JP3069143B2 - 高感度ホール素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性材料を用いて磁気
増幅を行うことで高感度化をはかった高感度ホール素子
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホール素子の磁気増幅方法として
は図１１に示すようにホール素子を形成する基板の裏面
に磁性材料を接着する方法、図１２に示すようにホール
素子感磁部の表面に磁性材料よりなる磁気増幅チップを
配置する方法、図１３に示すようにホール素子感磁部の
表面に磁性材料の粉体を混入した樹脂をポッティングす
る方法などが行われている。また、より大きな磁気増幅
効果を得るために図１０に示すように基板側に磁性材料
を配置する前記第１の方法とホール素子感磁部の表面に
磁性材料を配置する前記第２及び第３の方法を組み合わ
せることも良く行われている。しかし、前記第２の方法
ではホール素子の大きさがコストダウン等のために小さ
くなると、素子組立上の機械的精度のため対応できず、
特にホール素子ペレットサイズが０．５０ｍｍ角以下の
場合、ホール素子感磁部の表面に量産的に磁気増幅チッ
プを配置することは不可能である。また前記第３の方法
では、樹脂の存在によりチップを配置した場合のような
充分な磁気増幅効果を得ることは不可能である。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は以上
説明した問題点を解消し、磁気増幅効果により高感度特
性を持つ小型のホール素子を量産的に製造するための製
造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、小型のホール
素子感磁部上に従来組立上精度のために不可能であった
磁気増幅チップを量産的に精度良く形成することを可能
とするものである。以下、本発明の製造方法の一例につ
いて説明する。図１（ａ）に示すように、ホール素子の
感磁部２及び電極部３（以下、ホール素子パターン）が
複数個形成された基板１上のホール素子表面側に、図１
（ｂ）に示すように、磁性材料よりなる板５を接着す
る。次に図１（ｃ）に示すように前記基板表面のホール
素子パターンに合わせて前記板５の表面にフォトリソグ
ラフィーにより磁気増幅チップパターンのレジスト６を
形成する。次いでダイシングソー等による切断技術を用
いて前記板を図１（ｄ）のごとく磁気増幅チップ形状に
加工する。続いて図１（ｅ）に示すごとく前記レジスト
をマスクとして前記板５をエッチングすることにより磁
気増幅チップに分割する。

【０００５】これをダイシングにより、複数個のホール
素子ペレットを個別のホール素子ペレットに切断し、ダ
イボンド、ワイヤボンド、モールドをすることで、図１
（ｆ）に示すごとくホール素子感磁部の表面に磁気増幅
チップを精度良く配置した小型のホール素子を作製す
る。また、本発明においては図２（ａ）のごとくホール
素子の形成された基板１の表面に、磁性材料よりなる板
５を接着する前に、あらかじめダイシングソー等による
切断技術を用いて前記板５を磁気増幅チップ形状に加工
しても良く、これを図２（ｂ）のようにホール素子パタ
ーンに合わせて接着した後、エッチングにより個別の磁
気増幅チップに分離しても良い。

【０００６】さらに、図３（ａ）のごとくホール素子の
形成された基板１の表面に、磁性材料よりなる板５を接
着する前に、あらかじめダイシングソー等による切断技
術を用いて前記板５を磁気増幅チップ形状に加工し、こ
れを図３（ｂ）のごとくホール素子パターンに合わせて
接着した後、エッチングにより個別の磁気増幅チップに
分離しても良い。

【０００７】また、図２（ａ）、図３（ａ）の磁性材料
よりなる板５の加工を、図４（ａ）のごとく板の両面よ
り行うことはより好ましい方法である。さらに、図３
（ｂ）、図４（ｂ）のごとく磁性材料よりなる板５をホ
ール素子パターンに合わせて接着したものを、ダイシン
グソー等を用いて切断することにより個別の磁気増幅チ
ップに分離しても良い。

【０００８】ホール素子の信頼性を高めるため、磁性材
料よりなる板を接着する前に、絶縁のためあらかじめ板
の接着面に樹脂等を塗布することは好ましい。また感光
性ポリイミド樹脂などをあらかじめホール素子パターン
表面の電極部以外の部分に形成しておくことは特に好ま
しい。さらに、あらかじめ、もしくはエッチングあるい
はダイシングにより個別の磁気増幅チップに分離した
後、チップ上面を感光性ポリイミド樹脂等で保護するこ
とは一層好ましい。

【０００９】又、本発明の別の製造方法の一例について
説明する。本発明においては図５（ａ）のような磁性材
料よりなる板５の表面にフォトリソグラフィーにより図
５（ｂ）のような磁気増幅チップパターンのレジスト６
を形成し、次に図５（ｃ）のようにエッチングにより前
記板５を磁気増幅チップ形状に加工し、これを図５
（ｄ）、図５（ｅ）のようにホール素子パターンの形成
された基板１の表面にホール素子パターンに合わせて接
着した後、図５（ｆ）のようにエッチングにより個別の
磁気増幅チップに分離する。

【００１０】これをダイシングにより、複数個のホール
素子ペレットを個別のホール素子ペレットに切断し、ダ
イボンド、ワイヤボンド、モールドをすることで、図５
（ｇ）のようなホール素子感磁部の表面に磁気増幅チッ
プを精度良く配置した小型のホール素子を作製する。
又、図５（ｃ）の磁性材料よりなる板のエッチングによ
る加工を、図６（ａ）のように板の両面より行うことは
より好ましい方法であり、図６（ｂ）のようにこの磁性
材料よりなる板５をホール素子パターンに合わせて接着
したものを、エッチングにより個別の磁気増幅チップに
分離しても良い。

【００１１】又、図５（ｅ）、図６（ｂ）において図５
（ｆ）のように個別の磁気増幅チップに分離する方法は
エッチングで行っても良いが、ダイシングソー等を用い
て切断することにより行うことも好ましい方法である。
更に、本発明の別の製造方法の一例について説明する。
本発明においては、図７（ａ）のような磁性材料よりな
る板５を支持用物体１２に固定した上で、図７（ｂ）の
ように前記板を磁気増幅チップに加工し、次に図７
（ｃ）のようにホール素子パターンの形成された基板１
の表面にホール素子パターンに合わせて接着した後、図
７（ｄ）のように支持用物体を磁気増幅チップより離す
ことで個別の磁気増幅チップを形成する。これをダイシ
ングにより個別のホール素子ペレットに切断し、ダイボ
ンド、ワイヤボンド、モールドをすることで、図５
（ｇ）のようなホール素子感磁部の表面に磁気増幅チッ
プを精度良く配置した小型のホール素子を作製する。図
５（ｇ）において、７はパッシベーション膜、８はＡｕ
ワイヤー、９はリード線、１１はモールド樹脂を示す。

【００１２】本発明の製造法において用いられる磁性材
料は残留磁化の小さい、透磁率の高い材料なら何でも良
いが、フェライト、ハーマロイ、センダスト等は特に好
ましいものである。又、磁性材料の板を磁気増幅チップ
形状に加工もしくは磁気増幅チップに分離するのに用い
る切断技術は寸法精度の優れたものであれは何でも良い
が、ダイシングソーやレーザー加工機等を用いたものは
特に好ましいものである。

【００１３】磁性材料の板を磁気増幅チップ形状に加工
もしくは磁気増幅チップに分離するのに用いるエッチン
グ技術はウェットエッチング、ドライエッチングのいず
れでも良いが、ウェットエッチングは簡便な方法であり
特に好ましい。ウェットエッチングの方法はエッチング
液に浸す方法、エッチング液をスプレー状に吹きかける
方法等があるが、いずれも好ましい。エッチング液はエ
ッチレートの速い、ホール素子パターン及び接着剤を侵
さないものならば何でも良いが、特に磁性材料としてパ
ーマロイ等を用いた場合には、塩化第２鉄・塩酸系エッ
チング液は特に好ましいものである。

【００１４】本発明の製造法において用いられる磁性材
料よりなる板を固定するための支持用物体は加工された
チップが固定できるものであれば何でも良いが、ホール
素子パターンに合わせて基板の表面に接着することか
ら、ガラス、テープ等の透明のものは好ましく用いられ
る。又、板の固定は接着剤、ワックス等が用いられる
が、後で磁気増幅チップと支持用物体を離すことから、
ワックスは特に好ましく用いられる。

【００１５】本発明の製造方法において良く用いられる
磁気増幅チップ形状に加工したものをホール素子パター
ンの形成された基板の表面に、ホール素子パターンに合
わせて接着する工程はどのような方法で行っても良い
が、例えば図８のようにあらかじめ接着剤１０を薄くの
ばしたガラス板１３の上に、磁気増幅チップ１４の凸部
をのせることで、磁気増幅チップの接着面のみに接着剤
をつけることは好ましい方法である。

【００１６】以上説明したように、本発明による製造方
法は磁性材料よりなる板のダイシングソーあるいはフォ
トリソグラフィー・エッチング等による加工技術を基本
として、フォトリソグラフィー・エッチング技術あるい
は切断技術等を用いて個別に分離された磁気増幅チップ
を形成するもので、ウェハー単位で大面積にわたり、一
度に精度良く磁気増幅チップを形成することができる量
産性に優れた製造方法である。

【００１７】

【作用】本発明の製造方法によれば、従来不可能であっ
た小型のホール素子（ペレットサイズが０．５０ｍｍ角
以下）においても、ホール素子感磁部の表面に量産的に
磁気増幅チップを配置することが可能となり、また従来
の素子組立上の機械的精度に比べて、磁気増幅チップの
形成精度が飛躍的に向上することから、高感度でかつ感
度ばらつきの少ないホール素子を製造することができ
る。

【００１８】

【実施例】

【００１９】

【実施例１】半絶縁性で厚さ０．３ｍｍ、片面を鏡面研
磨した直径２インチのＧａＡｓ基板を１２枚セットした
ホルダーを基板導入室より準備室を通して大型の分子線
エピタキシー装置の超高真空である成長室へセットし
た。この基板ホルダーを水平回転させるとともにＧａＡ
ｓ基板を基板加熱ヒーターにより輻射加熱し、基板の鏡
面側に対向して装着されているＩｎ、Ａｓの蒸発源よ
り、Ｉｎ、Ａｓを６０分間蒸発させ、厚さ１．０μｍの
ＩｎＡｓ鏡面単結晶薄膜をＧａＡｓの基板の鏡面側に成
長させた。次に、このＧａＡｓ基板上に成長したＩｎＡ
ｓ薄膜の表面にフォトリソグラフィーの手法によりレジ
ストパターンを所要の形状で形成したのち、電極となる
金属層を形成し、しかるのちレジストを除去した。次い
で表面に第２回目のレジストパターンをフォトリソグラ
フィーの手法により形成した。このレジストをマスクと
して、ウェットエッチングにより、ＩｎＡｓ上に形成し
た電極層の一部とＩｎＡｓ薄膜をエッチングした。さら
に、前面に絶縁層として厚さ０．３μｍＳｉ₃ Ｎ₄ をプ
ラズマＣＶＤ法により基板加熱温度３００℃で形成し
た。前述のフォトリソグラフィー法によりレジストパタ
ーンを形成し、電極部上のＳｉ₃ Ｎ₄ を反応性イオンエ
ッチングにより除去した。これらの工程により、１枚の
基板上に約８，５００個の図１（ａ）に示したような
０．３６ｍｍ角のホール素子パターンを作製した。

【００２０】次にホール素子パターン（感磁部２及び電
極部３）の形成された基板の表面に図１（ｂ）に示すご
とく厚さ０．２ｍｍのパーマロイ（Ｎｉ ７８％）の板
をエポキシ樹脂を用いて接着した。次に図１（ｃ）のご
とく前記基板表面のホール素子パターンに合わせて前記
板の表面にフォトリソグラフィーにより磁気増幅チップ
パターンのレジストを形成した。続いて図１（ｄ）に示
すごとくダイシングソーを用いて深さ１８０μｍまで前
記板を磁気増幅チップ形状に切断した。次に前記レジス
トをマスクとして塩化第２鉄・塩酸系エッチャント（超
純水１ｌ：塩化第２鉄６００ｇ：塩酸５０ｃｃ）を用い
て前記板を２０分間エッチングすることにより、図１
（ｅ）に示すごとく個別の磁気増幅チップに分離した。
次いでアッシング装置を用いてＯ₂ガスプラズマ中で１
時間アッシングを行い、電極部のエポキシ樹脂を除去し
た。

【００２１】これをダイシングにより０．４ｍｍ角の個
別のホール素子ペレットに切断し、自動ダイボンダーに
よりリード上にこのチップをダイボンドし、次に自動ワ
イヤーボンダーでリードとホール素子の電極部をＡｕワ
イヤーで接続した。トランスファーモールダーによりエ
ポキシモールドしたのち、このモールドされた素子のタ
イバーカット、リードカットを行い、個々の樹脂モール
ドされた図１（ｆ）に示すごとくホール素子感磁部の表
面に磁気増幅チップを精度良く配置した小型のホール素
子を作製した。

【００２２】このようにして製作したホール素子の代表
的な特性を表１に示す。磁気増幅構造を持たない素子に
比べて、磁気増幅効果により１．６倍の高感度化を実現
した。

【００２３】

【表１】

【００２４】また、表２に本発明の製造プロセスにより
作製されたホール素子の感度ばらつきの量を比較のた
め、従来の機械的方法で磁気増幅チップをのせた０．８
ｍｍ角の大きなホール素子の感度ばらつきの量と比較し
た。

【００２５】

【表２】

【００２６】本発明の製造方法によれば、磁気増幅チッ
プの高さ、のせる位置等が従来の機械的精度で決まる方
法に比べて厳密に精度良く決まることから、従来の方法
では磁気増幅チップを量産的にのせることが不可能であ
った。０．５ｍｍ角以下という小型のホール素子ペレッ
トサイズでありながら、得られた素子の感度ばらつきは
従来法の１／３程度となっている。

【００２７】

【実施例２】半絶縁性で厚さ．３ｍｍ、直径２インチの
ＧａＡｓ基板にイオン注入装置を用いて、シリコンイオ
ン（Ｓｉ⁺ ）を加速エネルギー３００ＫｅＶ、ドーズ量
２．３×１０¹²／ｃｍ² で注入した。そして、アルシン
（ＡｓＨ₃ ）雰囲気中８５０℃の温度で１０秒間のラピ
ッドアニール処理を行い、ＧａＡｓ基板の表面にｎ型の
導電層を形成した。次にこのＧａＡｓ基板の表面にフォ
トリソグラフィーの手法によりレジストパターンを所要
の形状で形成したのち、このレジストをマスクとしてウ
ェットエッチングにより、ホール素子感磁部パターンを
形成したのちレジストを除去した。次いで、全面に絶縁
層として厚さ０．３μｍのＳｉ₃ Ｎ₄ をプラズマＣＶＤ
法により基板加熱温度３００℃で形成した。続いて、電
極金属とオ−ム性接触を形成する部分のＳｉ₃ Ｎ₄ をエ
ッチングするために、表面に第２回目のレジストパタ−
ンをフォトリソグラフィ−の手法により形成した。この
レジストをマスクとして、ウェットエッチングにより、
Ｓｉ₃ Ｎ₄ をエッチングした後、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ａｕ
を各々０．２５μｍ、０．０５μｍ、０．３５μｍの厚
さで蒸着し、ついでリフトオフ法によりレジスト及びレ
ジスト上の金属を除去した。更に、オ−ミック性接触を
得るために、赤外線加熱炉Ｎ₂ ガス雰囲気中で４００℃
５分間の合金化処理を行い１枚の基板上に約８，５００
個の図１（ａ）に示したような０．３６ｍｍ角のホ−ル
素子パタ−ンを作製した。次にこの基板を裏面より研磨
することで基板の厚みを１２０μｍとした後、エポキシ
樹脂を用いて３００μｍのフェライトを基板の裏面に接
着した。次にホ−ル素子パターンの形成された基板の表
面に図３（ａ）のようにあらかじめダイシングソ−を用
いて深さ１８０μｍまで磁気増幅チップ形状に切断され
た厚さ０．２ｍｍのパ−マロイ（Ｎｉ７８％）の板を接
着剤として東京応化製ポジレジスト（ＯＦＰＲ８００）
を用いて基板表面のホ−ル素子パタ−ンに合わせて図３
（ｂ）に示すごとく接着した。次いで、塩化第２鉄・塩
酸系エッチャント（超純水１ｌ：塩化第２鉄６００ｇ：
塩酸５０ｃｃ）を用いて前記板を２０分間全面エッチン
グすることにより、図１（ｅ）に示すごとく個別の磁気
増幅チップに分離した。更に、個別に分離された磁気増
幅チップをマスクとして露光・現像を行うことにより電
極部のレジストを除去した。

【００２８】これをダイシングにより０．４ｍｍ角の個
別のホ−ル素子ペレットに切断し、自動ダイボンダ−に
よりリ−ド上にこのチップをダイボンドし、続いて、自
動ワイヤ−ボンダ−でリ−ドとホ−ル素子の電極部をＡ
ｕワイヤ−で接続した。トランスファ−モ−ルダ−によ
りエポキシモ−ルドしたのち、このモ−ルドされた素子
のタイバ−カット、リ−ドカットを行い、個々の樹脂モ
−ルドされた図１０に示すごとく、ホ−ル素子感磁部の
表面に磁気増幅チップを精度良く配置した小型のホ−ル
素子を作製した。

【００２９】このようにして製作したホ−ル素子の代表
的な特性を表３に示す。磁気増幅構造を持たない素子に
比べて、磁気増幅効果により２．８倍の高感度化を実現
した。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【実施例３】実施例２と同様に作製されたホ−ル素子パ
タ−ンの形成された基板の表面に図３（ａ）に示すごと
くあらかじめダイシングソ−を用いて深さ１８０μｍま
で磁気増幅チップ形状に切断された厚さ０．２ｍｍのパ
−マロイ（Ｎｉ ７８％）の板をエポキシ樹脂を用いて
基板表面のホ−ル素子パタ−ンに合わせて図３（ｂ）の
ように接着した。次いでダイシングソ−を用いて２０μ
ｍの切り残し部を切断することにより、図１（ｅ）に示
すごとく個別の磁気増幅チップに分離した。

【００３２】これをダイシングにより０．４ｍｍ角の個
別のホ−ル素子ペレットに切断し、自動ダイボンダ−に
よりリ−ド上にこのチップをダイボンドし、続いて自動
ワイヤ−ボンダーでリ−ドとホ−ル素子の電極部をＡｕ
ワイヤ−で接続した。トランスファ−モ−ルダ−により
エポキシモ−ルドしたのち、このモ−ルドされた素子の
タイバ−カット、リ−ドカットを行い、個々の樹脂モ−
ルドされた図１０に示すごとくホ−ル素子感磁部の表面
に磁気増チップを精度良く配置した小型のホ−ル素子を
作製した。

【００３３】このようにして得られたホ−ル素子は実施
例２と同等の特性を示した。

【００３４】

【実施例４】半絶縁性で厚さ３００μｍ、片面を鏡面研
磨した直径２インチのＧａＡｓ基板を１２枚セットした
ホルダ−を基板導入室より準備室を通して大型の分子線
エピタキシ−装置の超高真空である成長室へセットし
た。この基板ホルダ−を水平回転させるとともにＧａＡ
ｓ基板を基板加熱ヒ−タ−により輻射加熱し、基板の鏡
面側に対向して装着されているＩｎ，Ａｓの蒸発源より
Ｉｎ、Ａｓを６０分間蒸発させ、厚さ１．０μｍのＩｎ
Ａｓ鏡面単結晶薄膜をＧａＡｓの基板の鏡面側に成長さ
せた。次に、このＧａＡｓ基板上に成長したＩｎＡｓ薄
膜の表面にフォトリソグラフィ−の手法によりレジスト
パタ−ンを所要の形状で形成したのち、電極となる金属
層を形成し、しかるのちレジストを除去した。次いで、
表面に第２回目のレジストパタ−ンをフォトリソグラフ
ィ−の手法により形成した。このレジストをマスクとし
て、ウェットエッチングにより、ＩｎＡｓ上に形成した
電極層の一部とＩｎＡｓ薄膜をエッチングした。さら
に、全面に絶縁層として厚さ０．３μｍＳｉ₃ Ｎ₄ をプ
ラズマＣＶＤ法により基板加熱温度３００℃で形成し
た。前述のフォトリソグラフィ−法によりレジストパタ
−ンを形成し、電極部上のＳｉ₃ Ｎ₄ を反応性イオンエ
ッチングにより除去した。これらの工程により、１枚の
基板上に約８，５００個の図５（ｄ）に示したような
０．３６ｍｍ角のホ−ル素子パタ−ンを作製した。

【００３５】次に、磁気増幅チップ形状に加工された磁
性材料よりなる板を作製するために、図５（ａ）のよう
な厚さ２００μｍのパ−マロイ（Ｎｉ ７８％）の板の
表面に図５（ｂ）のようにフォトリソグラフィ−により
磁気増幅チップパタ−ンのレジストを形成した。更にこ
れを深さ１８０μｍまでエッチングすることで、図５
（ｃ）のような磁気増幅チップ形状に加工これたパ−マ
ロイの板を作製した。

【００３６】続いて、ホ−ル素子パタ−ンの形成された
前記基板の表面の電極部を除いた部分に感光性ポリイミ
ド樹脂を用いて保護層を形成した上で、前記基板の表面
にエポキシ樹脂を用いて図５（ｄ）、図５（ｅ）のよう
に磁気増幅チップ形状に加工されたパ−マロイの板をホ
−ル素子パタ−ンに合わせて接着した。パ−マロイの板
の表面に磁気増幅チップパタ−ンのレジストをフォトリ
ソグラフィ−により形成した後、塩化第２鉄、塩酸系エ
ッチャント（超純水１ｌ：塩化第２鉄６００ｇ：塩酸５
０ｃｃ）を用いて前記板を２０分間エッチングすること
で、図５（ｆ）のように個別の磁気増幅チップに分離し
た。これをダイシングにより０．４ｍｍ角の個別のホ−
ル素子ペレットに切断し、自動ダイボンダ−によりリ−
ド上にこのチップをダイボンドし、次に、自動ワイヤ−
ボンダ−でリ−ドとホ−ル素子の電極部をＡｕワイヤ−
で接続した。トランスファ−モ−ルダ−によりエポキシ
モ−ルドしたのち、このモ−ルドされた素子のタイバ−
カット、リードカットを行い、個々の樹脂モールドされ
た図５（ｇ）のようなホール素子感磁部の表面に磁気増
幅チップを精度良く配置した小型のホール素子を作製し
た。

【００３７】こうして製作したホール素子の代表的な特
性を表４に示した。磁気増幅構造を持たない素子に比べ
て、磁気増幅効果により１．６倍の高感度化を実現し
た。

【００３８】

【表４】

【００３９】又、表５に本発明の製造プロセスにより作
製されたホール素子の感度ばらつきの量を比較のため、
従来の機械的方法で磁気増幅チップをのせた０．８ｍｍ
角の大きなホール素子の感度のばらつきの量と比較し
た。本発明の製造方法によれば、磁気増幅チップの高
さ、のせる位置等が従来の機械的精度で決まる方法に比
べて厳密に精度良く決まることから、従来の方法では磁
気増幅チップを量産的にのせることが不可能であった
０．５ｍｍ角以下という小型のホール素子ペレットサイ
ズでありながら、得られた素子の感度ばらつきは従来法
の１／４程度となっている。

【００４０】

【表５】

【００４１】

【実施例５】半絶縁性で厚さ３００μｍ、直径２インチ
のＧａＡｓ基板にイオン注入装置を用いて、シリコンイ
オン（Ｓｉ⁺ ）を加速エネルギー３００ＫｅＶ、ドーズ
量２．３×１０¹²／ｃｍ² で注入した。そして、アルシ
ン（ＡｓＨ₃ ）雰囲気中８５０℃の温度で１０秒間のラ
ピッドアニール処理を行い、ＧａＡｓ基板の表面にｎ型
の導電層を形成した。次に、このＧａＡｓ基板の表面に
フォトリソグラフィーの手法によりレジストパターンを
所要の形状で形成したのち、このレジストをマスクとし
て、ウェットエッチングにより、ホール素子感磁部パタ
ーンを形成したのちレジストを除去した。次いで、前面
に絶縁層として厚さ０．３μｍのＳｉ₃ Ｎ₄ をプラズマ
ＣＶＤ法により基板加熱温度３００℃で形成した。続い
て、電極金属とオーム性接触を形成する部分のＳｉ₃ Ｎ
₄ をエッチングするために、表面に第２回目のレジスト
パターンをフォトリソグラフィーの手法により形成し
た。このレジストをマスクとして、ウェットエッチング
により、Ｓｉ₃ Ｎ₄ をエッチングした後、ＡｕＧｅ、Ｎ
ｉ、Ａｕを各々０．２５μｍ、０．５μｍ、０．３５μ
ｍの厚さで蒸着し、ついでリフトオフ法によりレジスト
及びレジスト上の金属を除去した。更に、オーミック性
接触を得るために、赤外線加熱炉Ｎ₂ ガス雰囲気中で４
００℃５分間の合金化処理を行い１枚の基板上に約８，
５００個の図５（ｄ）に示したような０．３６ｍｍ角の
ホール素子パターンを作製した。

【００４２】次にこの基板を裏面より研磨することで基
板の厚みを１２０μｍとした後、エポキシ樹脂を用いて
３００μｍのフェライトを基板の裏面に接着した。次
に、両面マスクアライナーを用いて厚さ２００μｍのパ
ーマロイ（Ｎｉ７８％）の板の両面に磁気増幅チップパ
ターンのレジストを形成し、これを両面より９０μｍず
つエッチング加工することで、図６（ａ）のような磁気
増幅チップ形状に加工されたパーマロイよりなる板を作
製した。

【００４３】続いて、ホール素子パターンの形成された
前記基板の表面に図６（ｂ）のように磁気増幅チップ形
状に加工されたパーマロイの板を前記基板表面のホール
素子パターンに合わせてエポキシ樹脂を用いて接着し
た。次に、ダイシングソーを用いて２０μｍの凹部を切
断することで、図５（ｆ）のように個別の磁気増幅チッ
プに分離した。これをダイシングにより０．４ｍｍ角の
個別のホール素子μペレットに切断し、自動ダイボンダ
ーによりリード上にこのチップをダイボンドし、次に、
自動ワイヤーボンダーでリードとホール素子の電極部を
Ａｕワイヤーで接続した、トランスファーモールダーに
よりエポキシモールドしたのち、このモールドされた素
子のタイバーカット、リードカットを行い、個々の樹脂
モールドされた図１０のようなホール素子感磁部の表面
に磁気増幅チップを精度良く配置した小型のホール素子
を作製した。

【００４４】こうして製作したホール素子の代表的な特
性を表６に示した。磁気増幅構造を持たない素子に比べ
て、磁気増幅効果により２．９倍の高感度化を実現し
た。

【００４５】

【表６】

【００４６】

【実施例６】半絶縁性で厚さ３００μｍ、片面を鏡面研
磨した直径２インチのＧａＡｓ基板を１２枚セットした
ホルダーを基板導入室より準備室を通して大型の分子線
エピタキシー装置の超高真空である成長室へセットし
た。この基板ホルダーを水平回転させるとともにＧａＡ
ｓ基板を基板加熱ヒーターにより輻射加熱し、基板の鏡
面側に対向して装着されているＩｎ、Ａｓの蒸発源よ
り、Ｉｎ、Ａｓを６０分間蒸発させ、厚さ１．０μｍの
ＩｎＡｓ鏡面単結晶薄膜をＧａＡｓの基板の鏡面側に成
長させた。次に、このＧａＡｓ基板上に成長したＩｎＡ
ｓ薄膜の表面にフォトリソグラフィーの手法によりレジ
ストパターンを所要の形状で形成したのち、電極となる
金属層を形成し、しかるのちレジストを除去した、次い
で、表面に第２回目のレジストパターンをフォトリソグ
ラフィーの手法により形成した。このレジストをマスク
として、ウェットエッチングにより、ＩｎＡｓ上に形成
した電極層の一部とＩｎＡｓ薄膜をエッチングした。さ
らに、全面に絶縁層として厚さ０．３μｍＳｉ₃ Ｎ₄ を
プラズマＣＶＤ法により基板加熱温度３００℃で形成し
た。前述のフォトリソグラフィー法によりレジストパタ
ーンを形成し、電極部上のＳｉＮ₄ を反応性イオンエッ
チングにより除去した。これらの工程により、１枚の基
板上に約８，５００個の図９（ｃ）に示したような０．
３６ｍｍ角のホール素子パターンを作製した。

【００４７】次に、ホール素子パターンの形成された基
板の表面に図９（ｂ）のようなあらかじめダイシングソ
ーを用いて深さ１２０μｍまで磁気増幅チップ形状に切
断された厚さ２００μｍのＭｎ−Ｚｎフェライトの板を
基板表面のホール素子パターンに合わせて図９（ｃ）、
図９（ｄ）のように接着した。続いて、ダイシングソー
を用いて８０μｍの凹部を切断することで、図９（ｅ）
のように個別の磁気増幅チップに分離した。これをダイ
シングにより０．４ｍｍ角の個別のホール素子ペレット
に切断し、自動ダイボンダーによりリード上にこのチッ
プをダイボンドし、次に、自動ワイヤーボンダーでリー
ドとホール素子の電極部をＡｕワイヤーで接続した。ト
ランスファーモールダーによりエポキシモールドしたの
ち、このモールドされた素子のタイバーカット、リード
カットを行い、個々の樹脂モールドされた図９（ｆ）の
ようなホール素子感磁部の表面に磁気増幅チップを精度
良く配置した小型のホール素子を作製した。

【００４８】こうして製作したホール素子の代表的な特
性を表７に示した。磁気増幅構造を持たない素子に比べ
て、磁気増幅効果により１．６倍の高感度化を実現し
た。

【００４９】

【表７】

【００５０】又、本発明の製造プロセスにより作製され
たホール素子においても感度ばらつきの量は、従来の機
械的方法で磁気増幅チップをのせたものに比べて小さ
く、試作例１と同程度であった。

【００５１】

【実施例７】半絶縁性で厚さ３００μｍ、直径２インチ
のＧａＡｓ基板にイオン注入装置を用いて、シリコンイ
オン（Ｓｉ⁺ ）を加速エネルギー３００ＫｅＶ、ドーズ
量２．３×１０¹²／ｃｍ² で注入した。そして、アルシ
ン（ＡｓＮ₃ ）雰囲気中８５０℃の温度で１０秒間のラ
ピッドアニール処理を行い、ＧａＡｓ基板の表面にｎ型
の導電層を形成した。次に、このＧａＡｓ基板の表面に
フォトリソグラフィーの手法によりレジストパターンを
所要の形状で形成したのち、このレジストをマスクとし
て、ウェットエッチングにより、ホール素子感磁部パタ
ーンを形成したのちレジストを除去した。次いで、全面
に絶縁層として厚さ０．３μｍのＳｉ₃ Ｎ₄ をプラズマ
ＣＶＤ法により基板加熱温度３００℃で形成した。続い
て、電極金属とオーム性接触を形成する部分のＳｉ₃ Ｎ
₄ をエッチングするために、表面に第２回目のレジスト
パターンをフォトリソグラフィーの手法により形成し
た。このレジストをマスクとして、ウェットエッチング
により、Ｓｉ₃ Ｎ₄ をエッチングした後、ＡｕＧｅ、Ｎ
ｉ、Ａｕを各々０．２５μｍ、０．０５μｍ、０．３５
μｍの厚さで蒸着し、ついでリフトオフ法によりレジス
ト及びレジスト上の金属を除去した。更に、オーミック
性接触を得るために、赤外線加熱炉Ｎ₂ ガス雰囲気中で
４００℃５分間の合金化処理を行い１枚の基板上に約
８，５００個の図９（ｃ）に示したような０．３６ｍｍ
角のホール素子パターンを作製した。

【００５２】次にこの基板を裏面より研磨することで基
板の厚みを１２０μｍとした後、エポキシ樹脂を用いて
３００μｍのフェライトを基板の裏面に接着した。次
に、厚さ２００μｍのＭｎ−Ｚｎフェライトの板を支持
用物体としてのガラス板にワックスを用いて図７（ａ）
のように接着固定した上で、ダイシングソーを用いて図
７（ｂ）のようにガラス板まで切り込むことで、フェラ
イト板の切断を行った。続いて、ホール素子パターンの
形成された前記基板の表面に磁気増幅チップを前記ホー
ル素子パターンに合わせて図７（ｃ）のようにエポキシ
樹脂を用いて接着した。次に溶剤を用いてワックスを溶
かしてガラス板を取り外すことで、図７（ｄ）のように
個別の磁気増幅チップに分離した。これをダイシングに
より０．４ｍｍ角の個別のホール素子ペレットに切断
し、自動ダイボンダーによりリード上にこのチップをダ
イボンドし、次に、自動ワイヤーボンダーでリードとホ
ール素子の電極部をＡｕワイヤーで接続した。トランス
ファーモールダーによりエポキシモールドしたのち、こ
のモールドされた素子のタイバーカット、リードカット
を行い、個々の樹脂モールドされた図１０のようなホー
ル素子の感磁部の表面に磁気増幅チップを精度良く配置
した小型のホール素子を作製した。

【００５３】こうして製作したホール素子の代表的な特
性を表８に示した。磁気増幅構造を持たない素子に比べ
て、磁気増幅効果により３倍の高感度化を実現した。

【００５４】

【表８】

【００５５】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の製造方法
によれば、従来不可能であった小型のホール素子（ペレ
ットサイズが０．５０ｍｍ角以下）においても、ホール
素子感磁部の表面に量産的に磁気増幅チップを配置する
ことが可能となり、また従来の素子組立上の機械的精度
に比べて、磁気増幅チップの形成精度が飛躍的に向上す
ることから、高感度で、かつ感度ばらつきの少ないホー
ル素子を製造することができる。

【００５６】すなわち本発明の製造方法は磁気増幅タイ
プのホール素子作製に関して、ホール素子ペレットの小
型化を可能にするとともに、チップ形成精度を向上させ
て感度のばらつきを少なくし、大幅な歩留まり向上及び
コストダウンを可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の工程の１例を示す平面図ま
たは断面図である。

【図２】本発明の製造方法の１例を示す断面図である。

【図３】本発明の製造方法の別の例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の製造方法の別の例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の製造方法の工程の別の例を示す断面図
または平面図である。

【図６】本発明の製造方法の別の例を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の製造方法の別の例を示す断面図であ
る。

【図８】磁気増幅チップに接着剤をつける方法の１例を
示す断面図である。

【図９】本発明の製造方法の工程の別の例を示す断面図
または平面図である。

【図１０】磁気増幅効果を有するホール素子の１例を示
す断面図である。

【図１１】磁気増幅効果を有するホール素子の別の例を
示す断面図である。

【図１２】磁気増幅効果を有するホール素子の別の例を
示す断面図である。

【図１３】磁気増幅効果を有するホール素子の別の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ホール素子感磁部 ３ 電極 ４ 半導体薄膜 ５ 磁性材料からなる板 ６ レジスト １０ 接着剤 １３ 板 １４ 磁気増幅チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 43/00 - 43/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホール素子の感磁部及び電極部が複数個
   形成された基板上の、前記ホール素子の表面側に磁性材
   料よりなる板を接着する工程と、前記板を磁気増幅チッ
   プ形状に加工する工程と、前記板を磁気増幅チップに分
   離する工程と、前記ホール素子の表面に磁気増幅チップ
   が接着された複数個のホール素子ペレットを個別に切断
   する工程とを含むことを特徴とする高感度ホール素子の
   製造方法。
2. 【請求項２】 磁性材料よりなる板を支持用物体に固定
   する工程と、前記板を磁気増幅チップに加工する工程
   と，ホール素子の形成された基板のホール素子感磁部の
   表面側に前記磁気増幅チップを接着する工程と，前記磁
   気増幅チップを支持用物体より離す工程とを含むことを
   特徴とする高感度ホール素子の製造方法。