の端子部521〜524がそれぞれ有する複数の面のうち、第1〜第4の金属細線531〜534と接続している面とは反対側の面である。GaAs基板10の第1面は、GaAs基板10が有する複数の面のうち、第1〜第4の電極部31〜34が設けられている面とは反対側の面である。
また、外装めっき層560は、モールド部材550から露出している端子部521〜524の裏面に形成されている。外装めっき層560は、例えばスズ(Sn)等からなる。
As shown in FIG. 4A and FIG. 4C, the first of the first to fourth terminal portions 521 to 524 is provided on the bottom surface side of the Hall sensor 600 (that is, the side mounted on the magnetic sensitive portion 20). At least a part of the surface (for example, the back surface) and at least a part of the first surface (for example, the back surface) of the GaAs substrate 10 are respectively exposed from the same surface (for example, the back surface) of the mold member 550. Here, the 1st surface of the 1st-4th terminal parts 521-524 is the 1st-4th metal thin wire 531-among the several surfaces which the 1st-4th terminal parts 521-524 have, respectively. This is the surface opposite to the surface connected to 534. The first surface of the GaAs substrate 10 is a surface opposite to the surface on which the first to fourth electrode portions 31 to 34 are provided among the plurality of surfaces of the GaAs substrate 10.
The exterior plating layer 560 is formed on the back surface of the terminal portions 521 to 524 exposed from the mold member 550. The exterior plating layer 560 is made of, for example, tin (Sn).

(1−1−3)動作
上述したホールセンサ600を用いて磁気(磁界)を検出する場合は、例えば、第1の端子部522が電源電位(+)に接続されると共に、第2の端子部522が接地電位(GND)に接続されて、第1の端子部521から第2の端子部522に電流が流される。そして、第3の端子部523及び第4の端子部524間の電位差V1−V2(=ホール出力電圧VH)を測定する。ホール出力電圧VHの大きさから磁界の大きさを検出し、ホール出力電圧VHの正負から磁界の向きを検出する。
即ち、第1の端子部521は、ホール素子100に所定電圧を供給する電源用端子部である。第2の端子部522は、ホール素子100に接地電位を供給する接地用端子部である。第3の端子部523及び第4の端子部524は、ホール素子100のホール起電力信号を取り出す信号取出用端子部である。
(1-1-3) Operation In the case of detecting magnetism (magnetic field) using the Hall sensor 600 described above, for example, the first terminal portion 522 is connected to the power supply potential (+) and the second terminal The part 522 is connected to the ground potential (GND), and a current flows from the first terminal part 521 to the second terminal part 522. Then, a potential difference V1−V2 (= Hall output voltage VH) between the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 is measured. The magnitude of the magnetic field is detected from the magnitude of the Hall output voltage VH, and the direction of the magnetic field is detected from the positive / negative of the Hall output voltage VH.
That is, the first terminal portion 521 is a power supply terminal portion that supplies a predetermined voltage to the Hall element 100. The second terminal portion 522 is a grounding terminal portion that supplies a ground potential to the Hall element 100. The third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are signal extraction terminal portions that extract the Hall electromotive force signal of the Hall element 100.

(1−2)製造方法
(1−2−1)ホール素子の製造方法
図5(a)〜図5(f)は、ホール素子100の製造方法を工程順に示す断面図である。図5(a)に示すように、まず、基板10を用意する。基板10は、例えばGaAs基板10である。次に、基板10の表面から予め設定した深さの位置にドナー型の不純物をイオン注入する。ドナー型の不純物としては、例えばSi、Sn、S、Se、Te、Ge又はCなどが挙げられる。次に、基板10を加熱して不純物を活性化する。これにより、図5(b)に示すように、基板10内に、基板10よりも低抵抗の導電層21が形成されると共に、この導電層21の上に表面層22が形成される。表面層22は導電層21よりも不純物濃度が低いため、導電層21よりも高抵抗な層(すなわち、導電性の低い層)となる。
(1-2) Manufacturing Method (1-2-1) Manufacturing Method of Hall Element FIGS. 5A to 5F are cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the Hall element 100 in the order of steps. As shown in FIG. 5A, first, a substrate 10 is prepared. The substrate 10 is, for example, a GaAs substrate 10. Next, donor-type impurities are ion-implanted into a position at a preset depth from the surface of the substrate 10. Examples of the donor-type impurity include Si, Sn, S, Se, Te, Ge, and C. Next, the substrate 10 is heated to activate the impurities. As a result, as shown in FIG. 5B, the conductive layer 21 having a lower resistance than the substrate 10 is formed in the substrate 10, and the surface layer 22 is formed on the conductive layer 21. Since the surface layer 22 has a lower impurity concentration than the conductive layer 21, it becomes a layer having a higher resistance than the conductive layer 21 (that is, a layer having low conductivity).

なお、この不純物を活性化する工程は、図5(c)に示す基板10のパターニング工程以降に行ってもよい。また、図5(c)に示す工程以降の他の加熱工程と兼用で行ってもよい。また、導電層21の形成はイオン注入に限定されない。例えば、MOCVD法により、基板10上に不純物を高濃度に含むGaAsをエピタキシャル成長することにより導電層21を形成してもよい。この場合は、導電層21の形成に続いて、不純物を低濃度に含む(または、不純物を含まない)GaAsをエピタキシャル成長させることにより、導電層21上に、導電層21よりも高抵抗の表面層22を形成することができる。   In addition, you may perform the process of activating this impurity after the patterning process of the board | substrate 10 shown in FIG.5 (c). Moreover, you may perform by combining with the other heating process after the process shown in FIG.5 (c). The formation of the conductive layer 21 is not limited to ion implantation. For example, the conductive layer 21 may be formed by epitaxially growing GaAs containing impurities at a high concentration on the substrate 10 by MOCVD. In this case, following the formation of the conductive layer 21, GaAs containing impurities at a low concentration (or not containing impurities) is epitaxially grown to form a surface layer having a higher resistance than the conductive layer 21 on the conductive layer 21. 22 can be formed.

次に、図5(c)に示すように、断面視による形状がメサ形状である感磁部20を形成する。感磁部20は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、基板10をパターニングすることにより形成される。
続いて、図5(d)に示すように、感磁部20が形成された基板10上に第1の金属膜311を部分的に形成する。ここでは、第1の金属膜311を、例えばAuGe膜、Ni膜、Au膜をこの順に積層して形成する。第1の金属膜311は、例えばリフトオフ、またはマスク蒸着により形成される。リフトオフは、レジストパターンが形成された基板上に金属膜を蒸着し、その後レジストパターンを取り去ることにより、基板のレジストパターンで覆われていなかった領域上にのみ金属膜を残す方法である。マスク蒸着は、貫通穴が部分的に形成された板を通して基板上に金属膜を蒸着することにより、基板の貫通穴直下の領域上にのみ金属膜を蒸着する方法である。第1の金属膜311を形成した後は、基板10を加熱して、基板10と第1の金属膜311との界面を合金化する。
Next, as shown in FIG. 5C, the magnetic sensing part 20 having a mesa shape in cross-sectional view is formed. The magnetic sensitive part 20 is formed by patterning the substrate 10 using a photolithography technique and an etching technique.
Subsequently, as shown in FIG. 5D, a first metal film 311 is partially formed on the substrate 10 on which the magnetic sensitive portion 20 is formed. Here, the first metal film 311 is formed by stacking, for example, an AuGe film, a Ni film, and an Au film in this order. The first metal film 311 is formed by, for example, lift-off or mask vapor deposition. Lift-off is a method in which a metal film is deposited on a substrate on which a resist pattern is formed, and then the resist pattern is removed, so that the metal film is left only on a region not covered with the resist pattern on the substrate. Mask vapor deposition is a method of depositing a metal film only on a region immediately below the through hole of the substrate by depositing a metal film on the substrate through a plate in which the through hole is partially formed. After the first metal film 311 is formed, the substrate 10 is heated to alloy the interface between the substrate 10 and the first metal film 311.

次に、図5(e)に示すように、基板10の第1の金属膜311,321下から露出している感磁部20の上面及び斜面20aの表面上に絶縁膜40を形成する。絶縁膜40は、第1の金属膜311,321の一部が露出するように形成される。絶縁膜40は、例えばシリコン窒化膜(SiN膜)である。絶縁膜40は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法で基板10の上面全体に絶縁膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、この上面全体に形成された絶縁膜をパターニングすることにより形成される。なお、基板10の上面全体に絶縁膜を形成し、パターニングして絶縁膜40を形成した後に、第1の金属膜311,321を形成してもよい。   Next, as illustrated in FIG. 5E, the insulating film 40 is formed on the upper surface of the magnetic sensitive part 20 and the surface of the inclined surface 20 a exposed from below the first metal films 311 and 321 of the substrate 10. The insulating film 40 is formed so that a part of the first metal films 311 and 321 is exposed. The insulating film 40 is, for example, a silicon nitride film (SiN film). The insulating film 40 is formed on the entire upper surface of the substrate 10 by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition), and then the insulating film formed on the entire upper surface is patterned using a photolithography technique and an etching technique. Is formed. Note that the first metal films 311 and 321 may be formed after an insulating film is formed on the entire top surface of the substrate 10 and patterned to form the insulating film 40.

次に、図5(f)に示すように、絶縁膜40が形成された基板10上に第2の金属膜312,322を部分的に形成する。ここでは、第2の金属膜312,322として、例えばTi膜、Au膜をこの順に積層する。また、第2の金属膜312,322を、例えばリフトオフ、またはマスク蒸着で形成する。
その後、基板10上に保護膜(図示せず)等を形成する。そして、基板10をダイシングして、基板10を複数のホール素子100の各々ごとに個片化する。以上の工程を経て、図1等に示したホール素子100が完成する。
Next, as shown in FIG. 5F, second metal films 312 and 322 are partially formed on the substrate 10 on which the insulating film 40 is formed. Here, for example, a Ti film and an Au film are stacked in this order as the second metal films 312 and 322. The second metal films 312 and 322 are formed by, for example, lift-off or mask vapor deposition.
Thereafter, a protective film (not shown) or the like is formed on the substrate 10. Then, the substrate 10 is diced, and the substrate 10 is separated into pieces for each of the plurality of Hall elements 100. Through the above steps, the Hall element 100 shown in FIG. 1 and the like is completed.

(1−2−2)ホールセンサの製造方法
図6(a)〜図6(e)は、ホールセンサ600の製造方法を示す工程平面図である。図7(a)〜図7(d)は、ホールセンサ600の製造方法を示す工程断面図である。なお、図6(a)〜図6(e)において、ダイシングのブレード幅(即ち、カーフ幅)の図示は省略している。
図6(a)に示すように、まず、リードフレーム620を用意する。このリードフレーム620は、図6(b)に示したリード端子520が平面視で縦方向及び横方向に複数繋がっている基板である。
(1-2-2) Manufacturing Method of Hall Sensor FIGS. 6A to 6E are process plan views showing a manufacturing method of the Hall sensor 600. FIG. FIG. 7A to FIG. 7D are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the Hall sensor 600. In FIGS. 6A to 6E, the dicing blade width (ie, the kerf width) is not shown.
As shown in FIG. 6A, first, a lead frame 620 is prepared. The lead frame 620 is a substrate in which a plurality of lead terminals 520 shown in FIG. 6B are connected in the vertical direction and the horizontal direction in plan view.

次に、図6(b)に示すように、リードフレーム620の裏面側に、例えば、基材として耐熱性フィルム580の一方の面を貼付する。この耐熱性フィルム580の一方の面には例えば絶縁性の粘着層が塗布されている。粘着層は、その成分として、例えばシリコーン樹脂がベースとなっている。この粘着層によって、耐熱性フィルム580にリードフレーム620を貼付し易くなっている。リードフレーム620の裏面側に耐熱性フィルム580を貼付することによって、リードフレーム620の貫通している貫通領域を、裏面側から耐熱性フィルム580で塞いだ状態となる。   Next, as shown in FIG. 6B, for example, one surface of the heat-resistant film 580 is pasted on the back side of the lead frame 620 as a base material. For example, an insulating adhesive layer is applied to one surface of the heat resistant film 580. The adhesive layer is based on, for example, a silicone resin as a component. This adhesive layer makes it easy to attach the lead frame 620 to the heat resistant film 580. By sticking the heat resistant film 580 to the back surface side of the lead frame 620, the penetration region through which the lead frame 620 penetrates is closed with the heat resistant film 580 from the back surface side.

次に、図6(c)に示すように、耐熱性フィルム580の粘着層を有する面のうち、第1〜第4の端子部521〜524で囲まれた領域に、保護層540を有するホール素子100を載置する(即ち、ダイボンディングを行う。)。ここでは、基板10の第1面を耐熱性フィルム580の粘着層を有する面に対向させてダイボンディングを行う。
次に、図6(d)に示すように、第1〜第4の金属細線531〜534の一端を第1〜第4の端子部521〜524にそれぞれ接続し、第1〜第4の金属細線531〜534の他端をホール素子100の第1〜第4の電極部31〜34にそれぞれ接続する(即ち、ワイヤーボンディングを行う。)。そして、図6(e)に示すように、モールド部材550を形成する(即ち、樹脂モールドを行う。)。この樹脂モールドは、例えばトランスファーモールド技術を用いて行う。
Next, as shown in FIG.6 (c), the hole which has the protective layer 540 in the area | region enclosed by the 1st-4th terminal parts 521-524 among the surfaces which have the adhesion layer of the heat resistant film 580. The element 100 is placed (that is, die bonding is performed). Here, die bonding is performed with the first surface of the substrate 10 opposed to the surface having the adhesive layer of the heat resistant film 580.
Next, as shown in FIG.6 (d), the end of the 1st-4th metal fine wires 531-534 is connected to the 1st-4th terminal parts 521-524, respectively, and the 1st-4th metal The other ends of the thin wires 531 to 534 are connected to the first to fourth electrode portions 31 to 34 of the Hall element 100, respectively (that is, wire bonding is performed). Then, as shown in FIG. 6E, a mold member 550 is formed (that is, resin molding is performed). This resin mold is performed using, for example, a transfer mold technique.

例えば図7(a)に示すように、下金型591と上金型592とを備えるモールド金型590を用意し、このモールド金型590のキャビティ内にワイヤーボンディング後のリードフレーム620を配置する。次に、キャビティ内であって、耐熱性フィルム580の粘着層を有する面(即ち、リードフレーム620と接着している面)の側に加熱し溶融したモールド部材550を注入し、充填する。これにより、ホール素子100と、リードフレーム620と、金属細線531〜534とをモールドする。即ち、ホール素子100と、リードフレーム620の少なくとも表面側と、金属細線531〜534とをモールド部材550で覆って保護する。モールド部材550がさらに加熱し硬化したら、該モールド部材550をモールド金型から取り出す。   For example, as shown in FIG. 7A, a mold die 590 including a lower die 591 and an upper die 592 is prepared, and a lead frame 620 after wire bonding is disposed in the cavity of the mold die 590. . Next, the mold member 550 heated and melted is injected into the cavity and the side of the heat-resistant film 580 having the adhesive layer (that is, the surface bonded to the lead frame 620) and filled. Thus, the Hall element 100, the lead frame 620, and the fine metal wires 531 to 534 are molded. That is, the Hall element 100, at least the surface side of the lead frame 620, and the fine metal wires 531 to 534 are covered and protected by the mold member 550. When the mold member 550 is further heated and cured, the mold member 550 is removed from the mold.

次に、図7(b)に示すように、モールド部材550から耐熱性フィルム580を剥離する。これにより、モールド部材550からホール素子100の基板10を露出させる。そして、図7(c)に示すように、リードフレーム620のモールド部材550から露出している面(少なくとも、各端子部522〜25のモールド部材550から露出している裏面)に外装めっきを施して、外装めっき層560を形成する。
次に、図7(d)に示すように、モールド部材550の上面(即ち、ホールセンサ600の外装めっき層560を有する面の反対側の面)にダイシングテープ593を貼付する。そして、例えば図6(e)に示した仮想の2点鎖線に沿って、リードフレーム620に対してブレードを相対的に移動させて、モールド部材550及びリードフレーム620を切断する(即ち、ダイシングを行う。)。つまり、モールド部材550及びリードフレーム620を複数のホール素子100の各々ごとにダイシングして個片化する。以上の工程を経て、図4に示したホールセンサ600が完成する。
Next, as illustrated in FIG. 7B, the heat resistant film 580 is peeled from the mold member 550. As a result, the substrate 10 of the Hall element 100 is exposed from the mold member 550. Then, as shown in FIG. 7C, exterior plating is applied to the surface exposed from the mold member 550 of the lead frame 620 (at least the back surface exposed from the mold member 550 of each terminal portion 522-25). Then, the exterior plating layer 560 is formed.
Next, as shown in FIG. 7D, a dicing tape 593 is affixed to the upper surface of the mold member 550 (ie, the surface opposite to the surface having the exterior plating layer 560 of the Hall sensor 600). Then, for example, along the virtual two-dot chain line shown in FIG. 6E, the blade is moved relative to the lead frame 620 to cut the mold member 550 and the lead frame 620 (that is, dicing is performed). Do.) That is, the mold member 550 and the lead frame 620 are diced for each of the plurality of Hall elements 100 to be singulated. Through the above steps, the Hall sensor 600 shown in FIG. 4 is completed.

<効果>
(1)ホール素子をモールド樹脂で封止したホールセンサでは、ホール素子とモールド樹脂との熱膨張率の違いから、ホール素子の基板の対角線上の領域には、相対的に強い応力分布が発生し、ホール素子のオフセット電圧Vuが変動してしまう。また、メサ形状に加工された感磁部の斜面は結晶学的に特に圧電効果が大きく、応力によって強い抵抗変動を起こし易いため、基板の対角線上の領域に感磁部の斜面が設けられていることによりオフセット電圧Vuの変動の影響がより大きくなる。
<Effect>
(1) In a Hall sensor in which a Hall element is sealed with mold resin, a relatively strong stress distribution is generated in a diagonal region of the Hall element substrate due to the difference in thermal expansion coefficient between the Hall element and the mold resin. As a result, the offset voltage Vu of the Hall element varies. In addition, the slope of the magnetosensitive part machined into a mesa shape has a particularly large piezoelectric effect crystallographically and tends to cause strong resistance fluctuations due to stress. Therefore, the slope of the magnetosensitive part is provided in the diagonal region of the substrate. As a result, the influence of the fluctuation of the offset voltage Vu becomes larger.

これに対して、第1実施形態では、平面視で、感磁部20の外縁の辺s1、s2、s3、s4が、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4それぞれと対向する基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。すなわち、感磁部20は、感磁部20の辺s1が基板10の辺S1と平行となるように配置されている。同様に、感磁部20は、感磁部20の辺s2、s3、s4が基板10の辺S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。このため、第1実施形態によれば、応力によって強い抵抗変動を起こし易い感磁部20の斜面20aは、基板10の対角線上の領域から離れた領域に位置し、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。   On the other hand, in the first embodiment, the substrates s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magnetic sensing unit 20 face the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 in plan view. The ten sides S1, S2, S3, and S4 are arranged in parallel to each other. That is, the magnetic sensing unit 20 is arranged so that the side s1 of the magnetic sensing unit 20 is parallel to the side S1 of the substrate 10. Similarly, the magnetic sensing unit 20 is arranged so that the sides s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. For this reason, according to the first embodiment, the slope 20a of the magnetically sensitive portion 20 that is likely to cause a strong resistance variation due to stress is located in a region away from the diagonal region of the substrate 10 and the offset voltage Vu of the Hall element 100. Fluctuations are suppressed.

(2)また、第1実施形態では、感磁部20の四隅の角部C1〜C4が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第1〜第4の電極部31〜34によってそれぞれ覆われている。このため、感磁部20はホール素子100上面からの応力の影響を受けづらくなり、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。また、これにより、相対的に強い応力分布が発生する基板10の対角線上の領域に位置する感磁部20の斜面20aが第1〜第4の電極部31〜34で覆われるため、より効果的にホール素子100のオフセット電圧Vuの変動が抑制される。 (2) Moreover, in 1st Embodiment, the corner | angular parts C1-C4 of the four corners of the magnetic sensing part 20 are each covered with the 1st-4th electrode parts 31-34 which carry out plastic deformation flexibly with the stress from an upper surface. ing. For this reason, the magnetic sensing unit 20 is less susceptible to the stress from the upper surface of the Hall element 100, and the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed. Moreover, since the slope 20a of the magnetic sensitive part 20 located in the area | region on the diagonal of the board | substrate 10 with which relatively strong stress distribution generate | occur | produces by this is covered with the 1st-4th electrode parts 31-34, it is more effective. Therefore, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.

(3)また、第1実施形態では、感磁部20の辺s1の長さが基板10の辺S1の1/4以上の長さであり、感磁部20の辺s2、s3、s4の長さは、それぞれ、基板10の辺S2、S3、S4の1/4以上の長さであることが好ましい。これにより、静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)による素子破壊が起こりにくくなる。また、感磁部20の平面視における面積が増大してホール素子100の出力信号のノイズ(N/S比)が低減する。
また、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4のうち基板10の対角線上の領域からより離れた位置に設けられる部分が増加する。したがって、ホール素子100のオフセット電圧Vuの変動がより抑制される。
(3) In the first embodiment, the length of the side s1 of the magnetic sensing unit 20 is not less than 1/4 of the side S1 of the substrate 10, and the length of the sides s2, s3, s4 of the magnetic sensing unit 20 is The lengths are preferably ¼ or more of the sides S2, S3, S4 of the substrate 10, respectively. Thereby, element destruction due to electrostatic discharge (ESD) is less likely to occur. Further, the area of the magnetic sensing unit 20 in plan view is increased, and noise (N / S ratio) of the output signal of the Hall element 100 is reduced.
Moreover, the part provided in the position more distant from the area | region on the diagonal of the board | substrate 10 among edge | side s1, s2, s3, s4 of the magnetic sensing part 20 increases. Therefore, fluctuations in the offset voltage Vu of the Hall element 100 are further suppressed.

2.第2の実施形態
上述した第1の実施形態では、平面視で、感磁部20の角c1〜c4が、第1〜第4の電極部31〜34の下部に位置する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
2. 2nd Embodiment In 1st Embodiment mentioned above, the case where the corners c1-c4 of the magnetic sensing part 20 were located in the lower part of the 1st-4th electrode parts 31-34 by planar view was demonstrated. However, the present invention is not limited to this.

図8は、本発明の第2の実施形態に係るホール素子200の構成例を示す平面図である。また、図9(a)及び図9(b)は、図8に示すホール素子200をF8−F’8線及びG8−G’8線で切断した断面図である。図8並びに図9(a)及び図9(b)に示すように、第2実施形態に係るホール素子200では、平面視で、感磁部20の角c1〜c4が、第1〜第4の電極部31〜34の外側に位置する。すなわち、第1の電極部31、第2の電極部32、第3の電極部33及び第4の電極部34の各々の外周は、平面視で、感磁部20の外周で囲まれる領域の内側に位置している。   FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of the Hall element 200 according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of the Hall element 200 shown in FIG. 8 taken along lines F8-F′8 and G8-G′8. As shown in FIGS. 8, 9A, and 9B, in the Hall element 200 according to the second embodiment, the corners c1 to c4 of the magnetic sensing unit 20 are first to fourth in plan view. It is located outside the electrode parts 31-34. That is, the outer periphery of each of the first electrode unit 31, the second electrode unit 32, the third electrode unit 33, and the fourth electrode unit 34 is a region surrounded by the outer periphery of the magnetic sensing unit 20 in plan view. Located inside.

このような構成であっても、ホール素子200において、平面視で、感磁部20の外縁の辺s1、s2、s3、s4が、基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。また、ホール素子200では、感磁部20の四隅の角部C1〜C4が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第1〜第4の電極部31〜34によってそれぞれ覆われている。したがって、第2の実施形態は、第1の実施形態の効果(1)〜(2)と同様の効果を奏する。
また、ホール素子200において、感磁部20の辺s1〜s4の長さが基板10の辺S1〜S4のそれぞれの1/4以上の長さである場合には、第2の実施形態は、第1の実施形態の効果(3)と同様の効果を奏する。
Even in such a configuration, in the Hall element 200, the sides s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. It is arranged to be. Further, in the Hall element 200, the corners C1 to C4 at the four corners of the magnetic sensitive part 20 are respectively covered with first to fourth electrode parts 31 to 34 that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. Therefore, the second embodiment has the same effects as the effects (1) to (2) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are not less than ¼ of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the second embodiment There exists an effect similar to the effect (3) of 1st Embodiment.

3.第3の実施形態
上述した第1、第2の実施形態では、感磁部20の平面形状が矩形状である場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
3. Third Embodiment In the first and second embodiments described above, the case where the planar shape of the magnetic sensitive unit 20 is rectangular has been described. However, the present invention is not limited to this.

図10は、本発明の第3の実施形態に係るホール素子300の構成例を示す平面図である。また、図11(a)及び図11(b)は、図10に示すホール素子300をH10−H’10断面及びJ10−J’10断面を示す断面図である。図12は、第3の実施形態に係る感磁部20の構成例を示す平面図である。   FIG. 10 is a plan view showing a configuration example of the Hall element 300 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views of the Hall element 300 shown in FIG. 10 showing the H10-H′10 cross section and the J10-J′10 cross section. FIG. 12 is a plan view illustrating a configuration example of the magnetic sensing unit 20 according to the third embodiment.

図10〜図12に示すように、第3の実施形態に係るホール素子300の感磁部20は、平面形状が矩形状の主要感磁部120と、主要感磁部120の四隅からそれぞれ外側へ延出された第1〜第4の延出部121〜124とを備えている。第1の延出部121及び第2の延出部122は、平面視で、基板10の第1の対角線126の延長線上にそれぞれ位置する。また、第3の延出部123及び第4の延出部124は、基板10の第2の対角線127の延長線上にそれぞれ位置する。主要感磁部120の角部C1〜C4は、第1〜第4の電極部31〜34によってそれぞれ覆われている。   As shown in FIG. 10 to FIG. 12, the magnetic sensing part 20 of the Hall element 300 according to the third embodiment includes a main magnetic sensing part 120 having a rectangular planar shape and outer sides from the four corners of the main magnetic sensing part 120. 1st-4th extension part 121-124 extended to. The first extension part 121 and the second extension part 122 are respectively located on the extension line of the first diagonal line 126 of the substrate 10 in plan view. Further, the third extension portion 123 and the fourth extension portion 124 are respectively located on the extension lines of the second diagonal line 127 of the substrate 10. Corners C1 to C4 of the main magnetic sensing part 120 are covered with first to fourth electrode parts 31 to 34, respectively.

第1〜第4の延出部121〜124の延出端部は、それぞれ第1〜第4の電極部31〜34によって覆われている。そして、図10に示すように、第1の延出部121は、第1の電極部31と電気的に接続している。第2の延出部122は、第2の電極部32と電気的に接続している。第3の延出部123は、第3の電極部33と電気的に接続している。第4の延出部124は、第4の電極部34と電気的に接続している。感磁部20の第1〜第4の延出部121〜124の延出端部において、第1〜第4の電極31〜34と接続している。各延出端部において、絶縁膜40が開口部を有し、開口部で延出端部と各電極とが接続する。   The extending end portions of the first to fourth extending portions 121 to 124 are covered with first to fourth electrode portions 31 to 34, respectively. As shown in FIG. 10, the first extension portion 121 is electrically connected to the first electrode portion 31. The second extension part 122 is electrically connected to the second electrode part 32. The third extension part 123 is electrically connected to the third electrode part 33. The fourth extension portion 124 is electrically connected to the fourth electrode portion 34. In the extended end part of the 1st-4th extension parts 121-124 of the magnetic sensing part 20, it connects with the 1st-4th electrodes 31-34. In each extended end, the insulating film 40 has an opening, and the extended end and each electrode are connected through the opening.

図10に示すように、主要感磁部120は、平面視における外縁に辺s1、s2、s3、s4を有している。ここで、主要感磁部120の辺s1とは、主要感磁部120から延出された隣接する2つの延出部である第1の延出部121及び第4の延出部124で挟まれた部分を示すものとする。同様に、主要感磁部120の辺s2とは、主要感磁部120から延出された隣接する第4の延出部124及び第2の延出部122で挟まれた部分を示すものとする。主要感磁部120の辺s3とは、主要感磁部120から延出された隣接する第2の延出部122及び第3の延出部123で挟まれた部分を示すものとする。主要感磁部120の辺s4とは、主要感磁部120から延出された隣接する第3の延出部123及び第1の延出部121で挟まれた部分を示すものとする。
主要感磁部120から延出された隣接する第1の延出部121及び第4の延出部124で挟まれた辺s1の長さは、基板10の辺S1の1/4以上の長さであることが好ましい。主要感磁部120の辺s2〜s4の長さは、それぞれ、基板10の辺S2〜S4の1/4以上の長さであることが好ましい。
As shown in FIG. 10, the main magnetic sensing unit 120 has sides s1, s2, s3, and s4 on the outer edge in plan view. Here, the side s <b> 1 of the main magnetic sensing part 120 is sandwiched between the first extension part 121 and the fourth extension part 124 which are two adjacent extension parts extending from the main magnetic sensing part 120. This part shall be indicated. Similarly, the side s2 of the main magnetic sensing portion 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent fourth extension portion 124 and second extension portion 122 extending from the main magnetic sensitivity portion 120. To do. The side s3 of the main magnetic sensing portion 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent second extending portion 122 and third extending portion 123 extending from the main magnetic sensitive portion 120. The side s4 of the main magnetic sensing portion 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent third extending portion 123 and the first extending portion 121 extending from the main magnetic sensitive portion 120.
The length of the side s1 sandwiched between the adjacent first extension portion 121 and the fourth extension portion 124 extending from the main magnetic sensing portion 120 is ¼ or more of the side S1 of the substrate 10. It is preferable. It is preferable that the lengths of the sides s2 to s4 of the main magnetic sensing part 120 are ¼ or more of the sides S2 to S4 of the substrate 10, respectively.

このような構成であっても、ホール素子300において、平面視で、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4が、基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。また、ホール素子300では、感磁部20の四隅の角部C1〜C4が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第1〜第4の電極部31〜34によってそれぞれ覆われている。したがって、第3の実施形態は、第1の実施形態の効果(1)〜(2)と同様の効果を奏する。
また、ホール素子200において、感磁部20の辺s1〜s4の長さが基板10の辺S1〜S4のそれぞれの1/4以上の長さである場合には、第3の実施形態は、第1の実施形態の効果(3)と同様の効果を奏する。
Even in such a configuration, in the Hall element 300, the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. Is arranged. Further, in the Hall element 300, the corners C1 to C4 at the four corners of the magnetic sensitive part 20 are respectively covered with first to fourth electrode parts 31 to 34 that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. Therefore, the third embodiment has the same effects as the effects (1) to (2) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are not less than 1/4 of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the third embodiment There exists an effect similar to the effect (3) of 1st Embodiment.

4.第4の実施形態
上述した第3の実施形態では、第1〜第4の延出部121〜124を有し、主要感磁部120の角部C1〜C4が第1〜第4の電極部31〜34によって覆われている場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
4). Fourth Embodiment In the third embodiment described above, the first to fourth extending portions 121 to 124 are provided, and the corner portions C1 to C4 of the main magnetic sensitive portion 120 are the first to fourth electrode portions. The case where it was covered with 31-34 was demonstrated. However, the present invention is not limited to this.

図13は、本発明の第4の実施形態に係るホール素子400の構成例を示す平面図である。また、図14(a)及び図14(b)は、図13に示すホール素子300をK13−K’13断面及びL13−L’13断面を示す断面図である。
図13に示すように、第4の実施形態に係るホール素子400の感磁部20は、平面形状が矩形状の主要感磁部120と、主要感磁部120の四隅からそれぞれ外側へ延出された第1〜第4の延出部121〜124とを備えている。第1の延出部121及び第2の延出部122は、平面視で、基板10の第1の対角線126の延長線上にそれぞれ位置する。また、第3の延出部123及び第4の延出部124は、基板10の第2の対角線127の延長線上にそれぞれ位置する。第4の実施形態に係るホール素子400は、主要感磁部120の角部C1〜C4が第1〜第4の電極部31〜34によってそれぞれ覆われていない点で、第3の実施形態のホール素子300と相違する。
FIG. 13 is a plan view showing a configuration example of the Hall element 400 according to the fourth embodiment of the present invention. FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views of the Hall element 300 shown in FIG. 13 showing the K13-K′13 cross section and the L13-L′13 cross section.
As shown in FIG. 13, the magnetically sensitive part 20 of the Hall element 400 according to the fourth embodiment has a main magnetically sensitive part 120 having a rectangular planar shape and extends outward from four corners of the main magnetically sensitive part 120. The first to fourth extending portions 121 to 124 are provided. The first extension part 121 and the second extension part 122 are respectively located on the extension line of the first diagonal line 126 of the substrate 10 in plan view. Further, the third extension portion 123 and the fourth extension portion 124 are respectively located on the extension lines of the second diagonal line 127 of the substrate 10. The Hall element 400 according to the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment in that corners C1 to C4 of the main magnetic sensing part 120 are not covered with the first to fourth electrode parts 31 to 34, respectively. Different from the Hall element 300.

主要感磁部120から延出された隣接する第1の延出部121及び第4の延出部124で挟まれた辺s1の長さは、基板10の辺S1の1/4以上の長さであることが好ましい。主要感磁部120の辺s2〜s4の長さは、それぞれ、基板10の辺S2〜S4の1/4以上の長さであることが好ましい。
このような構成であっても、ホール素子300において、平面視で、感磁部20の辺s1、s2、s3、s4が、基板10の辺S1、S2、S3、S4とそれぞれ平行となるように配置されている。したがって、第3の実施形態は、第1の実施形態の効果(1)と同様の効果を奏する。
また、ホール素子200において、感磁部20の辺s1〜s4の長さが基板10の辺S1〜S4のそれぞれの1/4以上の長さである場合には、第3の実施形態は、第1の実施形態の効果(3)と同様の効果を奏する。
The length of the side s1 sandwiched between the adjacent first extension portion 121 and the fourth extension portion 124 extending from the main magnetic sensing portion 120 is ¼ or more of the side S1 of the substrate 10. It is preferable. It is preferable that the lengths of the sides s2 to s4 of the main magnetic sensing part 120 are ¼ or more of the sides S2 to S4 of the substrate 10, respectively.
Even in such a configuration, in the Hall element 300, the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. Is arranged. Therefore, the third embodiment has the same effect as the effect (1) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are not less than 1/4 of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the third embodiment There exists an effect similar to the effect (3) of 1st Embodiment.

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。   The scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but also includes all embodiments that provide equivalent effects to those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but can be defined by any desired combination of specific features among all the disclosed features.

10 基板(化合物半導体基板)
10a 上面
20 感磁部
20a 斜面
21 導電層
22 表面層
31 第1の電極部
32 第2の電極部
33 第3の電極部
34 第4の電極部
40 絶縁膜
100,200,300,400 ホール素子
120 主要感磁部
121 第1の延出部
122 第2の延出部
123 第3の延出部
124 第4の延出部
126 第1の対角線
127 第2の対角線
141 第1のワイヤーボンディング領域
142 第2のワイヤーボンディング領域
143 第3のワイヤーボンディング領域
144 第4のワイヤーボンディング領域
145 信号入力経路
146 信号出力経路
311,321,331,341 第1の金属層
312,322,332,342 第2の金属層
520 リード端子
521 第1の端子部
522 第2の端子部
523 第3の端子部
524 第4の端子部
531 第1の金属細線
532 第2の金属細線
533 第3の金属細線
534 第4の金属細線
540 保護層
550 モールド部材
560 外装めっき層
580 耐熱性フィルム
590 モールド金型
591 下金型
592 上金型
593 ダイシングテープ
600 ホールセンサ
620 リードフレーム
10 Substrate (compound semiconductor substrate)
10a Top surface 20 Magnetic sensing portion 20a Slope 21 Conductive layer 22 Surface layer 31 First electrode portion 32 Second electrode portion 33 Third electrode portion 34 Fourth electrode portion 40 Insulating film 100, 200, 300, 400 Hall element 120 Main magnetic sensing part 121 First extension part 122 Second extension part 123 Third extension part 124 Fourth extension part 126 First diagonal line 127 Second diagonal line 141 First wire bonding region 142 second wire bonding region 143 third wire bonding region 144 fourth wire bonding region 145 signal input path 146 signal output path 311, 321, 331, 341 first metal layer 312, 322, 332, 342 second Metal layer 520 Lead terminal 521 First terminal portion 522 Second terminal portion 523 Third terminal portion 524 Fourth terminal portion 531 1st metal wire 532 2nd metal wire 533 3rd metal wire 534 4th metal wire 540 Protective layer 550 Mold member 560 Exterior plating layer 580 Heat-resistant film 590 Mold die 591 Lower die 592 Upper die 593 Dicing tape 600 Hall sensor 620 Lead frame

Claims (7)

矩形状の半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面に形成され、断面視による形状がメサ形状であり外縁部に斜面を有する感磁部と、
前記半導体基板の前記一方の面側の対角上の四隅に配置され、前記感磁部と電気的に接続された電極部と、
を備え、
前記感磁部は、矩形状の主要感磁部を有し、平面視で、前記主要感磁部の外縁の各辺が該主要感磁部の該各辺と対向する前記半導体基板の辺とそれぞれ平行となるように配置される
ホール素子。
A rectangular semiconductor substrate;
A magnetic sensitive part formed on one surface of the semiconductor substrate and having a mesa shape in cross-sectional view and having an inclined surface at the outer edge,
Electrode portions disposed at diagonally four corners on the one surface side of the semiconductor substrate and electrically connected to the magnetically sensitive portion;
With
The magnetic sensing part has a rectangular main magnetic sensing part, and each side of the outer edge of the main magnetic sensing part is opposed to each side of the main magnetic sensing part in a plan view. Hall elements arranged so as to be parallel to each other.
前記感磁部は、矩形状の前記主要感磁部の四隅からそれぞれ延出された延出部を備える
請求項1に記載のホール素子。
2. The Hall element according to claim 1, wherein the magnetically sensitive part includes extended parts respectively extending from four corners of the rectangular main magnetically sensitive part.
前記主要感磁部から延出された隣接する2つの延出部で挟まれた前記主要感磁部の外縁の長さは、それぞれ、該外縁に対向する前記半導体基板の辺の1/4以上の長さである
請求項2に記載のホール素子。
The length of the outer edge of the main magnetic sensitive part sandwiched between two adjacent extended parts extended from the main magnetic sensitive part is ¼ or more of the side of the semiconductor substrate facing the outer edge, respectively. The Hall element according to claim 2, which has a length of
前記延出部の延出端部は、前記電極部によって覆われている
請求項2又は3に記載のホール素子。
4. The Hall element according to claim 2, wherein an extended end portion of the extended portion is covered with the electrode portion.
断面視で、前記感磁部と前記電極部との間に配置される絶縁膜をさらに備え、
前記絶縁膜は、開口部を有し、
前記開口部で、前記感磁部の前記延出端部と前記電極部とが接触する
請求項4に記載のホール素子。
In a cross-sectional view, further comprising an insulating film disposed between the magnetic sensing portion and the electrode portion,
The insulating film has an opening;
The Hall element according to claim 4, wherein the extended end portion of the magnetic sensing portion and the electrode portion are in contact with each other at the opening.
前記主要感磁部の角部は、前記電極部によってそれぞれ覆われている
請求項1から5のいずれか1項に記載のホール素子。
6. The Hall element according to claim 1, wherein corner portions of the main magnetically sensitive portion are respectively covered with the electrode portions.
請求項1から請求項6の何れか1項に記載のホール素子と、
端子部と、
前記電極部と前記端子部とをそれぞれ接続する金属細線と、
前記ホール素子の少なくとも一部、前記端子部の少なくとも一部、及び、前記金属細線を封止するモールド部材と、
を備えるホールセンサ。
The hall element according to any one of claims 1 to 6,
A terminal section;
Fine metal wires connecting the electrode part and the terminal part,
A mold member for sealing at least a part of the Hall element, at least a part of the terminal part, and the fine metal wire;
Hall sensor equipped with.
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