JP2020165939A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感磁部に印加される較正磁場の強度を高めつつ、強度のばらつきを抑制することを可能とした半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１Ａは、半導体基板２と、感磁部３ａを含み、半導体基板２に設けられる縦型ホール素子３と、感磁部３ａの上方に配置されて、感磁部３ａに対して較正磁場Ｍ１を印加する励磁用配線４と、感磁部３ａの上方、且つ、半導体基板２の表面の直上からの平面視において、励磁用配線４を挟んだ一方の側及び他方の側の各々に並んで配置されて、感磁部３ａに対して較正磁場Ｍ２を印加する励磁用配線５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置に関する。

例えば、磁気センサとしてホール素子を用いた半導体装置がある。ホール素子は、非接触での位置検出や角度検出が可能な磁気センサとして様々な用途に用いられている。また、ホール素子には、縦型ホール素子と横型ホール素子とがある。このうち、横型ホール素子は、素子表面に対して垂直な磁場成分を検出する磁気センサである。一方、縦型ホール素子は、素子表面に対して平行な磁場成分を検出する磁気センサである。さらに、横型ホール素子と縦型ホール素子とを組み合わせて、２次元的又は３次元的に磁場を検出する磁気センサも提案されている。

ところで、上述した縦型ホール素子は、横型ホール素子に比べて製造ばらつきによる影響を受け易く、感度やオフセット電圧特性について、横型ホール素子よりもばらつきが大きくなり易い。

このような特性のばらつきを較正するため、縦型ホール素子の近傍に励磁用配線を配置し、この励磁用配線に一定の電流を流すことによって、所定の強度を有する磁場（以下、「較正磁場」とする。）を縦型ホール素子の感磁部に印加し、この感磁部における感度を推定する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。すなわち、下記特許文献１に記載の発明では、較正磁場の強度を変化させ、縦型ホール素子から出力されるホール電圧の変化を測定することによって、感磁部における実際の感度を推定している。

また、下記特許文献１に記載の発明では、縦型ホール素子における感磁部の中心に対して励磁用配線の中心を水平方向にずらすこと、すなわち励磁用配線の中心と感磁部の中心との水平方向の距離を離すことが行われている（特許文献１の図１を参照。）。これにより、半導体装置の製造中におけるプロセス変動による励磁用配線の幅等のばらつきによって、励磁用配線が発生する較正磁場の強度のばらつきを抑制している。

米国特許第９１１６１９２号明細書

しかしながら、上述した特許文献１に記載の発明では、励磁用配線と感磁部とが水平方向に離隔して配置されているため、以下のような問題が発生する。励磁用配線に流れる電流により発生する較正磁場の強度は、励磁用配線からの距離に反比例するため、感磁部と励磁用配線との距離が大きくなるほど、感磁部に印加される較正磁場の強度が低くなる。

感磁部に印加される較正磁場の強度が低くなると、縦型ホール素子から出力されるホール電圧の変化が小さくなる。したがって、特許文献１に記載の発明では、感磁部に印加される較正磁場の強度のばらつきは抑制できたとしても、較正磁場の強度が低くなるため、感磁部における実際の感度を推定する精度が低下してしまう。

この対策として、励磁用配線に流す電流を増加し、感磁部に印加される較正磁場の強度を高くすることが考えられる。しかしながら、励磁用配線に流す電流を増加させると、励磁用配線の発熱量が増大する。

また、特許文献１に記載の発明では、励磁用配線の中心を感磁部の中心から水平方向にずらしているため、感磁部の周辺に配置された周辺回路と励磁用配線との距離が近くなる。この場合、周辺回路は、近接する励磁用配線から熱の影響を受ける。具体的には、励磁用配線の発熱によって、周辺回路に温度分布が生じ、この周辺回路の特性が変動する。したがって、励磁用配線に流す電流を増加させた場合も、感磁部における実際の感度を推定する精度が低下してしまう。

なお、励磁用配線と周辺回路との距離を大きくすれば、周辺回路の特性が変動することを抑制することは可能であるが、半導体装置の微細化に逆行するため現実的ではない。

本発明は、上述した従来の事情に鑑みて提案されたものであり、感磁部に印加される較正磁場の強度を高めつつ、強度のばらつきを抑制することを可能とした半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、感磁部を含み、半導体基板に設けられる縦型ホール素子と、感磁部の上方に配置されて、感磁部に対して第１の磁場を印加する第１の励磁用配線と、感磁部の上方、且つ、半導体基板の表面の直上からの平面視において、第１の励磁用配線を挟んだ一方の側及び他方の側の各々に並んで配置されて、感磁部に対して第２の磁場を印加する第２の励磁用配線と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置では、第１の磁場と第２の磁場とを重畳することによって、感磁部に印加される較正磁場の強度を高めると共に、より均一な強度となるように調整された較正磁場を感磁部に対して印加することが可能である。これにより、感磁部に印加される較正磁場の強度を高めつつ、強度のばらつきを抑制することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図１中に示す線分Ａ−Ａによる半導体装置の断面図である。 図１に示す半導体装置において、感磁部に印加される較正磁場を模式的に示す断面図である。 感磁部の幅方向における較正磁場の均一性を示すグラフである。 感磁部の深さ方向における較正磁場の均一性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図６中に示す線分Ｂ−Ｂによる半導体装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、後述する説明で用いる、左、右、上及び下等の方向は、図示された状態に基づく方向である。さらに、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態として、図１及び図２に示す半導体装置１Ａについて説明する。
なお、図１は、半導体装置１Ａの構成を示す平面図である。図２は、図１中に示す線分Ａ−Ａによる半導体装置１Ａの断面図である。

本実施形態の半導体装置１Ａは、図１及び図２に示すように、半導体基板２と、半導体基板２に設けられた縦型ホール素子３と、縦型ホール素子３の上方に配置された励磁用配線４と、半導体基板２の上面である表面の直上からの平面視（以下、単に「平面視」とする。）において励磁用配線４を挟んだ両側に配置された２つの励磁用配線５とを備えている。

縦型ホール素子３は、素子表面に対して平行な磁場成分を検出する感磁部３ａと、感磁部３ａの幅方向（すなわち、感磁部３ａの短手方向）に所定の長さを有する、複数（例えば、本実施形態では５つ）の電極７とを有している。感磁部３ａは、例えば、Ｐ型とＮ型との何れか一方である第１の導電型（例えばＰ型）を有する半導体基板２に、Ｐ型とＮ型との何れか他方である第２の導電型（例えばＮ型）の不純物を注入することによって設けられる半導体層（ウェル）である。感磁部３ａは、素子表面に対して平行な磁場成分を検出する機能を有している。感磁部３ａの上には、電極７が感磁部３ａの長手方向に並列した状態で設けられている。縦型ホール素子３は、素子表面に平行な磁場成分が感磁部３ａに印加されたとき、その磁場成分に応じたホール電圧を電極７の間で出力する。

縦型ホール素子３は、感磁部３ａの周囲を囲むように設けられた拡散層８によって、半導体基板２の他の領域とは電気的に分離されている。なお、半導体基板２の他の領域には、周辺回路として、縦型ホール素子３からの出力信号を処理する回路や、縦型ホール素子３へと電流を供給する回路、縦型ホール素子３の特性を較正磁場によって補償する回路などが設けられている。

また、半導体基板２の表面には、縦型ホール素子３と、励磁用配線４と、励磁用配線５との間を電気的に絶縁する層間絶縁層６ａ，６ｂ，６ｃが設けられている。層間絶縁層６ａは、半導体基板２の一面を覆うように設けられている。第２の励磁用配線としての励磁用配線５は、この層間絶縁層６ａの上に設けられている。層間絶縁層６ｂは、層間絶縁層６ａの上に励磁用配線５を覆うように設けられている。第１の励磁用配線としての励磁用配線４は、この層間絶縁層６ｂの上に設けられている。層間絶縁層６ｃは、層間絶縁層６ｂの上に励磁用配線４を覆うように設けられている。

励磁用配線４は、縦型ホール素子３の上方において縦型ホール素子３の長手方向に延在して設けられている。また、励磁用配線４は、感磁部３ａの中央部と平面視で重なるように、感磁部３ａの直上に配置されている。これにより、励磁用配線４の幅方向における中心と感磁部３ａの幅方向における中心とが一致している。

励磁用配線４の幅は、感磁部３ａに対してその幅方向に均一な較正磁場を印加する観点から、感磁部３ａの表面からの距離や感磁部３ａの幅を考慮して適宜設定すればよい。例えば、図１に示す半導体装置１Ａでは、感磁部３ａの幅に対して略１／２の幅に設定されている。

また、励磁用配線４の幅は、感磁部３ａの幅に対して１／２以上であることが好ましい。励磁用配線４の幅を感磁部３ａの幅に対して１／２以上とすることで、感磁部３ａの表面からの距離に因らずに、感磁部３ａに対してその幅方向に均一な較正磁場を印加することができる。

２つの励磁用配線５は、縦型ホール素子３の上方において縦型ホール素子３の長手方向に延在しながら、同じ層間絶縁層６ｂ内に互いに並列した状態で設けられている。すなわち、２つの励磁用配線５は、同じ層間絶縁層６ｂ内に対を為して並設されている。また、２つの励磁用配線５は、平面視一方の側である左側及び他方の側である右側の各々に、励磁用配線４を挟んで対称に並んで配置されている。さらに、２つの励磁用配線５は、平面視において感磁部３ａよりも外側に配置されている。

本実施形態の半導体装置１Ａにおいて、励磁用配線４は、２つの励磁用配線５よりも上方に配置されている。また、励磁用配線４は、２つの励磁用配線５の各々と幅が同じになるように形成されている。

以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１Ａでは、励磁用配線４に一定の電流を流すことによって、励磁用配線４の周囲に励起された較正磁場Ｍ１が感磁部３ａに対して印加される。また、励磁用配線５に一定の電流を流すことによって、励磁用配線５の周囲に励起された較正磁場Ｍ２が感磁部３ａに対して印加される。

ここで、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍ１，Ｍ２について、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍ１，Ｍ２を模式的に示す半導体装置１Ａの断面図である。図３では、図の明瞭性を確保する等の観点から、層間絶縁層６ａ，６ｂ，６ｃの図示を省略している。また、図３では、較正磁場Ｍ１，Ｍ２の磁力線を破線で示し、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍ１，Ｍ２の向きを矢印で示している。

図３に示すように、励磁用配線４の周囲に励起された較正磁場Ｍ１は、励磁用配線４から同心円状に広がるため、感磁部３ａに対して印加される較正磁場Ｍ１の強度は、感磁部３ａの中央部よりも幅方向の両端部において相対的に低くなっている。

一方、励磁用配線５の周囲に励起された較正磁場Ｍ２は、励磁用配線５から同心円状に広がるため、感磁部３ａに対して印加される較正磁場Ｍ２の強度は、感磁部３ａの中央部よりも幅方向の両端部において相対的に高くなっている。

また、第１の磁場としての較正磁場Ｍ１の強度は、半導体基板２の表面に対して平行な方向における磁場成分が半導体基板２の表面で最も高く、この半導体基板２の表面から深さ方向に離れるに従って低くなっている。

一方、第２の磁場としての較正磁場Ｍ２の強度は、半導体基板２の表面に対して垂直な方向における磁場成分が半導体基板２の表面で最も高く、その磁場のほとんどが半導体基板２の表面に対して垂直な方向の磁場成分となっている。また、較正磁場Ｍ２の強度は、半導体基板２の表面から深さ方向に離れるに従って半導体基板２の表面に対して水平な方向における磁場成分が高くなっている。すなわち、この較正磁場Ｍ２の半導体基板２の表面に対して水平な方向の磁場成分は、半導体基板２の表面で低く、半導体基板２の表面から深さ方向に離れるに従って高くなっている。

感磁部３ａには、較正磁場Ｍ１と較正磁場Ｍ２とを重畳した較正磁場が印加される。また、励磁用配線４は、感磁部３ａの直上に配置されるため、従来よりも磁場強度が高い較正磁場Ｍ１が感磁部３ａに印加される。したがって、本実施形態の半導体装置１Ａでは、感磁部３ａに印加される較正磁場の強度を高めると共に、より均一な強度となるように調整された較正磁場を感磁部３ａに対して印加することが可能である。

較正磁場の調整については、励磁用配線４，５の配置及び励磁用配線４，５に流す電流の大きさを調整すればよい。これにより、感磁部３ａの全域に亘ってより均一な強度の較正磁場を印加することが可能である。

ここで、本実施形態の半導体装置１Ａにおいて、感磁部３ａに印加される較正磁場の面内方向及び深さ方向における均一性について、電磁場解析によるシミュレーションを行った。その結果を図４及び図５に示す。

なお、図４は、感磁部３ａの幅方向における較正磁場の均一性を示すグラフである。図５は、感磁部３ａの深さ方向における較正磁場の均一性を示すグラフである。

具体的に、本シミュレーションでは、感磁部３ａについて、幅を２０μｍ、深さを１０μｍとし、励磁用配線４について、幅を２０μｍ、厚さを１μｍ、半導体基板２の表面からの距離を２μｍとし、励磁用配線５について、幅を２０μｍ、厚さを０．５μｍ、半導体基板２の表面からの距離を０．５μｍとし、（励磁用配線５と）励磁用配線４との中心間距離を３０μｍとした。また、励磁用配線４に流れる電流と励磁用配線５に流れる電流との比を１：１．２とした。

図４のグラフでは、横軸を感磁部３ａの幅方向における位置Ｘとした。具体的には、感磁部３ａの幅方向における位置をＸ座標で表し、感磁部３ａの幅方向における中心を原点（Ｘ＝０）、左端をＸ＝−１０μｍ、右端をＸ＝１０μｍとして、感磁部３ａの幅方向における位置を表している。また、縦軸を感磁部３ａに印加される較正磁場の面内方向における強度（相対値）［ａｒｂ．ｕｎｉｔ］とした。図４のグラフは、半導体基板２の表面からの深さを２μｍ、１０μｍとしたときの感磁部３ａに印加される較正磁場の面内方向における強度（相対値）［ａｒｂ．ｕｎｉｔ］を各々計算した結果を示している。

図４に示すように、本実施形態の半導体装置１Ａでは、相対的に表面に近い深さ２μｍの場合、較正磁場Ｍ１及び較正磁場Ｍ２の各々の強度よりも、較正磁場Ｍ１，Ｍ２の合成磁場である較正磁場Ｍの強度は、感磁部３ａの面内方向において、ばらつきが抑制されていることがわかる。また、相対的に表面から遠い深さ１０μｍの場合、深さ２μｍの場合と同様に、較正磁場Ｍの強度のばらつきは、較正磁場Ｍ１及び較正磁場Ｍ２の各々の強度のばらつきよりも抑制されていることがわかる。

なお、図４では、図の明瞭性を確保する等の事情から、相対的に浅い領域と相対的に深い領域との２箇所の計算結果を示したが、表面（深さ０μｍ）から裏面（深さ１０μｍ）の間では、何れの深さにおいても、較正磁場Ｍの強度のばらつきが、較正磁場Ｍ１及び較正磁場Ｍ２の各々の強度のばらつきよりも抑制されていることが確認できた。

図５のグラフは、励磁用配線４により発生する較正磁場Ｍ１と、励磁用配線５により発生する較正磁場Ｍ２と、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍ１，Ｍ２の合成磁場である較正磁場Ｍの強度とを、それぞれ感磁部３ａの中心において半導体基板２の表面から深さ方向に０〜１０μｍの範囲で計算した結果を示している。

図５に示すように、本実施形態の半導体装置１Ａでは、感磁部３ａの深さ方向において、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍの強度がほぼ均一となっていることがわかる。

以上のように、本実施形態の半導体装置１Ａでは、励磁用配線４により発生する較正磁場Ｍ１と、励磁用配線５により発生する較正磁場Ｍ２とを重畳することによって、感磁部３ａに印加される較正磁場Ｍの強度を高めることが可能である。また、本実施形態の半導体装置１Ａでは、感磁部３ａの幅方向において、ほぼ均一な強度の較正磁場Ｍを感磁部３ａに印加することが可能である。さらに、本実施形態の半導体装置１Ａでは、感磁部３ａの深さ方向において、ほぼ均一な強度の較正磁場Ｍを感磁部３ａに印加することが可能である。

したがって、本実施形態の半導体装置１Ａでは、感磁部３ａに印加される較正磁場の強度を高めることができ、なお且つ、この感磁部３ａの全域に亘ってより均一な強度の較正磁場を印加することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、図６及び図７に示す半導体装置１Ｂについて説明する。
なお、図６は、半導体装置１Ｂの構成を示す平面図である。図７は、図６中に示す線分Ｂ−Ｂによる半導体装置１Ｂの断面図である。また、以下の説明では、上記半導体装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

本実施形態の半導体装置１Ｂでは、図６及び図７に示すように、上記半導体装置１Ａが備える励磁用配線４と励磁用配線５との幅が同じであるのに対して、励磁用配線４と励磁用配線５との幅が異なっている。具体的には、２つの励磁用配線５の幅が励磁用配線４の幅よりも大きくなっている。それ以外は、上記半導体装置１Ａと基本的に同じ構成を有している。

本実施形態の半導体装置１Ｂでは、励磁用配線４の幅と励磁用配線５の幅とが調整されることによって、励磁用配線４と励磁用配線５との抵抗比が所望の抵抗比に調整される。このとき、励磁用配線４と励磁用配線５とにそれぞれ同一の電圧を印加すれば、励磁用配線４及び励磁用配線５の各々には、励磁用配線４と励磁用配線５との抵抗比に応じた電流比の電流が流れる。

以上のようにして、本実施形態の半導体装置１Ｂでは、上記半導体装置１Ａと同様に、縦型ホール素子３の感磁部３ａに印加される較正磁場の強度を高めることができ、なお且つ、この感磁部３ａの全域に亘ってより均一な強度の較正磁場を容易に印加することが可能である。

また、本実施形態の半導体装置１Ｂでは、励磁用配線４の幅と励磁用配線５の幅とが調整されることによって、励磁用配線４と励磁用配線５との抵抗比を所望の抵抗比に調整可能である。励磁用配線４と励磁用配線５とにそれぞれ同一の電圧を印加すれば、励磁用配線４と励磁用配線５との抵抗比に応じた電流比の電流を励磁用配線４と励磁用配線５との各々に流すことができる。したがって、本実施形態の半導体装置１Ｂによれば、均一な較正磁場を発生させるために必要な電流を、単一の電源で得ることができる。

なお、上述した半導体装置１Ｂでは、２つの励磁用配線５の幅と励磁用配線４の幅とが異なる場合の一例として、２つの励磁用配線５の幅が励磁用配線４の幅よりも大きい場合を説明したが、２つの励磁用配線５の幅は励磁用配線４の幅よりも小さくてもよい。

また、上述した半導体装置１Ｂでは、励磁用配線４が１つの配線部、励磁用配線５が励磁用配線４の左側及び右側にそれぞれ１つの配線部を含む構成を例示したが、励磁用配線４及び励磁用配線５を構成する配線部の数については、この構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、励磁用配線４が複数の配線部を含み、各配線部が直列に接続されていてもよい。また、励磁用配線５が複数の配線部を含み、各配線部が直列に接続されていてもよい。このとき、励磁用配線４の幅は、この励磁用配線４を構成する配線部の本数とみなすことができる。同様に、励磁用配線５の幅は、この励磁用配線５を構成する配線部の本数とみなすことができる。

すなわち、半導体装置１Ｂにおいて、励磁用配線４及び励磁用配線５を構成する配線部の幅及び本数については、それぞれ任意に調整すればよい。半導体装置１Ｂでは、このように励磁用配線４を構成する配線部の幅及び本数、並びに励磁用配線５を構成する配線部の幅及び本数を任意に調整できるため、感磁部３ａに所望の磁場を容易に与えることができる。

また、配線部を複数本にすれば、配線部が１本の場合と比べて、同じ磁場強度の較正磁場を感磁部３ａに対して印加する際に必要な電流を少なくすることができる。換言すれば、１本の配線部に流す電流を同じとした場合、磁場強度の高い較正磁場を感磁部３ａに対して印加することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態として、図８に示す半導体装置１Ｃについて説明する。
なお、図８は、半導体装置１Ｃの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記半導体装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

本実施形態の半導体装置１Ｃは、図８に示すように、励磁用配線４及び励磁用配線５の構成が異なる以外は、上記半導体装置１Ａと基本的に同じ構成を有している。

具体的に、励磁用配線４は、第１の配線部としての配線部４ａを複数（本実施形態では３つ）含んでいる。また、複数の配線部４ａは、縦型ホール素子３の上方において、互いに並列して配置されている。これら複数の配線部４ａは、複数（本実施形態では２つ）の配線部４ｂを介して、互いに電気的に直列に接続されている。

２つの励磁用配線５は、平面視において励磁用配線４を構成する複数の配線部４ａを挟んだ両側において、互いに並列して配置されている。各励磁用配線５は、第２の配線部としての配線部５ａを、それぞれ複数（本実施形態では９つ）含んでいる。これら複数の配線部５ａは、複数（本実施形態では９つの）の配線部５ｂを介して互いに電気的に直列に接続されている。

また、励磁用配線４と２つの励磁用配線５とは、複数の配線部４ａ及び複数の配線部５ａに対して同一方向の電流が流れるように、互いに電気的に直列に接続されている。

具体的に、励磁用配線４を構成する３つの配線部４ａのうち、中央に位置する配線部４ａの一端が中央を挟んだ一方側に位置する配線部４ａの他端と一方の配線部４ｂを介して電気的に接続されている。また、中央に位置する配線部４ａの他端が中央を挟んだ他方側に位置する配線部４ａの一端と他方の配線部４ｂを介して電気的に接続されている。

２つの励磁用配線５のうち、一方の励磁用配線５側において、最外周に位置する配線部５ｂの一端と、中央を挟んだ一方側に位置する配線部４ａの一端との間が、一方の中継電極９ａを介して電気的に接続されている。また、他方の励磁用配線５側において、最外周に位置する配線部５ｂの他端と、中央を挟んだ他方側に位置する配線部４ａの他端との間が、他方の中継電極９ａを介して電気的に接続されている。中継電極９ａは、層間絶縁層６ｂに形成された孔部に埋め込まれた状態で設けられている。

一方の励磁用配線５側において、最内周に位置する配線部５ａの一端と、励磁用配線５よりも下方に配置された一方の引出配線１０の一端との間が、一方の中継電極９ｂを介して電気的に接続されている。また、他方の励磁用配線５側において、最内周に位置する配線部５ａの他端と、励磁用配線５よりも下方に配置された他方の引出配線１０との間が、他方の中継電極９ｂを介して電気的に接続されている。引出配線１０は、例えば、半導体基板２の表面上に設けられており、中継電極９ｂと電気的に接続されている。中継電極９ｂは、層間絶縁層６ａに形成された孔部に埋め込まれた状態で設けられている。

以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１Ｃでは、励磁用配線４を構成する複数の配線部４ａにより発生する較正磁場Ｍ１と、励磁用配線５を構成する複数の配線部５ａにより発生する較正磁場Ｍ２とを重畳することによって、感磁部３ａに印加される較正磁場を高めると共に、より均一な強度となるように調整された較正磁場を感磁部３ａに対して印加することが可能である。

また、本実施形態の半導体装置１Ｃでは、励磁用配線４，５を電気的に直列に接続することによって、配線部４ａ，５ａの形状や配置、数を調整するだけで、励磁用配線４，５に流す電流値に依存することなく、より均一な強度となるように高精度に調整された較正磁場を感磁部３ａに対して印加することが可能である。また、励磁用配線４，５を構成する複数の配線部４ａ，５ａに対して同一方向の電流が流れるため、より少ない電流で大きな較正磁場を感磁部３ａに対して印加することが可能である。

以上のようにして、本実施形態の半導体装置１Ｃでは、上記半導体装置１Ａと同様に、感磁部３ａに印加される較正磁場の強度のばらつきを抑制することが可能である。したがって、本実施形態の半導体装置１Ｃでは、感磁部３ａに印加される較正磁場の強度を高めることができ、なお且つ、この感磁部３ａの全域に亘ってより均一な強度の較正磁場を印加することが可能である。

なお、上述した半導体装置１Ｃでは、引出配線１０が半導体基板２の表面上に配置された構成を例に挙げて説明しているが、引出配線１０については、半導体基板２の上方の配置可能な位置に配置されていればよい。

また、上述した半導体装置１Ｃでは、励磁用配線４及び励磁用配線５が、それぞれ複数の配線部４ａ及び複数の配線部５ａを含む構成を例に挙げて説明しているが、励磁用配線４及び励磁用配線５については、このような構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、励磁用配線４及び励磁用配線５は、励磁用配線４が複数の配線部４ａを含み、励磁用配線５が１つの配線部５ａを含む構成であってもよく、励磁用配線４が１つの配線部４ａを含み、励磁用配線５が複数の配線部５ａを含む構成であってもよい。

また、上述した半導体装置１Ｃの構成は、上記半導体装置１Ａ，１Ｂにも適用可能である。すなわち、上記半導体装置１Ａ，１Ｂにおいて、励磁用配線４と励磁用配線５とが電気的に直列に接続される構成であってもよい。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１の導電型を有する半導体基板２に第２の導電型の不純物を注入することによって半導体層（ウェル）が設けられている半導体装置１Ａ〜１Ｃを例に挙げて説明しているが、半導体層については、このような構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、半導体層は、半導体基板２にエピタキシャル層を形成することによって、半導体基板２に設けられた構成であってもよい。

また、上記半導体装置１Ａ〜１Ｃでは、上述した励磁用配線４，５（配線部４ａ，５ａ）がそれぞれ厚さ方向に単層で形成された構成となっているが、厚さ方向に複数層に亘って形成された構成であってもよい。

また、上記半導体装置１Ａ〜１Ｃでは、上述した平面視において励磁用配線４を挟んだ両側に２つの励磁用配線５が配置された構成、すなわち、上述した励磁用配線４の左側及び右側に、それぞれ１つの励磁用配線５が配置された構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、複数の励磁用配線５が、励磁用配線４の左側及び右側の各側にそれぞれ並んで配置された構成であってもよい。また、励磁用配線４の左側に配置される励磁用配線５の数と、励磁用配線４の右側に配置される励磁用配線５の数とは、必ずしも一致していなくてもよい。

また、上記半導体装置１Ａ〜１Ｃでは、上述した励磁用配線４が励磁用配線５よりも上方に配置された構成となっているが、励磁用配線４を励磁用配線５よりも下方に配置された構成としてもよい。

さらに、上記半導体装置１Ａ〜１Ｃでは、上述した平面視において励磁用配線４の幅方向における中心と感磁部３ａの幅方向における中心とが一致し、励磁用配線４を挟んで励磁用配線５が対称に並んで配置された構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。

例えば、平面視において励磁用配線４の幅方向における中心を、励磁用配線５の幅方向における中心からずらして配置したり、平面視において感磁部３ａの幅方向における中心を挟んで非対称に配置したりすることも可能である。この場合も、較正磁場の調整については、上述した励磁用配線４，５（配線部４ａ，５ａ）の形状や配置、数、励磁用配線４，５に流す電流の大きさなどにより調整可能なことから、感磁部３ａの全域に亘ってより均一な強度の較正磁場を印加するように調整を行うことが可能である。

また、上記半導体装置１Ａ〜１Ｃでは、縦型ホール素子３が５つの電極７を含む構成となっているが、このよう構成に必ずしも限定されるものではなく、縦型ホール素子３が含む電極７の数については、少なくとも駆動電流供給用に２つ、ホール電圧出力用に１つあればよい。すなわち、縦型ホール素子３は、感磁部３ａと、少なくとも３つの電極７とを含む構成とすればよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…半導体装置 ２…半導体基板 ３…縦型ホール素子 ３ａ…感磁部 ４…励磁用配線（第１の励磁用配線） ４ａ…配線部（第１の配線部） ５…励磁用配線（第２の励磁用配線） ５ａ…配線部（第２の配線部） Ｍ１…較正磁場（第１の磁場） Ｍ２…較正磁場（第２の磁場）

Claims (7)

1. 半導体基板と、
   感磁部を含み、前記半導体基板に設けられる縦型ホール素子と、
   前記感磁部の上方に配置されて、前記感磁部に対して第１の磁場を印加する第１の励磁用配線と、
   前記感磁部の上方、且つ、前記半導体基板の表面の直上からの平面視において、前記第１の励磁用配線を挟んだ一方の側及び他方の側の各々に並んで配置されて、前記感磁部に対して第２の磁場を印加する第２の励磁用配線と、を備えることを特徴とする半導体装置。
2. 前記第２の励磁用配線は、前記平面視において前記感磁部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第２の励磁用配線は、前記平面視において前記第１の励磁用配線を挟んで前記第２の励磁用配線が対称に並んで配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記感磁部に対して前記第１の励磁用配線が前記第２の励磁用配線よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の半導体装置。
5. 前記第１の励磁用配線は、前記第２の励磁用配線と電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の半導体装置。
6. 前記第１の励磁用配線は、互いに並列して配置された複数の第１の配線部を含み、
   前記複数の第１の配線部は、互いに電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の半導体装置。
7. 前記第２の励磁用配線は、互いに並列して配置された複数の第２の配線部を含み、
   前記複数の第２の配線部は、互いに電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の半導体装置。

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