JPH08179023A - 半導体基板に集積される磁気検出素子及び磁気検出モジュール - Google Patents
半導体基板に集積される磁気検出素子及び磁気検出モジュールInfo
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- JPH08179023A JPH08179023A JP6324234A JP32423494A JPH08179023A JP H08179023 A JPH08179023 A JP H08179023A JP 6324234 A JP6324234 A JP 6324234A JP 32423494 A JP32423494 A JP 32423494A JP H08179023 A JPH08179023 A JP H08179023A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 感度が高く、正確な磁気の検出を行うことが
でき、しかも超小型化が可能な半導体基板上に集積され
る磁気検出素子及び磁気検出モジュールを提供する。 【構成】 半導体基板に集積される磁気検出素子におい
て、半導体（シリコン）基板１上に形成される軟磁性膜
コア２ａ，２ｂと、この軟磁性膜コア２ａ，２ｂを交流
的に励磁するための金属膜により形成される励磁コイル
３ｂと、金属膜により形成される磁束変化検出用コイル
３ａとを形成し、軟磁性膜コア２ａ，２ｂに励磁コイル
３ｂと磁束変化検出用コイル３ａを１ターンずつ交互に
巻いた構造を有する。
でき、しかも超小型化が可能な半導体基板上に集積され
る磁気検出素子及び磁気検出モジュールを提供する。 【構成】 半導体基板に集積される磁気検出素子におい
て、半導体（シリコン）基板１上に形成される軟磁性膜
コア２ａ，２ｂと、この軟磁性膜コア２ａ，２ｂを交流
的に励磁するための金属膜により形成される励磁コイル
３ｂと、金属膜により形成される磁束変化検出用コイル
３ａとを形成し、軟磁性膜コア２ａ，２ｂに励磁コイル
３ｂと磁束変化検出用コイル３ａを１ターンずつ交互に
巻いた構造を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に集積され
る軟磁性コアを用いた磁気検出素子及び磁気検出モジュ
ールに関するものである。
る軟磁性コアを用いた磁気検出素子及び磁気検出モジュ
ールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軟磁性体とコイルを用いた磁気センサ
は、古くから非常に感度の高い磁気センサとして用いら
れている。このような磁気センサは、比較的大きな棒状
のコアか、軟磁性リボン（薄帯）をリング状に巻いたコ
アに、コイルを手作業により巻くことにより作製され
る。また、測定磁界に比例した電圧を得るためには、電
子回路が必要となる。
は、古くから非常に感度の高い磁気センサとして用いら
れている。このような磁気センサは、比較的大きな棒状
のコアか、軟磁性リボン（薄帯）をリング状に巻いたコ
アに、コイルを手作業により巻くことにより作製され
る。また、測定磁界に比例した電圧を得るためには、電
子回路が必要となる。
【０００３】このような磁気センサの磁気検出素子を薄
膜軟磁性コアと平面型の薄膜コイルにより実現する方法
も考案されている。一方、半導体を用いた磁気センサ
は、小型で量産も容易であるため、広く用いられてい
る。また、半導体磁気センサと、同じ基板上に空心のコ
イルを形成し、磁束による負帰還を行う方法も提案され
ている。
膜軟磁性コアと平面型の薄膜コイルにより実現する方法
も考案されている。一方、半導体を用いた磁気センサ
は、小型で量産も容易であるため、広く用いられてい
る。また、半導体磁気センサと、同じ基板上に空心のコ
イルを形成し、磁束による負帰還を行う方法も提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の大きな棒状コ
ア、または軟磁性リボンによるリング形状コアに、手巻
きによるコイルを巻き、また電子回路を個別部品により
構成する磁気センサは、磁気検出部及び装置全体が大が
かりとなり、制作費も高くなる。また、従来の薄膜軟磁
性コアと平面薄膜コイルを用いた磁気検出素子では、励
磁コイルにより発生する磁束変化による大きな誘導波形
が、測定磁界の有無に関わらず、検出コイルに現れてし
まう。このために、その波形を増幅したり、波形の変化
から、測定磁界に比例した成分を抽出するための処理が
難しくなる。例えば、波形が飽和したり、オフセットが
大きくなったりという問題のために、高感度な検出を困
難にする。
ア、または軟磁性リボンによるリング形状コアに、手巻
きによるコイルを巻き、また電子回路を個別部品により
構成する磁気センサは、磁気検出部及び装置全体が大が
かりとなり、制作費も高くなる。また、従来の薄膜軟磁
性コアと平面薄膜コイルを用いた磁気検出素子では、励
磁コイルにより発生する磁束変化による大きな誘導波形
が、測定磁界の有無に関わらず、検出コイルに現れてし
まう。このために、その波形を増幅したり、波形の変化
から、測定磁界に比例した成分を抽出するための処理が
難しくなる。例えば、波形が飽和したり、オフセットが
大きくなったりという問題のために、高感度な検出を困
難にする。
【０００５】従来の（半導体基板を用いない）磁気セン
サでは、測定磁界がないときに誘導波形を打ち消す方法
は存在している。また、従来の半導体磁気センサは、感
度は、分解能が低く、その用途が限られていた。また、
半導体磁気センサと、空心のコイルを同一基板上に形成
し、負帰還を行う方法によっても、感度や分解能におけ
る著しい改善はみられない。
サでは、測定磁界がないときに誘導波形を打ち消す方法
は存在している。また、従来の半導体磁気センサは、感
度は、分解能が低く、その用途が限られていた。また、
半導体磁気センサと、空心のコイルを同一基板上に形成
し、負帰還を行う方法によっても、感度や分解能におけ
る著しい改善はみられない。
【０００６】本発明は、上記問題点を除去し、感度が高
く、正確な磁気の検出を行うことができ、しかも超小型
化が可能な半導体基板上に集積される磁気検出素子及び
磁気検出モジュールを提供することを目的とする。
く、正確な磁気の検出を行うことができ、しかも超小型
化が可能な半導体基板上に集積される磁気検出素子及び
磁気検出モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 （１）半導体基板に集積される磁気検出素子において、
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたものである。
成するために、 （１）半導体基板に集積される磁気検出素子において、
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたものである。
【０００８】（２）上記（１）記載の磁気検出素子にお
いて、前記軟磁性膜コアを２個並設し、その軟磁性膜コ
アに励磁コイルと磁束変化検出用コイルを１ターンずつ
交互に巻いた構造を有し、測定磁界が零のとき、磁束変
化検出用コイルに誘導波形が現れないようにしたもので
ある。 （３）上記（１）記載の磁気検出素子において、前記２
つの励磁コイルと２つの磁束変化検出用コイルを２つの
平面コイルとして重ね、その上に前記軟磁性膜コアを重
ねた構造を有し、測定磁界が零のとき、磁束変化検出用
コイルに誘導波形が現れないようにしたものである。
いて、前記軟磁性膜コアを２個並設し、その軟磁性膜コ
アに励磁コイルと磁束変化検出用コイルを１ターンずつ
交互に巻いた構造を有し、測定磁界が零のとき、磁束変
化検出用コイルに誘導波形が現れないようにしたもので
ある。 （３）上記（１）記載の磁気検出素子において、前記２
つの励磁コイルと２つの磁束変化検出用コイルを２つの
平面コイルとして重ね、その上に前記軟磁性膜コアを重
ねた構造を有し、測定磁界が零のとき、磁束変化検出用
コイルに誘導波形が現れないようにしたものである。
【０００９】（４）半導体基板に集積される磁性体を用
いた磁気検出モジュールにおいて、半導体基板上に形成
される軟磁性コアと、この軟磁性コアを交流的に励磁す
るための金属膜により形成される励磁コイルと、金属膜
により形成される磁束変化検出用コイルとを有する磁気
検出素子と、前記励磁コイルに接続され、前記半導体基
板上に集積される励磁コイル駆動用集積回路と、前記磁
束変化検出用コイルに接続され、前記半導体基板上に集
積される磁気検出信号処理用集積回路とを設けるように
したものである。
いた磁気検出モジュールにおいて、半導体基板上に形成
される軟磁性コアと、この軟磁性コアを交流的に励磁す
るための金属膜により形成される励磁コイルと、金属膜
により形成される磁束変化検出用コイルとを有する磁気
検出素子と、前記励磁コイルに接続され、前記半導体基
板上に集積される励磁コイル駆動用集積回路と、前記磁
束変化検出用コイルに接続され、前記半導体基板上に集
積される磁気検出信号処理用集積回路とを設けるように
したものである。
【００１０】（５）上記（４）記載の磁気検出モジュー
ルにおいて、前記励磁コイル駆動用集積回路は、パルス
発振器と分周回路と駆動回路とを設けるようにしたもの
である。 （６）上記（４）記載の磁気検出モジュールにおいて、
前記磁気検出信号処理用集積回路は、制御信号発生回路
と高周波増幅器とクロス結合スイッチと低域通過フィル
タとを設けるようにしたものである。
ルにおいて、前記励磁コイル駆動用集積回路は、パルス
発振器と分周回路と駆動回路とを設けるようにしたもの
である。 （６）上記（４）記載の磁気検出モジュールにおいて、
前記磁気検出信号処理用集積回路は、制御信号発生回路
と高周波増幅器とクロス結合スイッチと低域通過フィル
タとを設けるようにしたものである。
【００１１】（７）半導体基板に集積される磁性体を用
いた磁気検出モジュールにおいて、半導体基板上に形成
される半導体磁気検出素子と、この半導体磁気検出素子
を挟むように配置される一対の軟磁性コアと、この軟磁
性コアに巻き回される金属膜により形成される励磁コイ
ルとを設けるようにしたものである。 （８）上記（７）記載の磁気検出モジュールにおいて、
前記半導体磁気検出素子はホール素子である。
いた磁気検出モジュールにおいて、半導体基板上に形成
される半導体磁気検出素子と、この半導体磁気検出素子
を挟むように配置される一対の軟磁性コアと、この軟磁
性コアに巻き回される金属膜により形成される励磁コイ
ルとを設けるようにしたものである。 （８）上記（７）記載の磁気検出モジュールにおいて、
前記半導体磁気検出素子はホール素子である。
【００１２】（９）上記（７）記載の磁気検出モジュー
ルにおいて、前記半導体磁気検出素子は分割ドレイン型
磁気トランジスタである。 （１０）半導体基板に集積される磁性体を用いた磁気検
出モジュールにおいて、半導体基板の中央部に形成され
る分割ドレイン型磁気トランジスタと、この溝の底部に
形成され、前記磁気トランジスタに接続される配線層
と、前記溝の下部に形成されるコイルの下層配線と、こ
のコイルの下層配線の上方に形成される軟磁性コアと、
この軟磁性コアの上方に配置され、前記コイルの下層配
線と接続されるコイルの上層配線とを設けるようにした
ものである。
ルにおいて、前記半導体磁気検出素子は分割ドレイン型
磁気トランジスタである。 （１０）半導体基板に集積される磁性体を用いた磁気検
出モジュールにおいて、半導体基板の中央部に形成され
る分割ドレイン型磁気トランジスタと、この溝の底部に
形成され、前記磁気トランジスタに接続される配線層
と、前記溝の下部に形成されるコイルの下層配線と、こ
のコイルの下層配線の上方に形成される軟磁性コアと、
この軟磁性コアの上方に配置され、前記コイルの下層配
線と接続されるコイルの上層配線とを設けるようにした
ものである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、上記のように、 （１）半導体基板に集積される磁気検出素子において、
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたので、感度が高く、し
かも正確に微弱な磁気の検出を行うことができ、しかも
超小型の半導体基板上に集積される磁気検出素子を得る
ことができる。
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたので、感度が高く、し
かも正確に微弱な磁気の検出を行うことができ、しかも
超小型の半導体基板上に集積される磁気検出素子を得る
ことができる。
【００１４】（２）特に、モノリシック半導体基板上に
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイルを積層することができる磁気検出素子を
提供することができる。 （３）半導体基板上で、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コアを用い
て、外部磁界がないとき、誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造としているので、超小型で、高感度であり、かつ
非常に微弱な磁界が検出できる磁気検出素子を得ること
ができる。
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイルを積層することができる磁気検出素子を
提供することができる。 （３）半導体基板上で、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コアを用い
て、外部磁界がないとき、誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造としているので、超小型で、高感度であり、かつ
非常に微弱な磁界が検出できる磁気検出素子を得ること
ができる。
【００１５】（４）半導体基板に集積される磁性体を用
いた磁気検出モジュールにおいて、磁気検出素子、及び
その磁気検出素子に必要な電子回路を集積回路として一
体化することにより、磁気検出モジュール全体を超小型
で実現することにより、超小型で、高感度であり、しか
も安価で大量生産に優れた磁気検出モジュールを得るこ
とができる。
いた磁気検出モジュールにおいて、磁気検出素子、及び
その磁気検出素子に必要な電子回路を集積回路として一
体化することにより、磁気検出モジュール全体を超小型
で実現することにより、超小型で、高感度であり、しか
も安価で大量生産に優れた磁気検出モジュールを得るこ
とができる。
【００１６】（５）特に、モノリシック半導体基板上に
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイル、その磁気検出素子に必要な電子回路を
集積回路として一体化することができる磁気検出モジュ
ールを提供することができる。
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイル、その磁気検出素子に必要な電子回路を
集積回路として一体化することができる磁気検出モジュ
ールを提供することができる。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例について図を参照しながら説
明する。図１は本発明の第１実施例の磁気検出素子の概
略構成図、図２はその磁気検出素子の動作を示すタイミ
ングチャートであり、図２（ａ）は軟磁性膜コア２ａに
おける磁界の波形図、図２（ｂ）は軟磁性膜コア２ｂに
おける磁界の波形図、図２（ｃ）は軟磁性膜コア２ａに
おける磁束密度の波形図、図２（ｄ）は軟磁性膜コア２
ｂにおける磁束密度の波形図、図２（ｅ）は検出コイル
３ａに誘起される電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の波形図、図２（ｆ）
は検出コイル３ａに誘起される電圧Ｖ1 ＋Ｖ2 の波形図
である。
明する。図１は本発明の第１実施例の磁気検出素子の概
略構成図、図２はその磁気検出素子の動作を示すタイミ
ングチャートであり、図２（ａ）は軟磁性膜コア２ａに
おける磁界の波形図、図２（ｂ）は軟磁性膜コア２ｂに
おける磁界の波形図、図２（ｃ）は軟磁性膜コア２ａに
おける磁束密度の波形図、図２（ｄ）は軟磁性膜コア２
ｂにおける磁束密度の波形図、図２（ｅ）は検出コイル
３ａに誘起される電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の波形図、図２（ｆ）
は検出コイル３ａに誘起される電圧Ｖ1 ＋Ｖ2 の波形図
である。
【００１８】これらの図に示すように、２つの軟磁性膜
コア２ａ，２ｂに、２つのコイル、つまり、検出コイル
（Ａ−Ａ′）３ａと、励磁コイル（Ｂ−Ｂ′）３ｂを巻
いた構造を、半導体基板１上に構成する。なお、集積回
路を一体化せず、磁気検出素子のみ実現する場合には、
ガラス基板なども利用できる。励磁コイル３ｂを図のよ
うに巻くと、励磁交流電流によって生じるコア内の磁界
が、２つのコアで逆向きになる。一方、検出コイル３ａ
は、２つのコアにまたがって巻いており、このようにす
ると、励磁交流電流により電磁誘導のために発生する検
出コイル３ａにおける誘起電圧は、２つのコア内の磁界
が逆向きなので打ち消される。コア軸方向から外部磁界
Ｈm が加わると、２つのコアに対し同じ向きに加わるの
で、励磁磁界をＨe とすると、２つのコア内の磁界は、
それぞれＨm ＋Ｈe ，Ｈm −Ｈeとなる。このとき、図
２に示すように、検出コイル３ａに電圧が誘起される。
その大きさを求めることにより、外部磁界Ｈm の大きさ
を知ることができる。
コア２ａ，２ｂに、２つのコイル、つまり、検出コイル
（Ａ−Ａ′）３ａと、励磁コイル（Ｂ−Ｂ′）３ｂを巻
いた構造を、半導体基板１上に構成する。なお、集積回
路を一体化せず、磁気検出素子のみ実現する場合には、
ガラス基板なども利用できる。励磁コイル３ｂを図のよ
うに巻くと、励磁交流電流によって生じるコア内の磁界
が、２つのコアで逆向きになる。一方、検出コイル３ａ
は、２つのコアにまたがって巻いており、このようにす
ると、励磁交流電流により電磁誘導のために発生する検
出コイル３ａにおける誘起電圧は、２つのコア内の磁界
が逆向きなので打ち消される。コア軸方向から外部磁界
Ｈm が加わると、２つのコアに対し同じ向きに加わるの
で、励磁磁界をＨe とすると、２つのコア内の磁界は、
それぞれＨm ＋Ｈe ，Ｈm −Ｈeとなる。このとき、図
２に示すように、検出コイル３ａに電圧が誘起される。
その大きさを求めることにより、外部磁界Ｈm の大きさ
を知ることができる。
【００１９】特に、半導体（シリコン）基板１を用いる
磁気検出素子において、励磁コイル３ｂと検出コイル３
ａを２つの軟磁性膜コア２ａ，２ｂに１ターンずつ交互
に巻いた構造にすることが重要である。このように、半
導体基板１上で、励磁コイル３ｂと検出コイル３ａを１
ターンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コア２ａ，
２ｂを用いて、外部磁界Ｈm がないとき、誘起波形の打
ち消しを行う巻線構造としている。
磁気検出素子において、励磁コイル３ｂと検出コイル３
ａを２つの軟磁性膜コア２ａ，２ｂに１ターンずつ交互
に巻いた構造にすることが重要である。このように、半
導体基板１上で、励磁コイル３ｂと検出コイル３ａを１
ターンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コア２ａ，
２ｂを用いて、外部磁界Ｈm がないとき、誘起波形の打
ち消しを行う巻線構造としている。
【００２０】また、上記の構成とは異なり、１つのコア
に励磁コイルと検出コイルを巻いたものでも検出は可能
であるが、この場合には、外部磁界がなくても検出コイ
ルに大きな誘起電圧波形が生じてしまい、増幅やフィル
タリング等の検出コイル出力に対する信号処理が面倒に
なる。次に、図１に示される磁気検出素子を半導体基板
上に形成する場合の例を図３及び図４に示す。
に励磁コイルと検出コイルを巻いたものでも検出は可能
であるが、この場合には、外部磁界がなくても検出コイ
ルに大きな誘起電圧波形が生じてしまい、増幅やフィル
タリング等の検出コイル出力に対する信号処理が面倒に
なる。次に、図１に示される磁気検出素子を半導体基板
上に形成する場合の例を図３及び図４に示す。
【００２１】図３は本発明の第１実施例を示す磁気検出
素子の概略平面図、図４は図３のＣ−Ｃ′線断面図であ
る。これらの図に示すように、半導体基板（シリコン基
板）１１上にはシリコン酸化膜などの絶縁膜（シリコン
酸化膜）１２を形成し、その上に、２層の金属配線、つ
まり、コイルの下層配線１３とコイルの上層配線１８と
をスルーホール１７を介して接続することにより、図１
に示したと同様な巻線構造の励磁コイル（Ｂ−Ｂ′）３
ｂ、検出コイル（Ａ−Ａ′）３ａを実現する。コイルの
上層配線１８とコイルの下層配線１３間に、絶縁膜（ポ
リイミドなど）１４，１６を介して軟磁性膜コア１５を
挟んでいる。
素子の概略平面図、図４は図３のＣ−Ｃ′線断面図であ
る。これらの図に示すように、半導体基板（シリコン基
板）１１上にはシリコン酸化膜などの絶縁膜（シリコン
酸化膜）１２を形成し、その上に、２層の金属配線、つ
まり、コイルの下層配線１３とコイルの上層配線１８と
をスルーホール１７を介して接続することにより、図１
に示したと同様な巻線構造の励磁コイル（Ｂ−Ｂ′）３
ｂ、検出コイル（Ａ−Ａ′）３ａを実現する。コイルの
上層配線１８とコイルの下層配線１３間に、絶縁膜（ポ
リイミドなど）１４，１６を介して軟磁性膜コア１５を
挟んでいる。
【００２２】従来型の（半導体基板を用いない）磁気検
出素子においても、２つのコアに励磁コイルと検出コイ
ルを巻いて、外部磁界がないときに、電磁誘導による誘
起波形を打ち消すようにしたものは存在している。半導
体基板を用いる場合は、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻いた構造とすることが重要である。そ
うしないと、軟磁性膜コアは、漏れ磁束が大きく、励磁
コイルによる磁束の変化を検出コイルで十分ピックアッ
プできなくなる。半導体基板上で、励磁コイルと検出コ
イルを１ターンずつ交互に巻き、かつ２つのコアを用い
て、外部磁界がないときと誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造が発明の１つ特徴点である。
出素子においても、２つのコアに励磁コイルと検出コイ
ルを巻いて、外部磁界がないときに、電磁誘導による誘
起波形を打ち消すようにしたものは存在している。半導
体基板を用いる場合は、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻いた構造とすることが重要である。そ
うしないと、軟磁性膜コアは、漏れ磁束が大きく、励磁
コイルによる磁束の変化を検出コイルで十分ピックアッ
プできなくなる。半導体基板上で、励磁コイルと検出コ
イルを１ターンずつ交互に巻き、かつ２つのコアを用い
て、外部磁界がないときと誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造が発明の１つ特徴点である。
【００２３】以下、上記した第１実施例を示す磁気検出
素子の製造方法について、図５を参照しながら説明す
る。図５は本発明の第１実施例を示す磁気検出素子の製
造工程断面図である。ここでは、半導体シリコン基板を
用いた場合で説明する。 （１）まず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板１
１上に基板との絶縁のため、熱酸化により絶縁膜（シリ
コン酸化膜）１２を形成する。
素子の製造方法について、図５を参照しながら説明す
る。図５は本発明の第１実施例を示す磁気検出素子の製
造工程断面図である。ここでは、半導体シリコン基板を
用いた場合で説明する。 （１）まず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板１
１上に基板との絶縁のため、熱酸化により絶縁膜（シリ
コン酸化膜）１２を形成する。
【００２４】（２）次に、図５（ｂ）に示すように、コ
イルの下層配線１３となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
イルの下層配線１３となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
【００２５】（３）次に、図５（ｃ）に示すように、絶
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）１４を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。また、このとき、配線パ
ターンによって磁性膜の下地に凹凸ができないよう平坦
化を行う。
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）１４を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。また、このとき、配線パ
ターンによって磁性膜の下地に凹凸ができないよう平坦
化を行う。
【００２６】（４）次に、図５（ｄ）に示すように、軟
磁性材料をを堆積し、パターニングし、軟磁性膜コア１
５を形成する。この堆積法としては、電気めっき法やス
パッタ法、蒸着法等が利用できる。また、軟磁性材料と
しては、パーマロイ（ＮｉとＦｅの合金）、各種のアモ
ルファス磁性合金、及びこれらと非磁性材料を交互に積
み重ねた多層軟磁性膜が利用できる。
磁性材料をを堆積し、パターニングし、軟磁性膜コア１
５を形成する。この堆積法としては、電気めっき法やス
パッタ法、蒸着法等が利用できる。また、軟磁性材料と
しては、パーマロイ（ＮｉとＦｅの合金）、各種のアモ
ルファス磁性合金、及びこれらと非磁性材料を交互に積
み重ねた多層軟磁性膜が利用できる。
【００２７】（５）次に、図５（ｅ）に示すように、絶
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）１６を堆積す
る。 （６）次に、図５（ｆ）に示すように、スルーホール１
７をホトリソグラフィとエッチングによって形成する。 （７）次に、図５（ｇ）に示すように、コイルの上層配
線１８となる金属材料を堆積し、パターニングを行う。
このとき磁性膜によって、大きな段差を生じるので、ホ
トリソグラフィにおいては、厚膜レジストを用いるか、
または多層レジスト工程などを応用する。
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）１６を堆積す
る。 （６）次に、図５（ｆ）に示すように、スルーホール１
７をホトリソグラフィとエッチングによって形成する。 （７）次に、図５（ｇ）に示すように、コイルの上層配
線１８となる金属材料を堆積し、パターニングを行う。
このとき磁性膜によって、大きな段差を生じるので、ホ
トリソグラフィにおいては、厚膜レジストを用いるか、
または多層レジスト工程などを応用する。
【００２８】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図６は本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の概
略構成図である。この図に示すように、半導体基板上
に、同一平面に形成される２つの平面コイルからなる検
出コイル２１ａ，２１ｂと、その上方に配置される１つ
の平面コイルからなる励磁コイル２２と、その上方であ
って、同一平面に形成される２つの軟磁性膜コア２３
ａ，２３ｂを配置する。すなわち、励磁コイル２２と２
つの軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂを図６のように重ねて
励磁すると、２つの軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂは、互
いに逆向きに励磁される。これに、検出コイル２１ａ，
２１ｂを重ねると、各軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂの下
の検出コイル２１ａ，２１ｂには、交流励磁電流によ
り、互いに逆極性の電圧波形が誘起される。そこで、検
出コイル２１ａ，２１ｂを図６のように巻けば、２つの
軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂ内の励磁磁束による誘起電
圧が打ち消され、第１実施例１と同様な作用効果が期待
される。
る。図６は本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の概
略構成図である。この図に示すように、半導体基板上
に、同一平面に形成される２つの平面コイルからなる検
出コイル２１ａ，２１ｂと、その上方に配置される１つ
の平面コイルからなる励磁コイル２２と、その上方であ
って、同一平面に形成される２つの軟磁性膜コア２３
ａ，２３ｂを配置する。すなわち、励磁コイル２２と２
つの軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂを図６のように重ねて
励磁すると、２つの軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂは、互
いに逆向きに励磁される。これに、検出コイル２１ａ，
２１ｂを重ねると、各軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂの下
の検出コイル２１ａ，２１ｂには、交流励磁電流によ
り、互いに逆極性の電圧波形が誘起される。そこで、検
出コイル２１ａ，２１ｂを図６のように巻けば、２つの
軟磁性膜コア２３ａ，２３ｂ内の励磁磁束による誘起電
圧が打ち消され、第１実施例１と同様な作用効果が期待
される。
【００２９】図７は本発明の第２実施例を示す磁気検出
素子の概略平面図、図８は図７のＤ−Ｄ′線断面図であ
る。図７及び図８において、半導体基板３１上にはシリ
コン酸化膜などの絶縁膜３２を形成し、その上に、２つ
の平面コイルからなる検出コイル（コイルの下層配線）
３３を形成し、絶縁膜（ポリイミドなど）３４を介し
て、その上方に励磁コイル（コイルの上層配線）３５形
成し、更に、絶縁膜（ポリイミドなど）３６を介して、
同一平面に形成される２つの軟磁性膜コア３７を成形す
る。３８はコンタクトである。
素子の概略平面図、図８は図７のＤ−Ｄ′線断面図であ
る。図７及び図８において、半導体基板３１上にはシリ
コン酸化膜などの絶縁膜３２を形成し、その上に、２つ
の平面コイルからなる検出コイル（コイルの下層配線）
３３を形成し、絶縁膜（ポリイミドなど）３４を介し
て、その上方に励磁コイル（コイルの上層配線）３５形
成し、更に、絶縁膜（ポリイミドなど）３６を介して、
同一平面に形成される２つの軟磁性膜コア３７を成形す
る。３８はコンタクトである。
【００３０】以下、上記した第２実施例を示す磁気検出
素子の製造方法について、図９を参照しながら説明す
る。図９は本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の製
造工程断面図である。ここでは、半導体シリコン基板を
用いた場合で説明する。 （１）まず、図９（ａ）に示すように、シリコン基板３
１上に基板との絶縁のため、熱酸化により絶縁膜（シリ
コン酸化膜）３２を形成する。
素子の製造方法について、図９を参照しながら説明す
る。図９は本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の製
造工程断面図である。ここでは、半導体シリコン基板を
用いた場合で説明する。 （１）まず、図９（ａ）に示すように、シリコン基板３
１上に基板との絶縁のため、熱酸化により絶縁膜（シリ
コン酸化膜）３２を形成する。
【００３１】（２）次に、図９（ｂ）に示すように、コ
イルの下層配線３３となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
イルの下層配線３３となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
【００３２】（３）次に、図９（ｃ）に示すように、絶
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）３４を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。また、このとき、配線パ
ターンによって磁性膜の下地に凹凸ができないよう平坦
化を行う。
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）３４を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。また、このとき、配線パ
ターンによって磁性膜の下地に凹凸ができないよう平坦
化を行う。
【００３３】（４）次に、図９（ｄ）に示すように、コ
イルの上層配線３５となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
イルの上層配線３５となる金属材料を堆積し、ＩＣプロ
セスのホトリソグラフィとエッチングによってパターニ
ングを行う。金属材料としては、ＡｌやＣｕを用いる。
堆積法は、スパッタ、蒸着など様々であるが、Ｃｕを厚
く堆積する場合、電気めっき、無電解めっきが有効であ
る。
【００３４】（５）次に、図９（ｅ）に示すように、絶
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）３６を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。 （６）次に、図９（ｆ）に示すように、軟磁性材料を堆
積し、パターニングを行い、軟磁性膜コア３７を形成す
る。この堆積法としては、電気めっき法やスパッタ法、
蒸着法等が利用できる。また、軟磁性材料としては、パ
ーマロイ（ＮｉとＦｅの合金）、各種のアモルファス磁
性合金、及びこれらと非磁性材料を交互に積み重ねた多
層軟磁性膜が利用できる。
縁をとるための絶縁膜（ポリイミドなど）３６を堆積す
る。これは、スパッタやＣＶＤ（化学気相成長）による
シリコン酸化膜、ハードキュアを行ったホトレジスト、
ポリイミドなどが利用できる。 （６）次に、図９（ｆ）に示すように、軟磁性材料を堆
積し、パターニングを行い、軟磁性膜コア３７を形成す
る。この堆積法としては、電気めっき法やスパッタ法、
蒸着法等が利用できる。また、軟磁性材料としては、パ
ーマロイ（ＮｉとＦｅの合金）、各種のアモルファス磁
性合金、及びこれらと非磁性材料を交互に積み重ねた多
層軟磁性膜が利用できる。
【００３５】このように構成することにより、第１実施
例に比べて、製作工程が簡単であり、スルーホールの数
も非常に少なくて済むので、歩留まりが向上する。更
に、上層配線の形成の際、大きな段差がないので、通常
のホトリソグラフィプロセスが適用できる。また、軟磁
性膜コアを一番最後に形成できるので、素子を製作する
過程において発生する熱的なストレスが軟磁性膜コアに
発生せず、軟磁性膜コアの特性が向上できる。
例に比べて、製作工程が簡単であり、スルーホールの数
も非常に少なくて済むので、歩留まりが向上する。更
に、上層配線の形成の際、大きな段差がないので、通常
のホトリソグラフィプロセスが適用できる。また、軟磁
性膜コアを一番最後に形成できるので、素子を製作する
過程において発生する熱的なストレスが軟磁性膜コアに
発生せず、軟磁性膜コアの特性が向上できる。
【００３６】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図１０は本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュ
ールの概略構成図である。この図に示すように、半導体
（シリコン）基板４１上に励磁コイル駆動用集積回路４
２、磁気検出素子４３及び磁気検出信号処理用集積回路
４４を組み合わせ、磁気検出モジュールを構成してい
る。
る。図１０は本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュ
ールの概略構成図である。この図に示すように、半導体
（シリコン）基板４１上に励磁コイル駆動用集積回路４
２、磁気検出素子４３及び磁気検出信号処理用集積回路
４４を組み合わせ、磁気検出モジュールを構成してい
る。
【００３７】ここで、磁気検出素子４３としては、上記
第１実施例及び第２実施例で述べた検出素子を用い、こ
の磁気検出素子と必要な電子回路を同一半導体基板４１
上に集積化する。図１１は本発明の第３実施例を示す磁
気検出モジュールとして組み込まれる集積回路のブロッ
ク図、図１２はその磁気検出モジュールの回路動作を示
すタイミングチャートである。 図１１において、この
磁気検出モジュールは、大別すると、励磁コイル駆動用
集積回路５１、磁気検出素子５５と磁気検出信号処理用
集積回路５６からなる。 そして、励磁コイル駆動用集
積回路５１は、パルス発振器５２、分周回路５３及び駆
動回路５４からなる。
第１実施例及び第２実施例で述べた検出素子を用い、こ
の磁気検出素子と必要な電子回路を同一半導体基板４１
上に集積化する。図１１は本発明の第３実施例を示す磁
気検出モジュールとして組み込まれる集積回路のブロッ
ク図、図１２はその磁気検出モジュールの回路動作を示
すタイミングチャートである。 図１１において、この
磁気検出モジュールは、大別すると、励磁コイル駆動用
集積回路５１、磁気検出素子５５と磁気検出信号処理用
集積回路５６からなる。 そして、励磁コイル駆動用集
積回路５１は、パルス発振器５２、分周回路５３及び駆
動回路５４からなる。
【００３８】また、磁気検出素子５５は、コア５５ｃ、
励磁コイル５５ａ、検出コイル５５ｂからなる。更に、
磁気検出信号処理用集積回路５６は、高周波増幅器５
７、クロス結合スイッチ回路５８、低域通過フィルタ５
９、位相調整及び制御信号発生部６０を有している。
励磁コイル５５ａ、検出コイル５５ｂからなる。更に、
磁気検出信号処理用集積回路５６は、高周波増幅器５
７、クロス結合スイッチ回路５８、低域通過フィルタ５
９、位相調整及び制御信号発生部６０を有している。
【００３９】まず、パルス発振器５２で電圧パルスＰ1
（４ｆ0 ）を発生し、この電圧パルスＰ1 （４ｆ0 ）
を、まず分周回路（第１段）５３に通して、周波数が１
／２でデューティ比が５０％のパルスＰ2 （２ｆ0 ）に
変換する。このパルスの周波数（２ｆ0 ）は、十分高い
感度が得られるよう１ＭＨｚ程度以上の高い周波数とす
る。さらに、分周回路（第２段）５３により、周波数が
その１／２のパルスＰ3（ｆ0 ）を生成する。駆動回路
５４では、このパルスＰ3 （ｆ0 ）を３角波に変換し、
磁気検出素子５５の励磁コイル５５ａを３角波状の電流
Ｐ4 で駆動する。このとき、磁気検出素子５５の検出コ
イル５５ｂには、外部磁界がなければ、電圧は現れず、
外部磁界が加わったとき、図１２（ｅ）に示すような波
形が現れる。ここで、磁界の向きが順方向のとき、実線
のような波形であるとすると、逆方向の磁界に対して
は、破線のような波形となる。この波形を高周波増幅器
５７により増幅した後、クロス結合スイッチ回路５８に
通す。ここでは、初段の分周回路の出力をもとにして発
生した図１２（ａ）と図１２（ｂ）のような２つのパル
スを用いて、電圧の極性を切り替えることにより、図１
２（ｆ）のような波形に変換する。
（４ｆ0 ）を発生し、この電圧パルスＰ1 （４ｆ0 ）
を、まず分周回路（第１段）５３に通して、周波数が１
／２でデューティ比が５０％のパルスＰ2 （２ｆ0 ）に
変換する。このパルスの周波数（２ｆ0 ）は、十分高い
感度が得られるよう１ＭＨｚ程度以上の高い周波数とす
る。さらに、分周回路（第２段）５３により、周波数が
その１／２のパルスＰ3（ｆ0 ）を生成する。駆動回路
５４では、このパルスＰ3 （ｆ0 ）を３角波に変換し、
磁気検出素子５５の励磁コイル５５ａを３角波状の電流
Ｐ4 で駆動する。このとき、磁気検出素子５５の検出コ
イル５５ｂには、外部磁界がなければ、電圧は現れず、
外部磁界が加わったとき、図１２（ｅ）に示すような波
形が現れる。ここで、磁界の向きが順方向のとき、実線
のような波形であるとすると、逆方向の磁界に対して
は、破線のような波形となる。この波形を高周波増幅器
５７により増幅した後、クロス結合スイッチ回路５８に
通す。ここでは、初段の分周回路の出力をもとにして発
生した図１２（ａ）と図１２（ｂ）のような２つのパル
スを用いて、電圧の極性を切り替えることにより、図１
２（ｆ）のような波形に変換する。
【００４０】図１３はそのクロス結合スイッチ回路の動
作の説明図であり、電圧の極性の切り替えの原理を示し
ている。この図において、制御信号φが“１”の場合、
ストレートに接続されるようスイッチが制御され、入出
力の電圧の極性は同じであるが、φが“０”の場合、接
続がクロスするようスイッチが制御され、電圧の極性が
反転する。したがって、図１２のようなタイミングで制
御すれば、図１２（ｆ）のような波形が得られる。この
後、これを低域通過フィルタ５９に通せば、図１２
（ｇ）の波形の直流成分が得られるが、その大きさは、
外部直流磁界の大きさに比例しており、外部磁界が測定
できる。なお、逆方法の磁界の場合には、図１２（ｇ）
の波形は破線の通りとなり、低域通過フィルタの通過後
は、逆極性の電圧が得られる。すなわち、方向性を持っ
た検出を行うことができる。
作の説明図であり、電圧の極性の切り替えの原理を示し
ている。この図において、制御信号φが“１”の場合、
ストレートに接続されるようスイッチが制御され、入出
力の電圧の極性は同じであるが、φが“０”の場合、接
続がクロスするようスイッチが制御され、電圧の極性が
反転する。したがって、図１２のようなタイミングで制
御すれば、図１２（ｆ）のような波形が得られる。この
後、これを低域通過フィルタ５９に通せば、図１２
（ｇ）の波形の直流成分が得られるが、その大きさは、
外部直流磁界の大きさに比例しており、外部磁界が測定
できる。なお、逆方法の磁界の場合には、図１２（ｇ）
の波形は破線の通りとなり、低域通過フィルタの通過後
は、逆極性の電圧が得られる。すなわち、方向性を持っ
た検出を行うことができる。
【００４１】上記のクロス結合スイッチ回路をＭＯＳト
ランジスタ回路で実現すると、図１４に示すような回路
となる。次に、本発明の第４実施例について説明する。
図１５は本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュール
の概略構成図である。この実施例では、検出コイルの代
わりに、半導体磁気センサを用いるようにしたものであ
る。より具体的には、図１５（ａ）においては、中央に
ホール素子を用いた半導体磁気検出素子６１を配置し、
これを軟磁性コア６２，６３と励磁コイル６４，６５を
組み合わせて構成した磁気検出モジュールである。
ランジスタ回路で実現すると、図１４に示すような回路
となる。次に、本発明の第４実施例について説明する。
図１５は本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュール
の概略構成図である。この実施例では、検出コイルの代
わりに、半導体磁気センサを用いるようにしたものであ
る。より具体的には、図１５（ａ）においては、中央に
ホール素子を用いた半導体磁気検出素子６１を配置し、
これを軟磁性コア６２，６３と励磁コイル６４，６５を
組み合わせて構成した磁気検出モジュールである。
【００４２】また、図１５（ｂ）においては、中央に分
割ドレイン型磁気トランジスタを用いた半導体磁気検出
素子７１を配置し、これを軟磁性コア７２，７３と励磁
コイル７４，７５を組み合わせて構成した磁気検出モジ
ュールである。これらは軟磁性コアによって磁束を収束
し、半導体磁気検出素子の感度を高めたものと考えるこ
とができる。十分な効果を得るために、まず、反磁界の
影響を考慮して十分に長いコアを用いる。２つのコアの
ギャップ部に半導体磁気検出素子を配置し、ギャップを
できる限り狭くする。また、コアにコイルを巻き、コア
の磁化が飽和する程度に十分大きな振幅の交流信号で励
磁する。半導体磁気検出素子は、この交流励磁電流によ
る磁界と外部磁界の和により生じたコアの磁束密度波形
の変化を検出する。外部磁界によって、磁束密度波形が
変化し、適当な信号処理を行うことによって、外部磁界
に比例した電圧を得ることができる。
割ドレイン型磁気トランジスタを用いた半導体磁気検出
素子７１を配置し、これを軟磁性コア７２，７３と励磁
コイル７４，７５を組み合わせて構成した磁気検出モジ
ュールである。これらは軟磁性コアによって磁束を収束
し、半導体磁気検出素子の感度を高めたものと考えるこ
とができる。十分な効果を得るために、まず、反磁界の
影響を考慮して十分に長いコアを用いる。２つのコアの
ギャップ部に半導体磁気検出素子を配置し、ギャップを
できる限り狭くする。また、コアにコイルを巻き、コア
の磁化が飽和する程度に十分大きな振幅の交流信号で励
磁する。半導体磁気検出素子は、この交流励磁電流によ
る磁界と外部磁界の和により生じたコアの磁束密度波形
の変化を検出する。外部磁界によって、磁束密度波形が
変化し、適当な信号処理を行うことによって、外部磁界
に比例した電圧を得ることができる。
【００４３】このような交流励磁を用いないと、コアが
磁化してしまい、感度が下がったり、検出特性にヒステ
リシスを持つようになる。図１６は本発明の第４実施例
を示す磁気検出モジュールを半導体基板上に実現する場
合の概略平面図、図１７は図１６のＡ−Ａ線断面図であ
る。ここでは、半導体磁気検出素子としては、分割ドレ
イン型磁気トランジスタを２つ用いている。これは、単
結晶シリコン基板を用いて、結晶軸異方性エッチング台
形状の溝を作り、溝の斜面に、２つの磁気トランジスタ
を構成する。また溝の斜面を利用して、下層の金属配線
を形成し、また、溝の中に磁性材料を埋め込む。その上
に上層配線を形成して、スルーホールを経由して、下層
配線と螺旋状に接続することにより、コイルを形成す
る。このようにして、図１５（ｂ）と類似の構造が実現
できる。
磁化してしまい、感度が下がったり、検出特性にヒステ
リシスを持つようになる。図１６は本発明の第４実施例
を示す磁気検出モジュールを半導体基板上に実現する場
合の概略平面図、図１７は図１６のＡ−Ａ線断面図であ
る。ここでは、半導体磁気検出素子としては、分割ドレ
イン型磁気トランジスタを２つ用いている。これは、単
結晶シリコン基板を用いて、結晶軸異方性エッチング台
形状の溝を作り、溝の斜面に、２つの磁気トランジスタ
を構成する。また溝の斜面を利用して、下層の金属配線
を形成し、また、溝の中に磁性材料を埋め込む。その上
に上層配線を形成して、スルーホールを経由して、下層
配線と螺旋状に接続することにより、コイルを形成す
る。このようにして、図１５（ｂ）と類似の構造が実現
できる。
【００４４】図１６及び図１７において、８１はｐ型単
結晶シリコン基板、８４は深い部位に形成されるチャネ
ルとなるｎ型不純物層、８５は浅い部位に形成される上
部ゲートとなるｐ型不純物層、８７はｎチャネル接合型
電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型磁気ト
ランジスタのドレイン（ｎ+ ）拡散層、８８はｎチャネ
ル接合型電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン
型磁気トランジスタのソース（ｎ+ ）拡散層、８９はシ
リコン酸化膜、９０はコイルの下層配線、９１は絶縁膜
（ポリイミドなど）、９２は溝に埋め込まれた軟磁性材
料からなる軟磁性コア、９３は絶縁膜（ポリイミドな
ど）、９４はコンタクトホール、９５はコイルの上層配
線、９６はコンタクト、９７は金属電極を示している。
結晶シリコン基板、８４は深い部位に形成されるチャネ
ルとなるｎ型不純物層、８５は浅い部位に形成される上
部ゲートとなるｐ型不純物層、８７はｎチャネル接合型
電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型磁気ト
ランジスタのドレイン（ｎ+ ）拡散層、８８はｎチャネ
ル接合型電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン
型磁気トランジスタのソース（ｎ+ ）拡散層、８９はシ
リコン酸化膜、９０はコイルの下層配線、９１は絶縁膜
（ポリイミドなど）、９２は溝に埋め込まれた軟磁性材
料からなる軟磁性コア、９３は絶縁膜（ポリイミドな
ど）、９４はコンタクトホール、９５はコイルの上層配
線、９６はコンタクト、９７は金属電極を示している。
【００４５】図１８は本発明の第４実施例を示す半導体
磁気センサ部の動作原理を示す図であり、この図を用い
て半導体磁気センサ部の動作原理について説明すると、
分割ドレイン型磁気検出素子は、チャネルの面に垂直に
磁界が加わったとき、キャリアである電子が、磁界によ
るローレンツ力を受けて軌道が曲げられることにより、
２つのドレイン間に電流差が生じ、その差が磁界の大き
さに比例することを利用するものである。
磁気センサ部の動作原理を示す図であり、この図を用い
て半導体磁気センサ部の動作原理について説明すると、
分割ドレイン型磁気検出素子は、チャネルの面に垂直に
磁界が加わったとき、キャリアである電子が、磁界によ
るローレンツ力を受けて軌道が曲げられることにより、
２つのドレイン間に電流差が生じ、その差が磁界の大き
さに比例することを利用するものである。
【００４６】このような２つの磁気トランジスタが、図
１８のような角度で配置され、接続されていると、図の
ような方向の磁界に対して、Ｉa1，Ｉb1が増加し、逆
に、Ｉ a2，Ｉb2は、減少する。したがって、単純に２つ
の磁気トランジスタを図１８のように接続することによ
って、２つの磁気トランジスタの電流変化の和を求める
ことができる。また、各磁気トランジスタは、面に垂直
な方向に最大感度を持つが、これらは、コアの軸に対し
て傾いている。しかし、２つの和を求めることによっ
て、その合成出力はコアの軸方向に最大感度を持つよう
になる。
１８のような角度で配置され、接続されていると、図の
ような方向の磁界に対して、Ｉa1，Ｉb1が増加し、逆
に、Ｉ a2，Ｉb2は、減少する。したがって、単純に２つ
の磁気トランジスタを図１８のように接続することによ
って、２つの磁気トランジスタの電流変化の和を求める
ことができる。また、各磁気トランジスタは、面に垂直
な方向に最大感度を持つが、これらは、コアの軸に対し
て傾いている。しかし、２つの和を求めることによっ
て、その合成出力はコアの軸方向に最大感度を持つよう
になる。
【００４７】図１９は本発明の第４実施例を示す磁気検
出モジュールの製造工程断面図である。ここでは、半導
体シリコン基板を用いた場合で説明する。 （１）まず、図１９（ａ）に示すように、面方位１００
のｐ型の単結晶シリコン基板８１を用い、その上にシリ
コン酸化膜を成長させ、ホトリソによりシリコン酸化膜
８２を形成する。
出モジュールの製造工程断面図である。ここでは、半導
体シリコン基板を用いた場合で説明する。 （１）まず、図１９（ａ）に示すように、面方位１００
のｐ型の単結晶シリコン基板８１を用い、その上にシリ
コン酸化膜を成長させ、ホトリソによりシリコン酸化膜
８２を形成する。
【００４８】（２）次に、シリコン酸化膜８２をマスク
として、図１９（ｂ）に示すように、結晶軸異方性エッ
チングにより、台形状の溝を形成する。これは、アルカ
リ系の特殊なエッチング液を用いると、１００方向に比
べて１１１方向のエッチング速度が極端に遅くなること
を利用するものである。これによって１１１面に相当す
る面が斜面となる正確な台形状の立体構造が得られる。
その溝の斜面にｎチャネル接合型電解効果トランジスタ
をベースにした分割ドレイン型磁気トランジスタを作成
する。まず、パターニングされたフォトレジスト８３を
マスクとして、イオン注入によりｎ型不純物を深く導入
して、チャネルとなるｎ型不純物層８４を形成する。次
いで、ｐ型不純物を浅く導入し、上部ゲートとなるｐ型
不純物層８５を形成する。
として、図１９（ｂ）に示すように、結晶軸異方性エッ
チングにより、台形状の溝を形成する。これは、アルカ
リ系の特殊なエッチング液を用いると、１００方向に比
べて１１１方向のエッチング速度が極端に遅くなること
を利用するものである。これによって１１１面に相当す
る面が斜面となる正確な台形状の立体構造が得られる。
その溝の斜面にｎチャネル接合型電解効果トランジスタ
をベースにした分割ドレイン型磁気トランジスタを作成
する。まず、パターニングされたフォトレジスト８３を
マスクとして、イオン注入によりｎ型不純物を深く導入
して、チャネルとなるｎ型不純物層８４を形成する。次
いで、ｐ型不純物を浅く導入し、上部ゲートとなるｐ型
不純物層８５を形成する。
【００４９】（３）次に、図１９（ｃ）に示すように、
熱処理を兼ねてシリコン酸化膜８６を熱酸化により成長
させる。 （４）次に、図１９（ｄ）に示すように、ソース、ドレ
インの部分の酸化膜を除去し、この部分に電極をとるた
め、高濃度のｎ型不純物を導入し、ｎチャネル接合型電
解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型磁気トラ
ンジスタのドレイン（ｎ+ ）拡散層８７と、ｎチャネル
接合型電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型
磁気トランジスタのソース（ｎ+ ）拡散層８８とを形成
する。これは、熱拡散、イオン注入いずれでも可能であ
る。
熱処理を兼ねてシリコン酸化膜８６を熱酸化により成長
させる。 （４）次に、図１９（ｄ）に示すように、ソース、ドレ
インの部分の酸化膜を除去し、この部分に電極をとるた
め、高濃度のｎ型不純物を導入し、ｎチャネル接合型電
解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型磁気トラ
ンジスタのドレイン（ｎ+ ）拡散層８７と、ｎチャネル
接合型電解効果トランジスタを利用した分割ドレイン型
磁気トランジスタのソース（ｎ+ ）拡散層８８とを形成
する。これは、熱拡散、イオン注入いずれでも可能であ
る。
【００５０】（５）次に、図１９（ｅ）に示すように、
シリコン酸化膜８９を再度全体的に成長させた後、コイ
ルの下層配線９０となる金属材料を堆積し、パターニン
グを行う。 （６）次に、図１９（ｆ）に示すように、絶縁材料から
なる絶縁膜（ポリイミドなど）９１を堆積した後、溝の
中に埋め込まれた形に軟磁性材料を堆積した後、パター
ニングし、軟磁性コア９２を形成する。
シリコン酸化膜８９を再度全体的に成長させた後、コイ
ルの下層配線９０となる金属材料を堆積し、パターニン
グを行う。 （６）次に、図１９（ｆ）に示すように、絶縁材料から
なる絶縁膜（ポリイミドなど）９１を堆積した後、溝の
中に埋め込まれた形に軟磁性材料を堆積した後、パター
ニングし、軟磁性コア９２を形成する。
【００５１】（７）次に、再度絶縁膜（ポリイミドな
ど）９３を堆積し、コンタクトホール９４を形成した
後、コイルの上層配線９５を堆積してパターニングし、
コイルの上層配線９５とコイルの下層配線９０とをコン
タクト９６で接続してコイルの構造を完成するととも
に、磁気トランジスタのソース、ドレインへの金属電極
９７を形成する。
ど）９３を堆積し、コンタクトホール９４を形成した
後、コイルの上層配線９５を堆積してパターニングし、
コイルの上層配線９５とコイルの下層配線９０とをコン
タクト９６で接続してコイルの構造を完成するととも
に、磁気トランジスタのソース、ドレインへの金属電極
９７を形成する。
【００５２】図２０に、図１６に示した磁気検出モジュ
ールの構成を示す。その動作を図２１のタイミングチャ
ートを用いて説明する。パルス発振器１０１から出力さ
れ、図２１（ａ）に示す基準クロックａを分周回路１０
２に通し、図２１（ｂ）に示す１／２の周波数でデュー
ティ比が５０％のパルスｂを生成する。コイルの駆動回
路１０３で、図２１（ｃ）に示す３角波状の波形ｃに変
換し、コアの磁化が十分飽和する程度に大きな振幅でコ
アを駆動する。このとき、コア内の磁束密度波形は、磁
界の振幅が大きくなったところで飽和し、これを２つの
コアのギャップ部に挟んだ磁気トランジスタで検出する
と磁気トランジスタには、コア内の磁束密度波形と同様
な、図２１（ｄ）に示す電圧波形ｄが発生する。外部磁
界がない場合は、対称的な波形であるが、外部直流磁界
が重畳すると、破線のように波形が変化する。磁気トラ
ンジスタの出力を、ＡＣ（交流）アンプ１０８で増幅す
るとともに、直流成分をカットすると、図２１（ｅ）の
ようになり、外部磁界がない場合変化はないが、外部磁
界が加わった場合では、破線のように変化する。そこ
で、台形状の波形の正と負のピーク値をそれぞれサンプ
ルし、これらの和を求めることで台形の高さの差を求め
ることができる。この値は、外部の磁界に比例してい
る。このような演算は、スイッチトキャパシタ方式の減
算器１１０とＳ／Ｈ（サンプル／ホールド）回路１２０
により行うことができる。まず、図２１（ｆ）のような
パルスを生成してこれによって負のピーク値のサンプリ
ングを行い、その電圧でキャパシタＣ1 を充電する。次
に、図２１（ｇ）のパルスで正のピーク値のサンプリン
グを行うと、キャパシタＣ1 にその電圧が充電されると
ともに、正負のピーク値の差に比例した電荷がキャパシ
タＣ2 に転送される。これにより生じた図２１（ｈ）に
示す電圧（ｈ）をＳ／Ｈ回路１２０でサンプルして保持
することにより、図２１（ｉ）のような直流電圧が得ら
れる。その大きさは、外部磁界に比例している。
ールの構成を示す。その動作を図２１のタイミングチャ
ートを用いて説明する。パルス発振器１０１から出力さ
れ、図２１（ａ）に示す基準クロックａを分周回路１０
２に通し、図２１（ｂ）に示す１／２の周波数でデュー
ティ比が５０％のパルスｂを生成する。コイルの駆動回
路１０３で、図２１（ｃ）に示す３角波状の波形ｃに変
換し、コアの磁化が十分飽和する程度に大きな振幅でコ
アを駆動する。このとき、コア内の磁束密度波形は、磁
界の振幅が大きくなったところで飽和し、これを２つの
コアのギャップ部に挟んだ磁気トランジスタで検出する
と磁気トランジスタには、コア内の磁束密度波形と同様
な、図２１（ｄ）に示す電圧波形ｄが発生する。外部磁
界がない場合は、対称的な波形であるが、外部直流磁界
が重畳すると、破線のように波形が変化する。磁気トラ
ンジスタの出力を、ＡＣ（交流）アンプ１０８で増幅す
るとともに、直流成分をカットすると、図２１（ｅ）の
ようになり、外部磁界がない場合変化はないが、外部磁
界が加わった場合では、破線のように変化する。そこ
で、台形状の波形の正と負のピーク値をそれぞれサンプ
ルし、これらの和を求めることで台形の高さの差を求め
ることができる。この値は、外部の磁界に比例してい
る。このような演算は、スイッチトキャパシタ方式の減
算器１１０とＳ／Ｈ（サンプル／ホールド）回路１２０
により行うことができる。まず、図２１（ｆ）のような
パルスを生成してこれによって負のピーク値のサンプリ
ングを行い、その電圧でキャパシタＣ1 を充電する。次
に、図２１（ｇ）のパルスで正のピーク値のサンプリン
グを行うと、キャパシタＣ1 にその電圧が充電されると
ともに、正負のピーク値の差に比例した電荷がキャパシ
タＣ2 に転送される。これにより生じた図２１（ｈ）に
示す電圧（ｈ）をＳ／Ｈ回路１２０でサンプルして保持
することにより、図２１（ｉ）のような直流電圧が得ら
れる。その大きさは、外部磁界に比例している。
【００５３】なお、図２０において、１０５は直流電
源、１０６及び１０７は抵抗、１０９は制御パルス発生
回路、１１１，１１２，１１３，１１６及び１２１はス
イッチ、Ｃ3 はキャパシタである。なお、１０４は検出
コイル、１１４，１２２はＭＯＳ型オペアンプである。
このような電子回路は、第３実施例の場合と同様、検出
素子とともに同一シリコン基板上に作製し、集積化する
ことができる。
源、１０６及び１０７は抵抗、１０９は制御パルス発生
回路、１１１，１１２，１１３，１１６及び１２１はス
イッチ、Ｃ3 はキャパシタである。なお、１０４は検出
コイル、１１４，１２２はＭＯＳ型オペアンプである。
このような電子回路は、第３実施例の場合と同様、検出
素子とともに同一シリコン基板上に作製し、集積化する
ことができる。
【００５４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００５５】
【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明によ
れば、以下のような効果を奏することができる。 （１）半導体基板に集積される磁気検出素子において、
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたので、感度が高く、し
かも正確な磁気の検出を行うことができ、しかも超小型
の半導体基板上に集積される磁気検出素子を得ることが
できる。
れば、以下のような効果を奏することができる。 （１）半導体基板に集積される磁気検出素子において、
半導体基板上に形成される軟磁性膜コアと、この軟磁性
膜コアを交流的に励磁するための金属膜により形成され
る励磁コイルと、金属膜により形成される磁束変化検出
用コイルとを形成するようにしたので、感度が高く、し
かも正確な磁気の検出を行うことができ、しかも超小型
の半導体基板上に集積される磁気検出素子を得ることが
できる。
【００５６】（２）特に、モノリシック半導体基板上に
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイルを積層することができる磁気検出素子を
提供することができる。 （３）半導体基板上で、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コアを用い
て、外部磁界がないとき、誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造としているので、超小型で、高感度であり、しか
も極めて微弱な磁界を検出できる磁気検出素子を得るこ
とができる。
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイルを積層することができる磁気検出素子を
提供することができる。 （３）半導体基板上で、励磁コイルと検出コイルを１タ
ーンずつ交互に巻き、かつ２つの軟磁性膜コアを用い
て、外部磁界がないとき、誘起波形の打ち消しを行う巻
線構造としているので、超小型で、高感度であり、しか
も極めて微弱な磁界を検出できる磁気検出素子を得るこ
とができる。
【００５７】（４）半導体基板に集積される磁性体を用
いた磁気検出モジュールにおいて、磁気検出素子、及び
その磁気検出素子に必要な電子回路を集積回路として一
体化することにより、磁気検出モジュール全体を超小型
で実現することにより、超小型で、高感度であり、しか
も安価で大量生産の容易な磁気検出モジュールを得るこ
とができる。
いた磁気検出モジュールにおいて、磁気検出素子、及び
その磁気検出素子に必要な電子回路を集積回路として一
体化することにより、磁気検出モジュール全体を超小型
で実現することにより、超小型で、高感度であり、しか
も安価で大量生産の容易な磁気検出モジュールを得るこ
とができる。
【００５８】（５）特に、モノリシック半導体基板上に
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイル、その磁気検出素子に必要な電子回路を
集積回路として一体化することができる磁気検出モジュ
ールを提供することができる。このようにして得られる
磁気検出素子及び磁気検出モジュールは、例えば、地磁
気検出によるナビゲーションシステム、地磁気変動モニ
タ（地震予知）、一部の生体磁気計測、金属材料の欠陥
検出、間接的な応用として、磁気エンコーダ、無接点ポ
テンションメータ、電流センサ、トルクセンサ、変位セ
ンサ等として、広汎な利用が可能である。
薄膜技術を用いて、軟磁性膜コア、励磁コイル、磁束変
化検出用コイル、その磁気検出素子に必要な電子回路を
集積回路として一体化することができる磁気検出モジュ
ールを提供することができる。このようにして得られる
磁気検出素子及び磁気検出モジュールは、例えば、地磁
気検出によるナビゲーションシステム、地磁気変動モニ
タ（地震予知）、一部の生体磁気計測、金属材料の欠陥
検出、間接的な応用として、磁気エンコーダ、無接点ポ
テンションメータ、電流センサ、トルクセンサ、変位セ
ンサ等として、広汎な利用が可能である。
【図１】本発明の第１実施例の磁気検出素子の概略構成
図である。
図である。
【図２】本発明の第１実施例の磁気検出素子の動作を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１実施例を示す磁気検出素子の概略
平面図である。
平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ′線断面図である。
【図５】本発明の第１実施例を示す磁気検出素子の製造
工程断面図である。
工程断面図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の概略
構成図である。
構成図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の概略
平面図である。
平面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ′線断面図である。
【図９】本発明の第２実施例を示す磁気検出素子の製造
工程断面図である。
工程断面図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュー
ルの概略構成図である。
ルの概略構成図である。
【図１１】本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュー
ルとして組み込まれる集積回路のブロック図である。
ルとして組み込まれる集積回路のブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュー
ルの回路動作を示すタイミングチャートである。
ルの回路動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュー
ルのクロス結合スイッチ回路の動作の説明図である。
ルのクロス結合スイッチ回路の動作の説明図である。
【図１４】本発明の第３実施例を示す磁気検出モジュー
ルのクロス結合スイッチ回路をＭＯＳトランジスタ回路
で実現した回路図である。
ルのクロス結合スイッチ回路をＭＯＳトランジスタ回路
で実現した回路図である。
【図１５】本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュー
ルの概略構成図である。
ルの概略構成図である。
【図１６】本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュー
ルを半導体基板上に実現する場合の概略平面図である。
ルを半導体基板上に実現する場合の概略平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ′線断面図である。
【図１８】本発明の第４実施例を示す半導体磁気センサ
部の動作原理を示す図である。
部の動作原理を示す図である。
【図１９】本発明の第４実施例を示す磁気センサの製造
工程断面図である。
工程断面図である。
【図２０】本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュー
ルの構成図である。
ルの構成図である。
【図２１】本発明の第４実施例を示す磁気検出モジュー
ルのタイミングチャートである。
ルのタイミングチャートである。
１，１１，３１，４１ 半導体基板（シリコン基板） ２ａ，２ｂ，１５，２３ａ，２３ｂ，３７ 軟磁性膜
コア ３ａ，２１ａ，２１ｂ，５５ｂ 検出コイル ３ｂ，２２，５５ａ，６４，６５，７４，７５ 励磁
コイル １２，３２ 絶縁膜（シリコン酸化膜） １３，３３，９０ コイルの下層配線 １４，１６，３４，３６，９１，９３ 絶縁膜（ポリ
イミドなど） １７ スルーホール １８，３５，９５ コイルの上層配線 ３８ コンタクト ４２，５１ 励磁コイル駆動用集積回路 ４３，５５ 磁気検出素子 ４４，５６ 磁気検出信号処理用集積回路 ５２，１０１ パルス発振器 ５３，１０２ 分周回路 ５４，１０３ 駆動回路 ５５ｃ コア ５７ 高周波増幅器 ５８ クロス結合スイッチ回路 ５９ 低域通過フィルタ ６０ 位相調整及び制御信号発生部 ６１，７１ 半導体磁気検出素子 ６２，６３，７２，７３，９２ 軟磁性コア ８１ ｐ型単結晶シリコン基板 ８２，８６，８９ シリコン酸化膜 ８３ フォトレジスト ８４ チャネルとなるｎ型不純物層 ８５ 上部ゲートとなるｐ型不純物層 ８７ 分割ドレイン型磁気トランジスタのドレイン
（ｎ+ ）拡散層 ８８ 分割ドレイン型磁気トランジスタのソース（ｎ
+ ）拡散層 ９４ コンタクトホール ９６ コンタクト ９７ 金属電極 １０５ 直流電源 １０６，１０７ 抵抗 １０８ ＡＣ（交流）アンプ １０９ 制御パルス発生回路 １１０ 減算器 １１１，１１３，１１６，１２１ スイッチ １２０ Ｓ／Ｈ（サンプル／ホールド）回路
コア ３ａ，２１ａ，２１ｂ，５５ｂ 検出コイル ３ｂ，２２，５５ａ，６４，６５，７４，７５ 励磁
コイル １２，３２ 絶縁膜（シリコン酸化膜） １３，３３，９０ コイルの下層配線 １４，１６，３４，３６，９１，９３ 絶縁膜（ポリ
イミドなど） １７ スルーホール １８，３５，９５ コイルの上層配線 ３８ コンタクト ４２，５１ 励磁コイル駆動用集積回路 ４３，５５ 磁気検出素子 ４４，５６ 磁気検出信号処理用集積回路 ５２，１０１ パルス発振器 ５３，１０２ 分周回路 ５４，１０３ 駆動回路 ５５ｃ コア ５７ 高周波増幅器 ５８ クロス結合スイッチ回路 ５９ 低域通過フィルタ ６０ 位相調整及び制御信号発生部 ６１，７１ 半導体磁気検出素子 ６２，６３，７２，７３，９２ 軟磁性コア ８１ ｐ型単結晶シリコン基板 ８２，８６，８９ シリコン酸化膜 ８３ フォトレジスト ８４ チャネルとなるｎ型不純物層 ８５ 上部ゲートとなるｐ型不純物層 ８７ 分割ドレイン型磁気トランジスタのドレイン
（ｎ+ ）拡散層 ８８ 分割ドレイン型磁気トランジスタのソース（ｎ
+ ）拡散層 ９４ コンタクトホール ９６ コンタクト ９７ 金属電極 １０５ 直流電源 １０６，１０７ 抵抗 １０８ ＡＣ（交流）アンプ １０９ 制御パルス発生回路 １１０ 減算器 １１１，１１３，１１６，１２１ スイッチ １２０ Ｓ／Ｈ（サンプル／ホールド）回路
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体基板に集積される磁気検出素子に
おいて、（ａ）半導体基板上に形成される軟磁性膜コア
と、（ｂ）該軟磁性膜コアを交流的に励磁するための金
属膜により形成される励磁コイルと、（ｃ）金属膜によ
り形成される磁束変化検出用コイルとを形成したことを
特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁気検出素子において、
前記軟磁性膜コアを２個並設し、前記軟磁性膜コアに励
磁コイルｎターン（ｎは正の整数）と磁束変化検出用コ
イルｍターン（ｍは正の整数）を交互に繰り返し巻いた
構造を有し、被検出磁界が零のとき、励磁コイルによる
誘導波形を打ち消すようにした磁気検出素子。 - 【請求項３】 請求項１記載の磁気検出素子において、
前記励磁コイルと磁束変化検出用コイルを２つの平面コ
イルとして重ね、その上に前記軟磁性膜コアを重ねた構
造を有する磁気検出素子。 - 【請求項４】 半導体基板に集積される磁性体を用いた
磁気検出モジュールにおいて、（ａ）前記半導体基板上
に形成される軟磁性コアと、該軟磁性コアを交流的に励
磁するための金属膜により形成される励磁コイルと、金
属膜により形成される磁束変化検出用コイルとを有する
磁気検出素子と、（ｂ）前記励磁コイルに接続され、前
記半導体基板上に集積される励磁コイル駆動用集積回路
と、（ｃ）前記磁束変化検出用コイルに接続され、前記
半導体基板上に集積される磁気検出信号処理用集積回路
とを具備する磁気検出モジュール。 - 【請求項５】 請求項４記載の磁気検出モジュールにお
いて、前記励磁コイル駆動用集積回路は、パルス発振器
と分周回路と駆動回路とを具備する磁気検出モジュー
ル。 - 【請求項６】 請求項４記載の磁気検出モジュールにお
いて、前記磁気検出信号処理用集積回路は、制御信号発
生回路と高周波増幅器とクロス結合スイッチと低域通過
フィルタとを具備する磁気検出モジュール。 - 【請求項７】 半導体基板に集積される磁性体を用いた
磁気検出モジュールにおいて、（ａ）半導体基板上に形
成される半導体磁気検出素子と、（ｂ）該半導体磁気検
出素子を挟むように配置される一対の軟磁性コアと、
（ｃ）該軟磁性コアに巻き回される金属膜により形成さ
れる励磁コイルとを具備する磁気検出モジュール。 - 【請求項８】 請求項７記載の磁気検出モジュールにお
いて、前記半導体磁気検出素子はホール素子である磁気
検出モジュール。 - 【請求項９】 請求項７記載の磁気検出モジュールにお
いて、前記半導体磁気検出素子は分割ドレイン型磁気ト
ランジスタである磁気検出モジュール。 - 【請求項１０】 半導体基板に集積される磁性体を用い
た磁気検出モジュールにおいて、（ａ）半導体基板の中
央部に形成される分割ドレイン型磁気トランジスタと、
（ｂ）該磁気トランジスタの両側に形成される溝と、
（ｃ）該溝の底部に形成され、前記磁気トランジスタに
接続される配線層と、（ｄ）前記溝の下部に形成される
コイルの下層配線と、（ｅ）該コイルの下層配線の上方
に形成される軟磁性コアと、（ｆ）該軟磁性コアの上方
に配置され、前記コイルの下層配線と接続されるコイル
の上層配線とを具備する磁気検出モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32423494A JP3545074B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 半導体基板に集積される磁気検出素子及び磁気検出モジュール |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32423494A JP3545074B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 半導体基板に集積される磁気検出素子及び磁気検出モジュール |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH08179023A true JPH08179023A (ja) | 1996-07-12 |
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ID=18163541
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|---|---|
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