JP7015088B2

JP7015088B2 - Hall element

Info

Publication number: JP7015088B2
Application number: JP2017058196A
Authority: JP
Inventors: 智也小路; 貴明古屋
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2022-02-02
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018160633A

Description

本発明は、ホール素子に関する。 The present invention relates to a Hall element.

従来、感磁部と電極パッドとを接続するためのコンタクトを有するホール素子が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。 Conventionally, a Hall element having a contact for connecting a magnetically sensitive portion and an electrode pad is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開昭６０－１７５４７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-175471 特開昭６２－１２９７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-12974

従来のホール素子にあっては、例えば正方形の頂点に配置された四つのコンタクトのうち対角線上に位置するコンタクト同士を結ぶ線分で囲まれた領域は、コンタクトが形成されている領域に比較して外部応力の影響を受けやすい。つまり、温度環境の変化等によって、ホール素子本体の周囲を覆うモールド樹脂の変形等が生じると、その影響を受けてホール素子本体に応力変動が生じ、ホール出力電圧に変動が生じる可能性がある。
そこで、本発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、温度環境の変化等による応力変動によって生じるホール出力電圧の変動を抑制することの可能なホール素子を提供することを目的としている。 In the conventional Hall element, for example, of the four contacts arranged at the vertices of a square, the area surrounded by the line segment connecting the contacts located on the diagonal line is compared with the area where the contacts are formed. It is easily affected by external stress. That is, if the mold resin that covers the periphery of the Hall element body is deformed due to a change in the temperature environment or the like, stress fluctuations occur in the Hall element body due to the influence, and the Hall output voltage may fluctuate. ..
Therefore, the present invention has focused on a conventional unsolved problem, and provides a Hall element capable of suppressing fluctuations in Hall output voltage caused by stress fluctuations due to changes in temperature environment and the like. It is an object.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るホール素子は、基板と、当該基板上に形成され、上面視で四角形の形状を有する感磁部と、当該感磁部上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に互いに離隔して形成され且つ前記絶縁膜を貫通して前記感磁部と電気的に接続された四つの導電部と、前記導電部毎に設けられ前記導電部と電気的に接続されたボール部と、を備え、前記導電部のそれぞれは、前記絶縁膜上に形成された電極部と、上面視で前記感磁部の角部に配置され、前記絶縁膜を貫通して前記電極部と前記感磁部とを電気的に接続するコンタクト部と、を有し、前記コンタクト部のそれぞれの外周面は、上面視で、前記感磁部の外周で囲まれる領域の内側に位置し、前記電極部は、上面視で、長尺形状を有すると共にその長手方向が前記四つのコンタクト部を角部とする四角形である第一の四角形の辺に沿うように配置され、前記電極部の一端が前記四つのコンタクト部のうちの一つである第一コンタクト部と重なり、前記電極部の他端が前記第一コンタクト部と、当該第一コンタクト部と前記電極部の長手方向において隣接する第二コンタクト部との間に位置するとともに、前記第一の四角形の対向する二辺それぞれの中点同士を通る線分と重なっており、前記ボール部は、上面視で、当該ボール部が前記線分と重なるように前記電極部上に配置され、且つ、上面視で、前記第一の四角形が有する二本の対角線で挟まれた領域に配置されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the hole element according to one aspect of the present invention is formed on the substrate, the magnetically sensitive portion which has a rectangular shape when viewed from above, and the magnetically sensitive portion. The insulating film, four conductive portions formed on the insulating film at a distance from each other and electrically connected to the magnetically sensitive portion through the insulating film, and the conductive portions provided for each of the conductive portions. A ball portion electrically connected to the portion is provided , and each of the conductive portions is arranged at an electrode portion formed on the insulating film and a corner portion of the magnetizing portion when viewed from above. It has a contact portion that penetrates the insulating film and electrically connects the electrode portion and the magnetically sensitive portion, and the outer peripheral surface of each of the contact portions is the outer periphery of the magnetically sensitive portion in a top view. Located inside the enclosed area, the electrode section has a long shape and its longitudinal direction is along the side of the first quadrangle, which is a quadrangle having the four contact portions as corners in the top view. One end of the electrode portion overlaps with the first contact portion which is one of the four contact portions, and the other end of the electrode portion is the first contact portion and the first contact portion. The ball portion is located between the adjacent second contact portions in the longitudinal direction of the electrode portion and overlaps with a line segment passing through the midpoints of the two opposite sides of the first square. In the top view, the ball portion is arranged on the electrode portion so as to overlap the line segment , and in the top view, it is arranged in the region sandwiched by the two diagonal lines of the first square. It is characterized by being.

本発明の一態様によれば、ボール部によって、外部応力の影響を受けやすい領域での応力変動が抑制されるため、応力変動に起因するホール出力電圧の変動を抑制することができる。 According to one aspect of the present invention, since the ball portion suppresses stress fluctuations in a region susceptible to external stress, fluctuations in Hall output voltage due to stress fluctuations can be suppressed.

本発明の一実施形態に係るホール素子の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the Hall element which concerns on one Embodiment of this invention. 図１ＡのＡ－Ａ′断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view taken along the line AA'in FIG. 1A. ボール部の配置位置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the arrangement position of a ball part. ホールセンサの一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of a hall sensor. ホールセンサの断面の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the cross section of a Hall sensor. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子の製造工程を説明するための断面図の一例である。It is an example of the sectional view for demonstrating the manufacturing process of a Hall element. ホール素子のその他の例を示す上面図である。It is a top view which shows the other example of a Hall element. ボール部の配置位置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the arrangement position of a ball part.

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。 The following detailed description describes many specific specific configurations to provide a complete understanding of the embodiments of the present invention. However, it is clear that other embodiments can be implemented without being limited to such specific specific configurations. Further, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, but include all combinations of characteristic configurations described in the embodiments.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the following drawings, the same parts are designated by the same reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimensions, the ratio of the thickness of each layer, etc. are different from the actual ones.

［実施形態］
図１Ａは、本発明の一実施形態に係るホール素子１００の一例を示す上面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ｏ－Ａ′断面の断面図を示す。
本発明の一実施形態に係るホール素子１００は、基板１０、感磁部２０、電極部３１～電極部３４、絶縁膜４０、コンタクト部５１～コンタクト部５４、及びボール部６１～６４を備える。感磁部２０は、導電層２１及び表面層２２を備える。電極部３１～電極部３４及びコンタクト部５１～コンタクト部５４は、導電部を構成する。 [Embodiment]
FIG. 1A is a top view showing an example of the Hall element 100 according to the embodiment of the present invention. FIG. 1B shows a cross-sectional view of the AOA'cross section of FIG. 1A.
The Hall element 100 according to the embodiment of the present invention includes a substrate 10, a magnetic sensitive portion 20, an electrode portion 31 to an electrode portion 34, an insulating film 40, a contact portion 51 to a contact portion 54, and a ball portion 61 to 64. The magnetic sensing portion 20 includes a conductive layer 21 and a surface layer 22. The electrode portion 31 to the electrode portion 34 and the contact portion 51 to the contact portion 54 form a conductive portion.

基板１０は、Ｓｉや化合物半導体等の半導体基板である。本発明の一実施形態に係る基板１０は、例えばＧａＡｓ基板である。基板（ＧａＡｓ基板）１０の抵抗率は１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上である。基板１０の抵抗率の上限は１．０×１０^９Ω・ｃｍ以下であってよい。基板１０は、例えば略正方形の平面形状を有する。なお、基板１０の平面形状は略正方形に限るものではなく任意に設定可能であり、例えば、感磁部２０の平面形状と相似した、感磁部２０よりも大きい平面形状を有していてもよい。 The substrate 10 is a semiconductor substrate such as Si or a compound semiconductor. The substrate 10 according to an embodiment of the present invention is, for example, a GaAs substrate. The resistivity of the substrate (GaAs substrate) 10 is 1.0 × 10 ⁵ Ω · cm or more. The upper limit of the resistivity of the substrate ¹⁰ may be 1.0 × 109 Ω · cm or less. The substrate 10 has, for example, a substantially square planar shape. The planar shape of the substrate 10 is not limited to a substantially square shape and can be set arbitrarily. For example, even if the substrate 10 has a planar shape similar to the planar shape of the magnetic sensitive portion 20 and larger than the magnetic sensitive portion 20. good.

感磁部２０は、基板１０上に形成される。感磁部２０は、基板１０上であり一部が基板１０に埋まって形成されていてもよい。感磁部２０は、略正方形の平面形状を有する。
感磁部２０は、基板１０よりも低抵抗の層である。感磁部２０は、例えばＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓ等の化合物半導体で形成される。本発明の一実施形態に係る感磁部２０は、ＧａＡｓで形成される。感磁部２０は、基板１０にＳｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ及びＣ等の不純物を注入し、加熱することにより活性化されてもよい。また、感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びた平面形状を有していてもよい。感磁部２０の端部では、ホール素子１００に流れる電流が集中する場合がある。感磁部２０の平面形状が丸みを有することにより、感磁部２０の端部における電流集中が緩和される。なお、感磁部２０を基板１０上に段差状（メサ状）に形成する際にこの効果は顕著となる。特に感磁部２０の角部が感磁部２０の厚みに対して１０％以上の曲率半径を有することにより、感磁部２０の端部での電流集中を緩和することができる点で好ましい。また、感磁部２０の厚みに対して１００００％以下の曲率半径を有することにより、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを抑制できる点で好ましい。これは、感磁部２０の側面ではダングリングボンドの一番小さな面（例えば、（１００）面）以外の面の露出を減らすことができ、キャリアの表面再結合が生じにくくなることによると推測される。 The magnetic sensing portion 20 is formed on the substrate 10. The magnetic sensing portion 20 may be formed on the substrate 10 and partly buried in the substrate 10. The magnetically sensitive portion 20 has a substantially square planar shape.
The magnetically sensitive portion 20 is a layer having a lower resistance than the substrate 10. The magnetically sensitive portion 20 is formed of a compound semiconductor such as GaAs, InSb, and InAs. The magnetically sensitive portion 20 according to the embodiment of the present invention is made of GaAs. The magnetic sensing portion 20 may be activated by injecting impurities such as Si, Sn, S, Se, Te, Ge and C into the substrate 10 and heating the substrate 10. Further, the magnetically sensitive portion 20 may have a planar shape in which at least one corner is rounded. At the end of the magnetic sensing portion 20, the current flowing through the Hall element 100 may be concentrated. Since the planar shape of the magnetic sensing portion 20 is rounded, the current concentration at the end portion of the magnetic sensing portion 20 is relaxed. This effect becomes remarkable when the magnetically sensitive portion 20 is formed on the substrate 10 in a stepped shape (mesa shape). In particular, it is preferable that the corner portion of the magnetic sensitive portion 20 has a radius of curvature of 10% or more with respect to the thickness of the magnetic sensitive portion 20 in that current concentration at the end portion of the magnetic sensitive portion 20 can be relaxed. Further, it is preferable to have a radius of curvature of 10,000% or less with respect to the thickness of the magnetically sensitive portion 20 in that fluctuation of the output voltage of the Hall element 100 can be suppressed. It is presumed that this is because the exposure of the surface other than the smallest surface (for example, the (100) surface) of the dangling bond can be reduced on the side surface of the magnetic sensing portion 20, and the surface recombination of the carrier is less likely to occur. Will be done.

感磁部２０は、略正方形に限るものではない。四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれていればよい。
感磁部２０を略正方形、あるいは四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれる形状とすることにより、電流集中を生じにくい形状とすることができる。また、基板１０に対する感磁部２０の面積を最大限大きくすることができる。これにより１／ｆノイズを抑制することができ、また、ホール素子１００の出力特性の変動を抑制することができる点で好ましい。 The magnetic sensing portion 20 is not limited to a substantially square shape. It is sufficient that the magnetic sensing portion 20 includes all the regions surrounded by the four contact portions 51 to 54.
By forming the magnetically sensitive portion 20 into a substantially square shape or a shape in which the entire region surrounded by the four contact portions 51 to 54 is included in the magnetically sensitive portion 20, it is possible to form a shape in which current concentration is unlikely to occur. Further, the area of the magnetically sensitive portion 20 with respect to the substrate 10 can be maximized. This is preferable in that 1 / f noise can be suppressed and fluctuations in the output characteristics of the Hall element 100 can be suppressed.

四つのコンタクト部に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれていれば、感磁部２０はこの四つのコンタクト部に囲まれた領域の外側に広がっていてもよい。例えば、感磁部２０の縁部は直線でなくともよく、また、感磁部２０の縁部に切欠き等が形成されていてもよい。これに対して、感磁部２０の縁部に形成された切欠きが比較的大きく、四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれない形状（いわゆる十字型の形状）となる場合、切欠きの近傍（即ち、十字の交点部分）で電流集中が生じやすくなる。そのため、１／ｆノイズが大きくなる場合がある。 If the magnetic sensing portion 20 includes all the regions surrounded by the four contact portions, the magnetic sensing portion 20 may extend outside the region surrounded by the four contact portions. For example, the edge portion of the magnetic sensing portion 20 does not have to be a straight line, and a notch or the like may be formed at the edge portion of the magnetic sensing portion 20. On the other hand, the notch formed at the edge of the magnetically sensitive portion 20 is relatively large, and the entire region surrounded by the four contact portions 51 to 54 is not included in the magnetically sensitive portion 20 (so-called). In the case of a cross shape), current concentration is likely to occur in the vicinity of the notch (that is, the intersection of the crosses). Therefore, 1 / f noise may increase.

四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域は、次のように決めることができる。まず、感磁部２０の上面視における重心を、感磁部２０の中心とする。次に、感磁部２０の中心と各コンタクト部５１～コンタクト部５４との間の距離が最小となる点を各コンタクト部５１～コンタクト部５４に描く。そして、これらの点間を結んで形成される領域を四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域とする。なお、感磁部２０の中心との間の距離が最小となる点が各コンタクト部に複数ある場合には、これら全ての点を結んだ領域を四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域とする。また、入出力いずれにも用いられないコンタクト部が存在する場合、当該コンタクト部は考慮せずには上述の領域を決めるものとしてよい。 The area surrounded by the four contact portions 51 to 54 can be determined as follows. First, the center of gravity of the magnetically sensitive portion 20 in the top view is set as the center of the magnetically sensitive portion 20. Next, a point where the distance between the center of the magnetically sensitive portion 20 and each contact portion 51 to 54 is minimized is drawn on each contact portion 51 to 54. The region formed by connecting these points is defined as a region surrounded by the four contact portions 51 to 54. When each contact portion has a plurality of points where the distance from the center of the magnetic sensing portion 20 is minimized, the region connecting all these points is surrounded by the four contact portions 51 to 54. Area. Further, when there is a contact portion that is not used for either input / output, the above-mentioned region may be determined without considering the contact portion.

導電層２１は、基板１０上に形成される。本発明の一実施形態に係る導電層２１は、ｎ型ＧａＡｓである。導電層２１の膜厚は特に限定されない。本発明の一実施形態に係る導電層２１の膜厚は、５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。また、導電層２１の膜厚は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってもよい。
表面層２２は、導電層２１上に導電性の材料で形成される。表面層２２は、導電層２１よりも導電性の低いＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＡｓ等の高抵抗な結晶からなる。本発明の一実施形態に係る表面層２２の膜厚は、１５０ｎｍ以上である。表面層２２の膜厚は、２００ｎｍ以上であってもよい。表面層２２の膜厚の上限は、８００ｎｍ以下であっても、６００ｎｍ以下であってもよい。なお、感磁部２０には、表面層２２が形成されなくてもよい。 The conductive layer 21 is formed on the substrate 10. The conductive layer 21 according to the embodiment of the present invention is n-type GaAs. The film thickness of the conductive layer 21 is not particularly limited. The film thickness of the conductive layer 21 according to the embodiment of the present invention is 50 nm or more and 2000 nm or less. Further, the film thickness of the conductive layer 21 may be 100 nm or more and 1000 nm or less.
The surface layer 22 is formed of a conductive material on the conductive layer 21. The surface layer 22 is made of a GaAs layer having lower conductivity than the conductive layer 21, and high resistance crystals such as AlGaAs or AlAs. The film thickness of the surface layer 22 according to the embodiment of the present invention is 150 nm or more. The film thickness of the surface layer 22 may be 200 nm or more. The upper limit of the film thickness of the surface layer 22 may be 800 nm or less or 600 nm or less. The surface layer 22 may not be formed on the magnetically sensitive portion 20.

絶縁膜４０は、感磁部２０の上面及び感磁部２０の側面を覆うように形成される。本発明の一実施形態に係る絶縁膜４０は、表面層２２全体と、導電層２１及び表面層２２の積層体の側面全体とを覆い、基板１０の上面と接するように形成される。
絶縁膜４０には、コンタクト用の開口部４０ａが設けられている。絶縁膜４０の厚みは、例えば１００ｎｍ以上であるがこれに限るものではない。絶縁膜４０は、例えば、シリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）、アルミナ膜（Ａｌ_２Ｏ_３）、ポリイミド膜及びこれらの膜の少なくとも１つを積層した多層膜である。なお、図１Ａに示す上面図では、簡略化のため絶縁膜４０を省略している。 The insulating film 40 is formed so as to cover the upper surface of the magnetically sensitive portion 20 and the side surface of the magnetically sensitive portion 20. The insulating film 40 according to the embodiment of the present invention covers the entire surface layer 22 and the entire side surface of the laminated body of the conductive layer 21 and the surface layer 22, and is formed so as to be in contact with the upper surface of the substrate 10.
The insulating film 40 is provided with an opening 40a for contact. The thickness of the insulating film 40 is, for example, 100 nm or more, but is not limited to this. The insulating film 40 is, for example, a silicon nitride film (Si ₃ N ₄ film), a silicon oxide film (SiO ₂ film), an alumina film (Al ₂ O ₃ ), a polyimide film, and a multilayer in which at least one of these films is laminated. It is a membrane. In the top view shown in FIG. 1A, the insulating film 40 is omitted for simplification.

電極部３１～電極部３４は、絶縁膜４０上に形成される。例えば、電極部３１及び電極部３２は、感磁部２０に電流を流すための入力用の電極部であり、電極部３３及び電極部３４は、感磁部２０のホール電圧を検出するための出力用の電極部である。ここでは、電極部３１及び電極部３２を入力用の電極部として説明し、電極部３３及び電極部３４を出力用の電極部として説明するが、入力用の電極部と出力用の電極部とを入れ替えてもよい。また、入力用の電極部と出力用の電極部とを逐次入れ替えることにより、ホール素子１００をスピニングカレント動作させるようにしてもよい。なお、ホール素子１００は電極部３１～電極部３４の他に電極部を備えていてもよい。 The electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed on the insulating film 40. For example, the electrode portion 31 and the electrode portion 32 are input electrode portions for passing a current through the magnetic sensing portion 20, and the electrode portion 33 and the electrode portion 34 are for detecting the Hall voltage of the magnetic sensing portion 20. It is an electrode part for output. Here, the electrode portion 31 and the electrode portion 32 will be described as input electrode portions, and the electrode portion 33 and the electrode portion 34 will be described as output electrode portions, but the input electrode portion and the output electrode portion will be described. May be replaced. Further, the Hall element 100 may be operated in a spinning current by sequentially exchanging the input electrode portion and the output electrode portion. The Hall element 100 may include an electrode portion in addition to the electrode portion 31 to the electrode portion 34.

電極部３１～電極部３４は絶縁膜４０に設けられた開口部４０ａを通じて、コンタクト部５１～コンタクト部５４を介して感磁部２０と電気的に接続される。電極部３１～電極部３４は、金属、ポリシリコン等の導電性材料により形成される。本発明の一実施形態に係る電極部３１～電極部３４は、金を主成分として含有する。 The electrode portion 31 to the electrode portion 34 are electrically connected to the magnetic sensing portion 20 via the contact portion 51 to the contact portion 54 through the opening 40a provided in the insulating film 40. The electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed of a conductive material such as metal or polysilicon. The electrode portion 31 to the electrode portion 34 according to the embodiment of the present invention contain gold as a main component.

１つのボール部に対して１つの電極部が電気的に接続されていれば、電極部３１～電極部３４の配置は特に制限はない。例えば、電極部３１～電極部３４は同一形状に形成され、例えば長方形の平面形状を有する。また、電極部３１～電極部３４は線対称の関係とはならず点対称の関係となる位置に形成され、且つそれぞれ対応するコンタクト部５１～コンタクト部５４の上に形成される。電極部３１～３４を線対称にはならず点対称となる位置に配置することにより、電極部３１～電極部３４との熱膨張係数の差による感磁部２０にかかる応力の非対称性を緩和することができ、非対称に生じる抵抗変動を抑制することができ、ホール素子１００の出力特性の変動を抑制できる。また、後述のように、コンタクト部５１～コンタクト部５４は、略正方形の頂点となる位置に配置される。例えば、図１Ａに示すように、コンタクト部５１～コンタクト部５４が略正方形の角部に配置される場合には、電極部３１～電極部３４それぞれは、各電極部の長辺が、コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域、つまり略正方形の各辺と平行となり、且つ電極部３１～電極部３４のそれぞれは、いずれかの角部が対応するコンタクト部５１～コンタクト部５４と上面視で重なるように配置される。さらに、例えば電極部３１は、一端がコンタクト部５１上に位置し、他端がコンタクト部５１とコンタクト部５１に隣接するコンタクト部５３との間の中央部付近に位置し、コンタクト部５１上部を覆うと共に、コンタクト部５１から、コンタクト部５１及びコンタクト部５３の中央部付近までを覆う長さを有する。他の電極部３２～３４も同一の長さを有する。 As long as one electrode portion is electrically connected to one ball portion, the arrangement of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is not particularly limited. For example, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed to have the same shape, and have, for example, a rectangular planar shape. Further, the electrode portions 31 to 34 are formed at positions that are not in a line-symmetrical relationship but in a point-symmetrical relationship, and are formed on the corresponding contact portions 51 to 54, respectively. By arranging the electrode portions 31 to 34 at positions that are not line-symmetrical but point-symmetrical, the asymmetry of the stress applied to the magnetically sensitive portion 20 due to the difference in the thermal expansion coefficient between the electrode portion 31 and the electrode portion 34 is alleviated. It is possible to suppress fluctuations in resistance that occur asymmetrically, and it is possible to suppress fluctuations in the output characteristics of the Hall element 100. Further, as described later, the contact portion 51 to the contact portion 54 are arranged at positions that are the vertices of a substantially square. For example, as shown in FIG. 1A, when the contact portions 51 to 54 are arranged at the corners of a substantially square, the long sides of each of the electrode portions 31 to 34 are the contact portions. A region surrounded by 51 to the contact portion 54, that is, parallel to each side of a substantially square, and each of the electrode portions 31 to the electrode portion 34 has an upper surface with the contact portion 51 to the contact portion 54 corresponding to any corner portion. Arranged so as to overlap visually. Further, for example, the electrode portion 31 has one end located on the contact portion 51 and the other end located near the central portion between the contact portion 51 and the contact portion 53 adjacent to the contact portion 51, and the upper portion of the contact portion 51 is provided. In addition to covering, it has a length that covers from the contact portion 51 to the vicinity of the central portion of the contact portion 51 and the contact portion 53. The other electrode portions 32 to 34 also have the same length.

これによって、電極部３１～電極部３４は、コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域からなる略正方形の領域の中心を点対称の中心として点対称の関係となるように配置され、各電極部３１～電極部３４は、一端がそれぞれ対応するコンタクト部５１～コンタクト部５４と上面視で重なる。また、電極部３１～電極部３４は線対称の関係とはならない。 As a result, the electrode portions 31 to 34 are arranged so as to have a point-symmetrical relationship with the center of a substantially square region consisting of the regions surrounded by the contact portions 51 to 54 as the center of point symmetry. The electrode portion 31 to the electrode portion 34 overlap with the contact portion 51 to the contact portion 54 having one end corresponding to each other in a top view. Further, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 do not have a line-symmetrical relationship.

また、電極部３１～電極部３４それぞれの外周は、上面視で、感磁部２０の外周で囲まれる領域の内側に位置する。
ここで、感磁部２０の上部に電極部３１～電極部３４が形成される場合、感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びていることで、チッピングの影響を抑制することができる。 Further, the outer periphery of each of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is located inside the region surrounded by the outer circumference of the magnetic sensing portion 20 in the top view.
Here, when the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed on the magnetically sensitive portion 20, the magnetically sensitive portion 20 can suppress the influence of chipping by having at least one corner rounded. can.

すなわち、基板１０を個片化する際にダイシングを行うが、基板１０の外周部と感磁部２０の外周部の間に電極部３１～電極部３４が配置されていない場合、チッピングにより感磁部２０が欠け、当該欠けを原因とした電流集中を生じる場合がある。特に、感磁部２０の角が丸みを帯びていない場合、絶縁膜４０からの応力やダイシング時の応力が感磁部の角へ集中し、亀裂の起点となる場合がある。感磁部２０の少なくとも１つの角が丸みを帯びている場合、上記応力等を緩和し、チッピングによる感磁部２０の端の欠けを抑制することで、電流集中を緩和することができる。 That is, dicing is performed when the substrate 10 is individualized, but when the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are not arranged between the outer peripheral portion of the substrate 10 and the outer peripheral portion of the magnetic sensing portion 20, the magnetizing is performed by chipping. The portion 20 may be chipped, causing current concentration due to the chipping. In particular, when the corners of the magnetically sensitive portion 20 are not rounded, the stress from the insulating film 40 and the stress during dicing may be concentrated on the corners of the magnetically sensitive portion and become the starting point of cracks. When at least one corner of the magnetic sensing portion 20 is rounded, the current concentration can be alleviated by relaxing the stress and the like and suppressing the chipping of the end of the magnetic sensing portion 20 due to chipping.

なお、ここでは電極部３１～電極部３４が、同一の平面形状を有する場合について説明するが、電極部３１～電極部３４は異なる平面形状を有していてもよい。例えば、入力用の電極部と出力用の電極部とをそれぞれ異なる平面形状としてもよく、また、電極部３１～電極部３４のそれぞれにおいて異なる部分に切欠きを設けること等により、電極部３１～電極部３４それぞれを異なる形状としてもよい。 Although the case where the electrode portion 31 to the electrode portion 34 have the same planar shape will be described here, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 may have different planar shapes. For example, the input electrode portion and the output electrode portion may have different planar shapes, and the electrode portions 31 to 31 may be formed by providing notches in different portions of the electrode portions 31 to 34. Each of the electrode portions 34 may have a different shape.

また、本発明の一実施形態に係る電極部３１～電極部３４は上面視で感磁部２０の領域内に形成されているが、これらの電極部の少なくとも一部が上面視で感磁部２０の領域の外側まで延出していてもよい。なお、上面視で感磁部２０の領域内に電極部３１～電極部３４が形成されていると、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを小さくできる点で好ましい。これは、感磁部２０と電極部３１～電極部３４との熱膨張係数の差による応力が感磁部２０にかかりにくくなるためである。 Further, although the electrode portions 31 to 34 according to the embodiment of the present invention are formed in the region of the magnetically sensitive portion 20 in the top view, at least a part of these electrode portions is the magnetically sensitive portion in the top view. It may extend to the outside of the 20 area. It is preferable that the electrode portions 31 to 34 are formed in the region of the magnetically sensitive portion 20 in the top view because the fluctuation of the output voltage of the Hall element 100 can be reduced. This is because the stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the magnetically sensitive portion 20 and the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is less likely to be applied to the magnetically sensitive portion 20.

コンタクト部５１～コンタクト部５４は、感磁部２０上に形成される。本発明の一実施形態に係るコンタクト部５１～コンタクト部５４は、絶縁膜４０を貫通して、電極部３１～電極部３４と感磁部２０とを電気的に接続する。本発明の一実施形態では、コンタクト部５１～コンタクト部５４は、略正方形の頂点となる位置に形成される。
コンタクト部５１～コンタクト部５４は、例えば、電極部３１～電極部３４と同一の材料で形成される。電極部３１～電極部３４及びコンタクト部５１～コンタクト部５４は、導電部として、同一のプロセスにより同時に一体に形成されてもよい。なお、コンタクト部５１～コンタクト部５４は、電極部３１～電極部３４とは異なる材料で形成されてもよい。 The contact portion 51 to the contact portion 54 are formed on the magnetically sensitive portion 20. The contact portions 51 to 54 according to the embodiment of the present invention penetrate the insulating film 40 and electrically connect the electrode portions 31 to the electrode portions 34 and the magnetic sensing portion 20. In one embodiment of the present invention, the contact portion 51 to the contact portion 54 are formed at positions that are the vertices of a substantially square.
The contact portion 51 to the contact portion 54 are formed of, for example, the same material as the electrode portion 31 to the electrode portion 34. The electrode portion 31 to the electrode portion 34 and the contact portion 51 to the contact portion 54 may be integrally formed as a conductive portion by the same process at the same time. The contact portions 51 to 54 may be made of a material different from that of the electrode portions 31 to the electrode portions 34.

コンタクト部５１～コンタクト部５４は、感磁部２０の平面形状に応じた平面形状を有し、感磁部２０と電極部３１～電極部３４のそれぞれとを電気的に接続可能な大きさに形成される。コンタクト部５１～コンタクト部５４の平面形状は、例えば、感磁部２０の角部部分と相似な略三角形状を有し、コンタクト部５１～コンタクト部５４は、三つの頂点が感磁部２０の頂点の外側の領域と上下方向で対向し、三辺のうちの二辺が感磁部２０の二辺と平行となるように形成される。 The contact portions 51 to 54 have a planar shape corresponding to the planar shape of the magnetically sensitive portion 20, and have a size such that the magnetically sensitive portion 20 and each of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 can be electrically connected. It is formed. The planar shape of the contact portion 51 to the contact portion 54 has, for example, a substantially triangular shape similar to the corner portion of the magnetically sensitive portion 20, and the contact portions 51 to 54 have three vertices of the magnetically sensitive portion 20. It is formed so as to face the region outside the apex in the vertical direction and two of the three sides are parallel to the two sides of the magnetizing portion 20.

また、コンタクト部５１～コンタクト部５４の平面形状は、感磁部２０の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有していてもよい。また、コンタクト部５１～コンタクト部５４の平面形状は、感磁部２０の中心側の内側領域に丸みを有していてもよく、例えば全体として扇形を有していてもよい。これにより、コンタクト部５１～コンタクト部５４の端部における電流集中が緩和される。コンタクト部５１～コンタクト部５４の平面形状は、コンタクト部の端部における電流集中を緩和できるものであれば、扇形に限らず他の形状であってもよい。なお、ここでいう外側領域とは、コンタクト部５１～コンタクト部５４の外周であって、感磁部２０の外周と対向する領域を指す。一方、内側領域とは、外側領域以外の感磁部２０の中心側の領域を指す。また、四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれている場合、特にコンタクト部５１～コンタクト部５４の端部に流れる電流量が多くなるので、顕著に電流集中緩和効果が得られる。 Further, the planar shape of the contact portion 51 to the contact portion 54 may have a roundness in at least a part of the outer region corresponding to the outer peripheral side of the magnetic sensitive portion 20. Further, the planar shape of the contact portion 51 to the contact portion 54 may have a roundness in the inner region on the center side of the magnetic sensing portion 20, and may have a fan shape as a whole, for example. As a result, the current concentration at the ends of the contact portions 51 to 54 is relaxed. The planar shape of the contact portion 51 to the contact portion 54 is not limited to a fan shape and may be any other shape as long as the current concentration at the end portion of the contact portion can be relaxed. The outer region referred to here refers to a region that is the outer circumference of the contact portion 51 to the contact portion 54 and faces the outer circumference of the magnetic sensing portion 20. On the other hand, the inner region refers to a region on the center side of the magnetic sensing portion 20 other than the outer region. Further, when the magnetic sensing portion 20 includes all the regions surrounded by the four contact portions 51 to 54, the amount of current flowing through the ends of the contact portions 51 to 54 is particularly large, which is remarkable. The current concentration relaxation effect can be obtained.

ボール部６１～ボール部６４は、電極部３１～電極部３４上に形成される。このとき、ボール部６１～ボール部６４は、図１Ｃに示すように、コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域により形成された略正方形の二本の対角線（図１Ｃ中に一点鎖線で示す。）で挟まれる領域に配置される。具体的には、ボール部の電極部に対する接触面が、隣り合うコンタクト部、例えばコンタクト部５１とコンタクト部５３との中央部、コンタクト部５３とコンタクト部５２との中央部、コンタクト部５２とコンタクト部５４との中央部、コンタクト部５４とコンタクト部５１との中央部、それぞれの近傍に配置される。 The ball portion 61 to the ball portion 64 are formed on the electrode portion 31 to the electrode portion 34. At this time, as shown in FIG. 1C, the ball portions 61 to 64 are formed by two diagonal lines of substantially square formed by a region surrounded by the contact portions 51 to 54 (a dotted chain line in FIG. 1C). It is placed in the area sandwiched by). Specifically, the contact surface of the ball portion with respect to the electrode portion is in contact with the adjacent contact portion, for example, the central portion between the contact portion 51 and the contact portion 53, the central portion between the contact portion 53 and the contact portion 52, and the contact portion 52. It is arranged in the vicinity of the central portion of the portion 54 and the central portion of the contact portion 54 and the contact portion 51.

なお、四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４によって囲まれた領域は、上述のように定めることができる。上述のように四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４によって囲まれた領域を定めた場合、感磁部２０の中心からの距離が最も短い点が各コンタクト部につき１点のみ存在する場合は、「四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域により形成される四角形」は、四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４によって囲まれた領域と一致する。また、感磁部２０の中心からの距離が最も短い点がコンタクト部に複数存在する場合は、一つのコンタクト部につき、複数の点のうちいずれか一点を選択し、各コンタクト部につき１点、計４点を結ぶ線分で囲まれた領域を「四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４に囲まれた領域により形成される四角形」と定めるものとする。 The area surrounded by the four contact portions 51 to 54 can be defined as described above. When the area surrounded by the four contact portions 51 to 54 is defined as described above and the distance from the center of the magnetic sensing portion 20 is the shortest, only one point is present for each contact portion. The "quadrangle formed by the region surrounded by the four contact portions 51 to 54" coincides with the region surrounded by the four contact portions 51 to 54. When there are a plurality of points in the contact portion having the shortest distance from the center of the magnetic sensing portion 20, one of a plurality of points is selected for each contact portion, and one point is used for each contact portion. The area surrounded by the line segment connecting a total of four points is defined as "a quadrangle formed by the area surrounded by the four contact portions 51 to 54".

ボール部６１～ボール部６４は導電性の材料で形成され、電極部３１～電極部３４と電気的に接続される。ボール部６１～ボール部６４は、外部接続用のボンディングワイヤと同一の材料で形成されていてよい。ボール部６１～ボール部６４は、実装時等にボンディングワイヤを電極部３１～電極部３４に接合する際に、ボンディングワイヤと電極部３１～電極部３４との接合部分の太さをボンディングワイヤの太さよりも太くし、この太くした電極部３１～電極部３４との接合部分をボール部としてもよく、また、ワイヤバンプ形成方法を用いてボール部６１～ボール部６４のみを電極部３１～電極部３４上に形成するようにしてもよい。ボール部６１～ボール部６４は例えば金ボールやはんだボールである。 The ball portion 61 to the ball portion 64 are formed of a conductive material and are electrically connected to the electrode portion 31 to the electrode portion 34. The ball portion 61 to the ball portion 64 may be made of the same material as the bonding wire for external connection. In the ball portion 61 to the ball portion 64, when the bonding wire is bonded to the electrode portion 31 to the electrode portion 34 at the time of mounting or the like, the thickness of the bonding portion between the bonding wire and the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is set to the thickness of the bonding wire. It may be thicker than the thickness, and the joint portion between the thickened electrode portion 31 and the electrode portion 34 may be used as the ball portion, or only the ball portion 61 to the ball portion 64 may be used as the electrode portion 31 to the electrode portion by using the wire bump forming method. It may be formed on 34. The ball portion 61 to the ball portion 64 are, for example, gold balls or solder balls.

そして、電極部３１～電極部３４は、ボール部６１～ボール部６４が電極部３１～電極部３４上の、隣り合うコンタクト部間の中央部にボール部６１～ボール部６４を形成することができ、且つ、電極部３１～電極部３４とボール部６１～ボール部６４とを電気的に接続することが可能であり、且つ面積が最小となる大きさ、又はこの最小となる面積よりも多少大きな面積を有する大きさに設定される。この電極部３１～電極部３４の大きさは、面積がより小さいことが好ましい。その理由は、電極部３１～電極部３４の、それぞれ対応するコンタクト部５１～コンタクト部５４を基点として見た場合にコンタクト部５１～コンタクト部５４上から延出している領域は、電極部３１～電極部３４と絶縁膜４０と感磁部２０との積層構造となり寄生容量が生じる可能性がある。寄生容量はホール素子１００の出力特性に影響を与えるため、電極部３１～電極部３４の面積が小さくなるようにし電極部３１～電極部３４と絶縁膜４０と感磁部２０との積層構造の領域を小さくすることによって、寄生容量を抑制し出力特性のばらつきを低減することができるからである。 Then, in the electrode portion 31 to the electrode portion 34, the ball portion 61 to the ball portion 64 may form the ball portion 61 to the ball portion 64 in the central portion between the adjacent contact portions on the electrode portion 31 to the electrode portion 34. It is possible to electrically connect the electrode portion 31 to the electrode portion 34 and the ball portion 61 to the ball portion 64, and the size is such that the area is the minimum, or slightly smaller than the minimum area. It is set to a size that has a large area. The size of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 preferably has a smaller area. The reason is that the region extending from the contact portion 51 to the contact portion 54 when viewed from the contact portions 51 to 54 corresponding to each of the electrode portions 31 to the electrode portion 34 is the electrode portion 31 to the electrode portion 31. There is a possibility that parasitic capacitance may occur due to the laminated structure of the electrode portion 34, the insulating film 40, and the magnetic sensing portion 20. Since the parasitic capacitance affects the output characteristics of the Hall element 100, the area of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is reduced so that the laminated structure of the electrode portion 31 to the electrode portion 34, the insulating film 40, and the magnetic sensing portion 20 is formed. This is because by making the region smaller, it is possible to suppress the parasitic capacitance and reduce the variation in the output characteristics.

図２Ａは、本発明の一実施形態に係るホール素子１００を用いたホールセンサ２００の一例を示す上面図である。図２Ｂは、ホールセンサ２００の断面の一例を示す概略図である。
ホールセンサ２００は、ホール素子１００、リード端子２１１～リード端子２１４、保護層２２０、モールド部材２３０、外装めっき層２４０及びボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４を備える。なお、ホールセンサ２００の構成は一例であり、これに限るものではない。 FIG. 2A is a top view showing an example of a Hall sensor 200 using the Hall element 100 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a schematic view showing an example of a cross section of the Hall sensor 200.
The Hall sensor 200 includes a Hall element 100, lead terminals 211 to 214, a protective layer 220, a mold member 230, an exterior plating layer 240, and bonding wires 251 to 254. The configuration of the Hall sensor 200 is an example and is not limited to this.

ホール素子１００は、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４によりリード端子２１１～リード端子２１４に接続される。電極部３１は、ボール部６１を介してボンディングワイヤ２５１により、リード端子２１１と電気的に接続される。電極部３２は、ボール部６２を介してボンディングワイヤ２５２により、リード端子２１２と電気的に接続される。電極部３３は、ボール部６３を介してボンディングワイヤ２５３により、リード端子２１３と電気的に接続される。電極部３４は、ボール部６４を介してボンディングワイヤ２５４により、リード端子２１４と電気的に接続される。 The Hall element 100 is connected to the lead terminals 211 to the lead terminals 214 by the bonding wires 251 to 254. The electrode portion 31 is electrically connected to the lead terminal 211 by a bonding wire 251 via the ball portion 61. The electrode portion 32 is electrically connected to the lead terminal 212 by a bonding wire 252 via the ball portion 62. The electrode portion 33 is electrically connected to the lead terminal 213 by the bonding wire 253 via the ball portion 63. The electrode portion 34 is electrically connected to the lead terminal 214 by the bonding wire 254 via the ball portion 64.

ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４は、導電性の材料で形成される。ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４は、例えば金ワイヤを適用することができるが、これに限るものではない。ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４は、モールド部材２３０により覆われている。これにより、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４が固定される。 The bonding wires 251 to 254 are formed of a conductive material. As the bonding wire 251 to 254, for example, a gold wire can be applied, but the bonding wire is not limited to this. The bonding wires 251 to 254 are covered with the mold member 230. As a result, the bonding wires 251 to 254 are fixed.

なお、電極部３１～電極部３４と、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４とのそれぞれの間にボール部が設けられていてもよい。ボール部は、導電性の材料で形成される。ボール部は、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４と同一の材料で形成されてよい。ボール部は、例えば金ボール、またははんだボールである。一例において、ボール部は、上面視で１０μｍ以上、１００μｍ以下の直径を有し、例えば、６０μｍの直径を有する。なお、ボール部が上面視で真円でない場合には、上面視したボール部と同じ面積を有する楕円に近似し、当該楕円の長径を直径としてもよい。また、ボール部の厚みは応力緩和の観点から５μｍ以上であることが好ましい。また、製造容易性の観点からボール部の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。なお、ボール部の厚みとは、ボール部の一番高い部分とボール部が配置された電極部３１～電極部３４との距離である。 A ball portion may be provided between the electrode portion 31 to the electrode portion 34 and the bonding wire 251 to the bonding wire 254. The ball portion is formed of a conductive material. The ball portion may be formed of the same material as the bonding wires 251 to 254. The ball portion is, for example, a gold ball or a solder ball. In one example, the ball portion has a diameter of 10 μm or more and 100 μm or less in a top view, and has a diameter of, for example, 60 μm. When the ball portion is not a perfect circle when viewed from above, it may be approximated to an ellipse having the same area as the ball portion viewed from above, and the major axis of the ellipse may be used as the diameter. Further, the thickness of the ball portion is preferably 5 μm or more from the viewpoint of stress relaxation. Further, from the viewpoint of ease of manufacture, the thickness of the ball portion is preferably 100 μm or less. The thickness of the ball portion is the distance between the highest portion of the ball portion and the electrode portion 31 to the electrode portion 34 in which the ball portion is arranged.

ここで、ホールセンサ２００のＸ線撮影にて得られた断面透過図を観察した際に、ボンディングワイヤ２５２をリード端子２１２側からホール素子１００側にたどった場合にボンディングワイヤの太さよりも幅が大きくなった部分をボール部と定義してもよい。
リード端子２１１～リード端子２１４は、外装めっき層２４０を介して外部と電気的に接続される。リード端子２１１～リード端子２１４は、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４と接続された面と反対側の面とに外装めっき層２４０が形成される。これにより、ホール素子１００は、ホールセンサ２００の外部と電気的に接続される。なお、外装めっき層２４０は、例えばスズ（Ｓｎ）で形成されているが、これに限るものではない。 Here, when observing the cross-sectional transmission diagram obtained by X-ray photography of the Hall sensor 200, when the bonding wire 252 is traced from the lead terminal 212 side to the Hall element 100 side, the width is larger than the thickness of the bonding wire. The enlarged portion may be defined as a ball portion.
The lead terminal 211 to the lead terminal 214 are electrically connected to the outside via the exterior plating layer 240. In the lead terminals 211 to 214, the exterior plating layer 240 is formed on the surface opposite to the surface connected to the bonding wires 251 to 254. As a result, the Hall element 100 is electrically connected to the outside of the Hall sensor 200. The exterior plating layer 240 is formed of, for example, tin (Sn), but is not limited thereto.

保護層２２０は、ホール素子１００のボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４と接続された面とは反対側の面を覆う。保護層２２０は、例えば基板１０を保護可能な材料であれば限定されない。保護層２２０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く、これらのうち２つ以上を含む膜であってもよい。導体の場合、保護層２２０は、銀ペーストなどの導電性樹脂であってよい。絶縁体の場合、保護層２２０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂とシリカ（ＳｉＯ_２）とを含む絶縁ペースト、窒化ケイ素及び二酸化ケイ素等であってよい。半導体の場合、保護層２２０は、Ｓｉ基板やＧｅ基板などの貼り合わせであってよい。 The protective layer 220 covers the surface of the Hall element 100 opposite to the surface connected to the bonding wires 251 to 254. The protective layer 220 is not limited as long as it is a material capable of protecting the substrate 10, for example. The protective layer 220 may be a film made of any one of a conductor, an insulator, or a semiconductor, or may be a film containing two or more of them. In the case of a conductor, the protective layer 220 may be a conductive resin such as silver paste. In the case of an insulator, the protective layer 220 may be an insulating paste containing an epoxy-based thermosetting resin and silica (SiO ₂ ), silicon nitride, silicon dioxide, or the like. In the case of a semiconductor, the protective layer 220 may be a bonded Si substrate, Ge substrate, or the like.

モールド部材２３０は、ホール素子１００と、ボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４と、リード端子２１１～リード端子２１４とをモールドする。モールド部材２３０は、リフロー時の高熱に耐えられる材料で形成される。例えば、モールド部材２３０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂で形成される。 The mold member 230 molds the Hall element 100, the bonding wires 251 to 254, and the lead terminals 211 to 214. The mold member 230 is made of a material that can withstand high heat during reflow. For example, the mold member 230 is formed of an epoxy-based thermosetting resin.

ここで、ホールセンサ２００においては、温度環境の変化等に起因してモールド部材２３０が変形するとホール素子１００は応力変化の影響により局所的な抵抗変動が生じ、抵抗のバランスが崩れることでオフセット電圧が発生する。図１Ａにおいて、ホール素子１００にボール部６１～ボール部６４が設けられていない場合、隣り合うコンタクト部同士の間の領域は、応力変動により非対称な抵抗変動を生じやすい。本実施形態に係るホール素子１００は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、応力変動の影響を受けやすいと予測される、隣り合うコンタクト部同士の間にボール部６１～ボール部６４を配置している。そのため、モールド部材２３０の変形等が生じたとしても、ボール部６１～ボール部６４により、感磁部２０に伝わる応力変動が低減されることになる。その結果、ホール素子１００の非対称な抵抗変動が抑制され、オフセット電圧の変動等を抑制することができる。また、基板１０上に感磁部２０が段差状（メサ状）に形成されている場合、感磁部２０にモールド部材２３０等による応力が集中するため、ボール部６１～ボール部６４による応力緩和効果が大きくなり、ホール素子１００の出力特性の変動を抑制できる。 Here, in the Hall sensor 200, when the mold member 230 is deformed due to a change in the temperature environment or the like, the Hall element 100 causes a local resistance fluctuation due to the influence of the stress change, and the resistance balance is lost, resulting in an offset voltage. Occurs. In FIG. 1A, when the Hall element 100 is not provided with the ball portion 61 to the ball portion 64, the region between the adjacent contact portions tends to cause asymmetric resistance fluctuation due to stress fluctuation. As shown in FIGS. 1A and 1B, the Hall element 100 according to the present embodiment has ball portions 61 to 64 arranged between adjacent contact portions, which are predicted to be easily affected by stress fluctuations. ing. Therefore, even if the mold member 230 is deformed or the like, the stress fluctuation transmitted to the magnetic sensing portion 20 is reduced by the ball portions 61 to 64. As a result, the asymmetrical resistance fluctuation of the Hall element 100 is suppressed, and the fluctuation of the offset voltage and the like can be suppressed. Further, when the magnetically sensitive portion 20 is formed in a stepped shape (mesa shape) on the substrate 10, the stress due to the mold member 230 or the like is concentrated on the magnetically sensitive portion 20, so that the stress is relaxed by the ball portions 61 to 64. The effect is increased, and fluctuations in the output characteristics of the Hall element 100 can be suppressed.

また、上述のように、ホール素子１００は、感磁部２０の電流集中を緩和することができる。これにより、感磁部２０の電流集中に起因する微小な抵抗変動が生じにくくなる。したがって、ホール素子１００は、電流集中により生じる１／ｆノイズを抑制できる。
また、ボール部６１～ボール部６４は、リード端子２１１～リード端子２１４と電極部３１～電極部３４とをボンディングワイヤ２５１～ボンディングワイヤ２５４で接続する際に必須のものである。本発明の一実施形態におけるホール素子１００では、このボンディングワイヤ２５１～２５４に電極部３１～３４を接続するためのボール部６１～ボール部６４を、応力変動による影響を低減するための保護用の部材として流用している。そのため、応力変動による影響を低減するための保護用の部材を別途設けるための工程の追加や構成品の追加等を伴うことなく実現することができ、これに伴うコストの増加を抑制しつつ、応力変動による影響を抑制することができる。 Further, as described above, the Hall element 100 can alleviate the current concentration of the magnetically sensitive portion 20. As a result, minute resistance fluctuations due to the current concentration of the magnetic sensing portion 20 are less likely to occur. Therefore, the Hall element 100 can suppress 1 / f noise caused by current concentration.
Further, the ball portion 61 to the ball portion 64 are indispensable when connecting the lead terminal 211 to the lead terminal 214 and the electrode portion 31 to the electrode portion 34 with the bonding wire 251 to the bonding wire 254. In the Hall element 100 according to the embodiment of the present invention, the ball portions 61 to 64 for connecting the electrode portions 31 to 34 to the bonding wires 251 to 254 are for protection to reduce the influence of stress fluctuation. It is diverted as a member. Therefore, it can be realized without adding a process for separately providing a protective member for reducing the influence of stress fluctuation or adding a component, and while suppressing an increase in cost due to this, it can be realized. The effect of stress fluctuations can be suppressed.

［製造方法］
図３Ａ～図３Ｇは、ホール素子１００の製造工程の一例を示す断面図である。図３Ａ～図３Ｇは、図１Ａに示すＡ－Ａ′断面を示す断面図である。なお、ホール素子１００の製造方法は、これに限るものではない。ここでは、コンタクト部５１～コンタクト部５４をコンタクト部５０として説明する。 [Production method]
3A to 3G are cross-sectional views showing an example of a manufacturing process of the Hall element 100. 3A to 3G are cross-sectional views showing a cross section taken along the line AA'shown in FIG. 1A. The method for manufacturing the Hall element 100 is not limited to this. Here, the contact portion 51 to the contact portion 54 will be described as the contact portion 50.

まず、後に複数個に個片化されて基板１０となる大きな基板を用意する（図３Ａ）。個片化された基板１０の平面形状は、例えば略正方形である。
次に、基板１０上に感磁部２０を形成する（図３Ｂ）。具体的には、基板１０上に導電層２１を形成し、導電層２１上に表面層２２を形成する。感磁部２０の成膜段階では、導電層２１及び表面層２２の平面形状は、基板１０の平面形状と同一であってよい。例えば、感磁部２０は、ＭＯＣＶＤ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、有機金属気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法を用いて、基板１０上に化合物半導体をエピタキシャル成長することにより形成される。 First, a large substrate, which is later separated into a plurality of pieces to form the substrate 10, is prepared (FIG. 3A). The planar shape of the individualized substrate 10 is, for example, a substantially square shape.
Next, the magnetically sensitive portion 20 is formed on the substrate 10 (FIG. 3B). Specifically, the conductive layer 21 is formed on the substrate 10, and the surface layer 22 is formed on the conductive layer 21. At the film forming stage of the magnetically sensitive portion 20, the planar shapes of the conductive layer 21 and the surface layer 22 may be the same as the planar shape of the substrate 10. For example, the magnetically sensitive portion 20 is formed by epitaxially growing a compound semiconductor on a substrate 10 by using a MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Deposition) method or an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method.

次に図３Ｃにおいて、感磁部２０を予め定められた平面形状のパターンにエッチングする。これにより、感磁部２０の平面形状が略正方形に形成される。また、感磁部２０の平面形状の角部は、当該エッチング工程により丸められてよい。
次に図３Ｄにおいて、感磁部２０上にコンタクト部５０を形成する。コンタクト部５０は、蒸着やスパッタ等の任意の半導体製造工程を用いて形成される。コンタクト部５０は、感磁部２０の角部近傍に形成される。 Next, in FIG. 3C, the magnetically sensitive portion 20 is etched into a predetermined planar pattern. As a result, the planar shape of the magnetically sensitive portion 20 is formed into a substantially square shape. Further, the corners of the magnetically sensitive portion 20 having a planar shape may be rounded by the etching step.
Next, in FIG. 3D, the contact portion 50 is formed on the magnetically sensitive portion 20. The contact portion 50 is formed by using an arbitrary semiconductor manufacturing process such as vapor deposition or sputtering. The contact portion 50 is formed in the vicinity of the corner portion of the magnetic sensing portion 20.

次に図３Ｅにおいて、基板１０、感磁部２０及びコンタクト部５０上にこれらを覆うように絶縁膜４０を形成する。例えば絶縁膜４０として、厚みが３００ｎｍのＳｉＮ膜が形成される。また、絶縁膜４０には、コンタクト部５０と電極部３１～電極部３４とが電気的に接続されるための開口部４０ａが形成される。開口部４０ａはエッチングプロセスにより形成されていてもよい。続いて図３Ｆにおいて、絶縁膜４０上に電極部３１～電極部３４が形成される。このとき、電極部３１～電極部３４は、図１Ａに示すように、電極部３１～電極部３４は、それぞれ対応するコンタクト部５０からコンタクト部５０間の中央部付近までの領域を覆う大きさに形成される。 Next, in FIG. 3E, an insulating film 40 is formed on the substrate 10, the magnetic sensing portion 20, and the contact portion 50 so as to cover them. For example, as the insulating film 40, a SiN film having a thickness of 300 nm is formed. Further, the insulating film 40 is formed with an opening 40a for electrically connecting the contact portion 50 and the electrode portion 31 to the electrode portion 34. The opening 40a may be formed by an etching process. Subsequently, in FIG. 3F, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed on the insulating film 40. At this time, as shown in FIG. 1A, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 have a size that covers the region from the corresponding contact portion 50 to the vicinity of the central portion between the contact portions 50, respectively. Is formed in.

また、電極部３１～電極部３４は、絶縁膜４０に形成された開口部４０ａを通じて、コンタクト部５０と電気的に接続される。一例において、電極部３１～電極部３４の厚みは、０．５μｍであるがこれに限るものではない。
次に図３Ｇにおいて、ボール部６１～ボール部６４をワイヤバンピング法やスタッドバンプボンディング法といったワイヤバンプ形成方法を用いて形成する。又は、ワイヤボンディングを行う際に、ワイヤ先端にボールを形成しこのボールを電極部３１～電極部３４に接合することで電極部３１～電極部３４上にボール部６１～ボール部６４を形成する。このとき、ボール部６１～ボール部６４を、電極部３１～電極部３４上の、コンタクト部５０間の中央部近傍となる位置に形成する。以上により、ホール素子１００が形成される。 Further, the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are electrically connected to the contact portion 50 through the opening 40a formed in the insulating film 40. In one example, the thickness of the electrode portion 31 to the electrode portion 34 is 0.5 μm, but the thickness is not limited to this.
Next, in FIG. 3G, the ball portions 61 to 64 are formed by using a wire bump forming method such as a wire bumping method or a stud bump bonding method. Alternatively, when wire bonding is performed, a ball is formed at the tip of the wire and the ball is joined to the electrode portion 31 to the electrode portion 34 to form the ball portion 61 to the ball portion 64 on the electrode portion 31 to the electrode portion 34. .. At this time, the ball portions 61 to 64 are formed at positions on the electrode portions 31 to 34 near the central portion between the contact portions 50. As a result, the Hall element 100 is formed.

なお、ここでは、コンタクト部５０を形成する段階は、絶縁膜４０を形成する段階の前に実行されているが、コンタクト部５０を形成する段階は、絶縁膜４０を形成する段階の後に実行されてもよい。
また、上記実施形態においては、四つの電極部３１～電極部３４のそれぞれにボール部６１～ボール部６４を設ける場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、いずれか一つのみに設けることも可能である。また、例えば、出力用の電極部のみ、または入力用の電極部のみに設けることも可能である。 Here, the step of forming the contact portion 50 is executed before the step of forming the insulating film 40, but the step of forming the contact portion 50 is executed after the step of forming the insulating film 40. You may.
Further, in the above embodiment, the case where the ball portion 61 to the ball portion 64 are provided in each of the four electrode portions 31 to 34 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to provide only one of them. Further, for example, it can be provided only in the electrode portion for output or only in the electrode portion for input.

また、上記実施形態においては、ボール部６１～ボール部６４を、隣り合うコンタクト部、例えばコンタクト部５１とコンタクト部５３との中央部、コンタクト部５３とコンタクト部５２との中央部、コンタクト部５４とコンタクト部５１との中央部、それぞれの近傍に配置した場合について説明したが、これに限るものではない。コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域により形成された四角形の二本の対角線で挟まれる領域に配置されていればよい。図１Ａに示すように、コンタクト部５１～コンタクト部５４が感磁部２０の角部に配置されている場合には、隣り合うコンタクト部５１及びコンタクト部５４間の中央部と、隣り合うコンタクト部５２及びコンタクト部５３間の中央部とを結ぶ線分上、同様に隣り合うコンタクト部５１及びコンタクト部５３間の中央部と隣り合うコンタクト部５２及びコンタクト部５４間の中央部とを結ぶ線分上、またはこれら線分の近傍に、各ボール部６１～ボール部６４を配置してもよい。 Further, in the above embodiment, the ball portions 61 to 64 are provided with adjacent contact portions, for example, a central portion between the contact portion 51 and the contact portion 53, a central portion between the contact portion 53 and the contact portion 52, and a contact portion 54. The case where the contact portion 51 and the contact portion 51 are arranged in the vicinity of each of the central portion and the contact portion 51 has been described, but the present invention is not limited to this. It may be arranged in a region sandwiched by two diagonal lines of a quadrangle formed by a region surrounded by the contact portion 51 to the contact portion 54. As shown in FIG. 1A, when the contact portions 51 to 54 are arranged at the corners of the magnetic sensing portion 20, the central portion between the adjacent contact portions 51 and the contact portions 54 and the adjacent contact portions On the line connecting the central portion between the 52 and the contact portion 53, similarly, the line segment connecting the central portion between the adjacent contact portions 51 and 53 and the central portion between the adjacent contact portions 52 and 54. Each ball portion 61 to 64 may be arranged on the top or in the vicinity of these line segments.

また、上記実施形態においては、感磁部２０の角部にコンタクト部５１～コンタクト部５４を配置した場合について説明したが、これに限るものではなく、四つのコンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれる領域全体が感磁部２０に含まれるように配置されていれば、感磁部２０に対して、コンタクト部５１～コンタクト部５４は、どのような位置関係に配置されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the contact portions 51 to 54 are arranged at the corners of the magnetic sensing portion 20 has been described, but the present invention is not limited to this, and the contact portions 51 to 54 are surrounded by the four contact portions 51 to 54. The contact portions 51 to 54 may be arranged in any positional relationship with respect to the magnetically sensitive portion 20 as long as the entire region is included in the magnetically sensitive portion 20.

例えば、図１に示すように、例えば略正方形の感磁部２０の角部と、コンタクト部５１～コンタクト部５４とが対向するのではなく、図４Ａに示すように、略正方形の感磁部２０の各辺の中央部と、コンタクト部５１～コンタクト部５４とが対向するように、コンタクト部５１～コンタクト部５４を配置してもよい。この場合も、図４Ｂに示すように、コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域により形成された略正方形の二本の対角線（図４Ｂ中に一点鎖線で示す。）で挟まれる領域に配置される。具体的には、コンタクト部５１～コンタクト部５４を頂点とする略正方形において隣り合うコンタクト部、例えばコンタクト部５１とコンタクト部５３との中央部、コンタクト部５３とコンタクト部５２との中央部、コンタクト部５２とコンタクト部５４との中央部、コンタクト部５４とコンタクト部５１との中央部、それぞれの近傍に配置される。つまり、ボール部６１～ボール部６４は、感磁部２０の角部となる位置近傍それぞれに配置される。感磁部２０とコンタクト部５１～コンタクト部５４との配置関係に関わらず、コンタクト部同士の間は、応力変動の影響を受けやすい。そのため、コンタクト部同士の間にボール部を配置することによって、ボール部によって応力変動による影響を低減することができる。このように、感磁部２０の各辺の中央部にコンタクト部５１～コンタクト部５４を配置した場合には、図４に示すように、コンタクト部５１～コンタクト部５４の平面形状を長方形とし、長辺が、感磁部２０の辺と平行となるようにコンタクト部５１～コンタクト部５４を配置すればよい。 For example, as shown in FIG. 1, for example, the corner portion of the substantially square magnetic sensing portion 20 and the contact portions 51 to 54 do not face each other, but as shown in FIG. 4A, the substantially square magnetic sensing portion. The contact portions 51 to 54 may be arranged so that the central portion of each side of 20 and the contact portions 51 to 54 face each other. Also in this case, as shown in FIG. 4B, in the region sandwiched by the two diagonal lines (indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 4B) formed by the regions surrounded by the contact portions 51 to 54. Be placed. Specifically, in a substantially square having the contact portion 51 to the contact portion 54 as the apex, adjacent contact portions, for example, a central portion between the contact portion 51 and the contact portion 53, a central portion between the contact portion 53 and the contact portion 52, and a contact. It is arranged in the vicinity of the central portion between the portion 52 and the contact portion 54 and the central portion between the contact portion 54 and the contact portion 51. That is, the ball portion 61 to the ball portion 64 are arranged near the positions of the corners of the magnetic sensing portion 20. Regardless of the arrangement relationship between the magnetically sensitive portion 20 and the contact portions 51 to 54, the contact portions are susceptible to stress fluctuations. Therefore, by arranging the ball portion between the contact portions, the influence of the stress fluctuation can be reduced by the ball portion. In this way, when the contact portions 51 to 54 are arranged at the center of each side of the magnetic sensing portion 20, the plane shape of the contact portions 51 to 54 is rectangular as shown in FIG. The contact portions 51 to 54 may be arranged so that the long side is parallel to the side of the magnetic sensing portion 20.

また、コンタクト部５１～コンタクト部５４の配置位置は略正方形の頂点となる位置に限るものではなく、コンタクト部５１～コンタクト部５４で囲まれた領域全面が感磁部２０に含まれれば、コンタクト部５１～コンタクト部５４の配置位置は、四角形の頂点となる位置であればよい。この場合も、四角形の二本の対角線により挟まれる領域に各ボール部６１～ボール部６４を配置すればよい。又は四角形の対向する二辺の対それぞれの、二辺の中点同士を結ぶ線分上に各ボール部６１～ボール部６４を配置すればよい。 Further, the arrangement position of the contact portion 51 to the contact portion 54 is not limited to the position where the apex of the substantially square is formed, and if the entire region surrounded by the contact portion 51 to the contact portion 54 is included in the magnetic sensing portion 20, the contact portion 20 is contacted. The positions of the portions 51 to 54 may be any positions that are the vertices of the quadrangle. In this case as well, the ball portions 61 to 64 may be arranged in the area sandwiched by the two diagonal lines of the quadrangle. Alternatively, each ball portion 61 to 64 may be arranged on a line segment connecting the midpoints of the two sides of each pair of two opposing sides of the quadrangle.

また、上記実施形態においては、電極部３１～電極部３４を長方形状に形成した場合について説明したが、これに限るものではなく、コンタクト部５１～コンタクト部５４とボール部６１～ボール部６４のそれぞれと電気的に接続することができる形状であればよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Further, in the above embodiment, the case where the electrode portion 31 to the electrode portion 34 are formed in a rectangular shape has been described, but the present invention is not limited to this, and the contact portion 51 to the contact portion 54 and the ball portion 61 to the ball portion 64 are described. Any shape may be used as long as it can be electrically connected to each of them.
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment exemplifies a device and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is a component component. It does not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. of The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims described in the claims.

１０基板
２０感磁部
２１導電層
２２表面層
３１～３４電極部
４０絶縁膜
５１～５４コンタクト部
６１～６４ボール部
１００ホール素子
２００ホールセンサ
２１１～２１４リード端子
２５１～２５４ボンディングワイヤ
２３０モールド部材 10 Substrate 20 Magnetic sensing part 21 Conductive layer 22 Surface layer 31 to 34 Electrode part 40 Insulating film 51 to 54 Contact part 61 to 64 Ball part 100 Hall element 200 Hall sensor 211 to 214 Lead terminal 251 to 254 Bonding wire 230 Molding member

Claims

With the board
A magnetoreceptive part formed on the substrate and having a quadrangular shape when viewed from above.
The insulating film formed on the magnetoreceptive part and
Four conductive portions formed on the insulating film at a distance from each other and electrically connected to the magnetically sensitive portion through the insulating film.
A ball portion provided for each conductive portion and electrically connected to the conductive portion,
Equipped with
Each of the conductive parts
The electrode portion formed on the insulating film and
A contact portion arranged at a corner of the magnetically sensitive portion in a top view, penetrating the insulating film and electrically connecting the electrode portion and the magnetically sensitive portion.
Have,
Each outer peripheral surface of the contact portion is located inside the region surrounded by the outer periphery of the magnetically sensitive portion in a top view.
The electrode portion is arranged so as to have a long shape in the top view and its longitudinal direction is along the side of the first quadrangle which is a quadrangle having the four contact portions as corner portions . One end overlaps with the first contact portion, which is one of the four contact portions, and the other end of the electrode portion is adjacent to the first contact portion in the longitudinal direction of the first contact portion and the electrode portion. It is located between the second contact portion and overlaps with the line segment passing through the midpoints of the two opposing sides of the first quadrangle.
The ball portion is arranged on the electrode portion so that the ball portion overlaps with the line segment in the top view, and is sandwiched between the two diagonal lines of the first quadrangle in the top view. Hall element arranged in the area .

The magnetically sensitive portion is square when viewed from above.
The Hall element according to claim 1, wherein the electrode portions are arranged at positions that are non-linearly symmetric with each other in a top view.

The magnetically sensitive portion is square when viewed from above.
The Hall element according to claim 1, wherein the electrode portions are arranged at positions that are point-symmetrical and non-line-symmetrical with each other in a top view.

The Hall element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the outer peripheral surface of the contact portion extends in a direction intersecting the magnetic sensing portion and abuts on the magnetic sensing portion.

The Hall element according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetically sensitive portion is formed in a stepped shape on the substrate.