JPS63182877A - ホ−ル素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモータの回転制御、磁気による非接触スイッチ
等に有効に用いられるホール素子、特に。

主体となる磁性体基板を含んで構成されている基板上に
形成させた所定のパターンの半導体簿膜上に集磁用の磁
性体の小片が設けられている如き構成形態のホール素子
に関する。

（従来の技術） 集磁効果の向上によって高感度のホール素子を構成させ
ることは従来から知られており、この種の高感度のホー
ル素子としては１例えば磁性体基板上にガラス、５ｉ０
２の薄膜等による絶縁膜を介して所定のパターンを有す
る半導体薄膜（例えば、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓの薄膜）を
形成し、前記した半導体薄膜上の予め定められた部分に
集磁用の磁性体の小片を固着させた構成のいわゆるサン
ドイッチ構造のホール素子が既に提供されている。

第６図乃至第９図は従来のサンドインチ構造のホール素
子の構成例を説明するための図であり、まず、第６図に
示されているホール素子において。

１はフェライト基板、２は前記したフェライト基板１上
に形成させたガラスの薄膜あるいは二酸化シリコンの薄
膜による絶縁膜であり、３は前記した絶縁膜２上に例え
ばフォトリソグラフィ法によって所定のパターンに付着
形成させた半導体装置ある。

また、４〜７は前記した所定のパターンを有する半導体
膜１１１３における各端部に電気的に接続した状態とな
るようにして前記した絶縁膜２上に例えばフォトリソグ
ラフィ法によって所定のパターンに付着形成させた端子
電極であり、８〜１１はワイヤボンディングによって前
記した端子電極４〜７に接続されている接続線である。

１３はフェライトのチップであって、このフェライトの
チップ１３は前記した所定のパターンを有する半導体薄
膜３における感磁動作部に対応している部分に接着剤層
１２によって接着されている。

次に、第７図の平面図と第７図中のＡ−Ａ線位置での縦
断側面図を示す第８図とによって示されているホール素
子及び第９図の斜視図に示されているホール素子におい
て、１はフェライト基板。

３は所定のパターンを有する半導体膜、４〜７は前記し
た所定のパターンを有する半導体薄膜３における各端部
に電気的に接続した状態となるようにして設けられた端
子電極、８〜１１はワイヤボンディングによって前記し
た端子電極４〜７に接続されている接続線、１３はフェ
ライトのチップ。

１２．１５は接着剤層であり、また、第８図中に示され
ている符号１４は例えばエポキシ樹脂による保護層であ
る。

前記した第７図及び第８図に示されているホール素子及
び第９図に示されているホール素子においては、まず、
半導体薄膜３の構成物質における結晶構造と近似した結
晶構造を有し、かつ、半導体薄膜３の構成物質における
格子定数に近い格子定数を有しているような物質によっ
て作られている極めて平滑度の高い表面を備えている基
板上に。

真空蒸着法により所定の厚さの半導体簿膜を付着形成さ
せ１次に、前記した半導体薄膜の表面側を接着剤層１５
を介してフェライト基板１上に接着した後に、前記した
基板を剥離して、フェライト基板１上に接着剤層１５を
介して半導体薄膜が付着されている状態のものを作り、
以下、第６図を参照して既述したと同様にしてホール素
子が構成される。

すなわち、フェライト基板上に接着剤層１５を介して付
着されている半導体薄膜に、例えばフォトリソグラフィ
法によって所定のパターンを有する半導体膜３を形成さ
せ、また、前記した所定のパターンを有する半導体薄膜
３における各端部に電気的に接続した状態となるように
して例えばフォトリソグラフィ法によって所定のパター
ンの端子電極４〜７を付着形成させ、次いで、前記した
各端子電極４〜７にワイヤボンディングによって接続線
８〜１１を接着した後に、前記した半導体薄膜３におけ
る感磁動作部に対応している部分に接着剤層１２によっ
てフェライトのチップ１３を接着させることによってホ
ール素子が構成されるのである。第８図示のホール素子
は、前記のように構成された状態のものの上面にエポキ
シ樹脂による保護層１４を設けた場合を示している。

前記した第６図乃至第９図に示されている状態のもの（
ホール素子のチップ）は、第１０図乃至第１２図に示さ
れているように、前記した各接続線８〜１１がそれぞれ
個別の端子１６〜１９に電気的に接続された後に１合成
樹脂を用いたモールドによって外部容器２０中に収納さ
れた状態の完成品となされるのである。第１０図は完成
品の平面図、第１１図は完成品の側面図、第１２図は完
成品の一部を破砕して内部構造を明らかにした斜視図で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 第６図乃至第１２図を参照して説明した従来のホール素
子は、前述したところから明らかなように、それらの何
れのものにおいてもフェライト基板１上に付着形成され
た絶縁膜上に付着形成された所定のパターンの半導体薄
膜３上に、接着剤層１２を介して集磁用のフェライトの
チップが設けられているために、所定のパターンの半導
体薄膜３上の予め定められた部分に位置されるべき集磁
用のフェライト１３のチップの下面と半導体薄膜３の上
面間に、可成りの厚さの接着剤層１２による磁気空隙が
介在しているために集磁効果が減少し、ホール出力電圧
の低下をもたらすとともに。

ホール素子のチップを外部容器２０中に収納する際のト
ランスファーモールド時に、接着剤層が変形することに
より半導体薄膜３に生じる機械的な応力による歪によっ
て、不平衡電圧Ｖｏが大になるという欠点があり、それ
の改善が求められた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は主体となる磁性体基板を含んで構成されている
磁性体支持基板上に形成させた所定のパターンの半導体
薄膜上に集磁用の磁性体が設けられている如き構成形態
のホール素子であって、前記所定のパターンの半導体薄
膜上の予め定められた部分に位置されるべき集磁用の磁
性体を含む部材として、それの長さが磁性体支持基板の
長さに略々等しいものを用いて、前記した集磁用の磁性
体を含む部材の側面と磁性体支持基板の側面との間だけ
を接着剤によって固着させてなるホール素子゛を提供し
て、前述した従来の欠点を解消させたものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明のホール素子の具体的
な内容を詳細に説明する。第１図乃至第３図は本発明の
ホール素子のそれぞれ異なる実施例の斜視図であり、第
４図は本発明のホール素子の平面図、第５図は第４図中
のＢ−Ｂ線位置における縦断側面図第１３図は所定のパ
ターンの半導体薄膜３上の予め定められた部分に位置さ
れるべき集磁用の磁性体を含んで構成されている集磁用
部材の構成例を示す斜視図である。

第１図、第４図及び第５図に示されている本発明のホー
ル素子において、１はフェライト基板。

２は前記したフェライト基板１上に形成させたガラスの
薄膜あるいは二酸化シリコンの薄膜による絶縁膜であり
、前記したフェライト基板１と絶縁膜２とによって磁性
体支持基板が構成されている。

３は前記した絶縁膜２上に例えばフォトリングラフィ法
によって所定のパターンに付着形成させた半導体膜（例
えば、ＩｎＳｂの薄膜）である。

また、４〜７は前記した所定のパターンを有する半導体
薄膜３における各端部に電気的に接続した状態となるよ
うにして、磁性体支持基板における前記した絶縁膜２上
に例えばフォトリソグラフィ法によって所定のパターン
に付着形成させた端子電極であり、８〜１１はワイヤボ
ンディングによって前記した端子電極４〜７に接続され
ている接続線である。

ＭＡは前記した所定のパターンの半導体薄膜３上の予め
定められた部分に位置されるべき集磁用の磁性体を含ん
で構成されている集磁用部材であって、前記した集磁用
部材ＭＡとしては第１３図の（ａ）に例示されているよ
うに、それの全体がフェライトのような磁性体２７によ
って構成されているもの、あるいは第１３図の（ｂ）に
例示されているように、フェライトのような磁性体で構
成されている部分２８と、前記の部分の両側に例えばガ
ラスのような非磁性体で構成されている部分２９．３０
が固着されているような構成形態のもの。

もしくは、第１３図の（ｃ）に例示されているように、
フェライトのような磁性体で構成されている部分２８と
、前記の部分の両側に例えばガラスのような非磁性体で
構成されている部分３１．３２が固着されていて、しか
も、前記した非磁性体製の部分３１．３２が細くなされ
ているような構成形態のもの、その他の構成形態のもの
を使用できるが、何れの構成形態の集磁部材ＭＡにおい
ても、それの長さＬが磁性体支持基板の長さＬに略々等
しいものとなされている。

前記した集磁用部材ＭＡを前記した磁性体支持基板上に
付着形成されている所定のパターンの半導体薄膜３上に
おける予め定められた部分に、それの集磁用の磁性体が
位置するような態様で載置してから、集磁用部材ＭＡの
各側面と磁性体支持基板における対応する各側面間を接
着剤ＢＡ（例えばエポキシ樹脂）で固着すると、前記し
た集磁用部材ＭＡは前記した磁性体支持基板上に付着形
成されている所定のパターンの半導体薄膜３上における
予め定められた部分に、集磁用部材ＭＡにおける集磁用
の磁性体が位置されている状態で、磁性体支持基板に一
体的に固着される。

前記した状態において、前記した磁性体支持基板上に付
着形成されている所定のパターンの半導体薄膜３上にお
ける予め定められた部分と、前記した集磁用部材ＭＡに
おける集磁用の磁性体との間には接着剤層が存在してい
ない状態となされ。

前記の両者間は略々密着状態になされる。

このように、集磁用部材ＭＡにおける集磁用の磁性体と
、磁性体支持基板上に付着形成されている所定のパター
ンの半導体薄膜３における感磁部動作層の部分には集磁
された磁束が有効に通過することになり、大きなホール
電圧を発生させることのできるホール素子が構成できる
。

また、集磁用部材ＭＡと磁性体支持基板とは、集磁用部
材ＭＡと磁性体支持基板とにおける互いに対応する各側
面間だけで接着剤ＢＡにより固着されていて、半導体薄
膜３のパターン上には接着剤層が存在していないから、
ホール素子のチップを外容器中に収納する際のトランス
ファーモールド時に、接着剤層が変形しても半導体薄膜
３には機械的な応力による歪が生じることがなく、不平
衡電圧Ｖｏが大になるという欠点もない。

なお、集磁用部材ＭＡを磁性体支持基板に載置する工程
で、磁性体支持基板の裏側に永久磁石を置いた状態とし
て作業すると、集磁用部材ＭＡを容易に磁性体支持基板
上に載置できる。

次に、第３図に示されている本発明のホール素子の実施
例は、前記した第１図示のホール素子における所定のパ
ターンを有する半導体薄膜３上に例えばポリイミド樹脂
によって極めて薄い保護層（絶縁性保護層）２６を構成
させた構造のものであり、この第３図示の実施例におけ
る集磁用部材ＭＡは、極めて薄い保護層２６を介して前
記した磁性体支持基板上に付着形成されている所定のパ
ターンの半導体薄膜３上における予め定められた部分に
、集磁用部材ＭＡにおける集磁用の磁性体が位置してい
る状態において、集磁用部材ＭＡの各側面と磁性体支持
基板における対応する各側面間が接着剤ＢＡ（例えばエ
ポキシ樹脂）で固着されることにより、集磁用部材ＭＡ
と磁性体支持基板とは一体的に固着される。

このように、第３図示のホール素子においても集磁用部
材ＭＡにおける集磁用の磁性体と、磁性体支持基板上に
付着形成されている所定のパターンの半導体薄膜３にお
ける感磁部動作層の部分には集磁された磁束が有効に通
過することになり、大きなホール電圧を発生させること
ができるのであり、また、集磁用部材ＭＡと磁性体支持
基板とは、集磁用部材ＭＡと磁性体支持基板とにおける
互いに対応する各側面間だけで接着剤ＢＡにより固着さ
れていて、半導体薄膜３のパターン上には接着剤層が存
在していないがら、ホール素子のチップを外容器中に収
納する際のトランスファーモールド時に、接着剤層が変
形しても半導体薄膜３には機械的な応力による歪が生じ
ることがなく、不平衡電圧Ｖｏが大になるという欠点も
ない。

次に、第２図に示されているホール素子は、まず、半導
体薄膜の構成物質（例えばＩｎＳｂ　）における結晶構
造と近似した結晶構造を有し、かつ。

半導体薄膜３の構成物質における格子定数に近い格子定
数を有しているような物質によって作られている極めて
平滑度の高い表面を備えている基板（例えばマイカ板）
上に、真空蒸着法により所定の厚さの半導体薄膜を付着
形成させ１次に、前記した半導体薄膜の表面側を接着剤
層１５を介してフェライト基板上に接着した後に、前記
した基板を剥離して、フェライト基板１上に接着剤層１
５を介して半導体薄膜が付着されている状態のものを作
り、次いで、フェライト基板１上に接着剤層１５を介し
て付着されている半導体薄膜に１例えばフォトリソグラ
フィ法によって所定のパターンを有する半導体膜３を形
成させたものを素材にして作られているものである。

第２図示の実施例では、前記した所定のパターンを有す
る半導体薄膜３における各端部に電気的に接続した状態
となるようにして、例えばフォトリソグラフィ法によっ
て所定のパターンの端子電極４〜７を付着形成させ１次
に、前記した各端子電極４〜７にワイヤボンディングに
よって接続線８〜１１を接着した後に、集磁用部材ＭＡ
を前記した磁性体支持基板上に付着形成されている所定
のパターンの半導体薄膜３上における予め定められた部
分に、それの集磁用の磁性体が位置するような態様で載
置してから、集磁用部材ＭＡの各側面と磁性体支持基板
における対応する各側面間を接着剤ＢＡ（例えばエポキ
シ樹脂）で固着すると。

前記した集磁用部材ＭＡは前記した磁性体支持基板上に
付着形成されている所定のパターンの半導体薄膜３上に
おける予め定められた部分に、集磁用部材ＭＡにおける
集磁用の磁性体が位置されている状態で磁性体支持基板
に一体的に固着される。

前記した状態において、前記した磁性体支持基板上に付
着形成されている所定のパターンの半導体薄膜３上にお
ける予め定められた部分と、前記した集磁用部材ＭＡに
おける集磁用の磁性体との間には接着剤層が存在してい
ない状態となされ、前記の両者間は略々密着状態になさ
れる。

このように、集磁用部材ＭＡにおける集磁用の磁性体と
、磁性体支持基板上に付着形成されている所定のパター
ンの半導体薄膜３における感磁部動作層の部分には集磁
された磁束が有効に通過することになり、大きなホール
電圧を発生させることのできるホール素子が構成できる
。

また、集磁用部材ＭＡと磁性体支持基板とは、集磁用部
材ＭＡと磁性体支持基板とにおける互いに対応する各側
面間だけで接着剤ＢＡにより固着されていて、半導体薄
膜３のパターン上には接着剤層が存在していないから、
ホール素子のチップを外容器中に収納する際のトランス
ファーモールド時に、接着剤層が変形しても半導体薄膜
３には機械的な応力による歪が生じることがなく、不平
衡電圧ｖＯが大になるという欠点もない。

本発明のホール素子は前記した第２図示のホール素子に
おいて、それの所定のパターンを有する半導体薄膜３上
に例えばポリイミド樹脂によって極めて薄い保護層（絶
縁性保護層）２６を構成させた構造のものとして実施さ
れてもよいのであり。

そのような構成態様は第３図中に２．（１５）の符号で
示される部分が、第２図について説明したような接着剤
層１５として構成されている場合に対応するのである。

第１図乃至第５図を参照して説明された本発明のホール
素子（ホール素子のチップ）は、第１０図乃至第１２図
を参照して従来例について説明したと同様に、前記した
各接続線８〜１１がそれぞれ個別の端子１６〜１９に電
気的に接続された後に、合成樹脂を用いたモールドによ
って外容器２０中に収納された状態の完成品となされる
のである。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように１本発
明のホール素子は主体となる磁性体基板を含んで構成さ
れている磁性体支持基板上に形成させた所定のパターン
の半導体薄膜上に集磁用の磁性体が設けられている如き
構成形態のホール素子であって、前記所定のパターンの
半導体薄膜上の予め定められた部分に位置されるべき集
磁用の磁性体を含む部材として、それの長さが磁性体支
持基板の長さに略々等しいものを用いて、前記した集磁
用の磁性体を含む部材の側面と磁性体支持基板の側面と
の間だけを接着剤によって固着させてなるホール素子で
あるから、本発明のホール素子においては集磁用部材Ｍ
Ａにおける集磁用の磁性体と、磁性体支持基板上に付着
形成されている所定のパターンの半導体薄膜３における
感磁部動作層の部分には集磁された磁束が有効に通過す
ることになり、大きなホール電圧を発生させることがで
きるのであり、また、集磁用部材ＭＡと磁性体支持基板
とは、集磁用部材ＭＡと磁性体支持基板とにおける互い
に対応する各側面間だけで接着剤ＢＡにより固着されて
いて、半導体薄膜３のパターン上には接着剤層が存在し
ていないから、ホール素子のチップを外容器中に収納す
る際のトランスファーモールド時に、接着剤層が変形し
ても半導体薄膜３には機械的な応力による歪が生じるこ
とがなく、不平衡電圧ｖＯが大になるという欠点もない
のであり、本発明によれば既述した従来の問題点は良好
に解決されるのであり、また、本発明のホール素子はそ
れの製作時において磁性体支持基板上の正しい位置に、
集磁用部材ＭＡを載置する作業が容易であって製作が容
易である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明のホール素子のそれぞれ異な
る実施例の斜視図、第４図は本発明のホ−ル素子の平面
図、第５図は第４図中のＢ−Ｂ線位置における縦断側面
図、第６図乃至第９図は従来のサンドイッチ構造のホー
ル素子の構成例を説明するための図、第１０図は完成品
の平面図、第１１図は完成品の側面図、第１２図は完成
品の一部を破砕して内部構造を明らかにした視斜図、第
１３図は集磁用部材ＭＡの構成例を示す斜視図である。 １・・・フェライト基板、２・・・フェライト基板１上
に形成させたガラスの薄膜あるいは二酸化シリコンの薄
膜による絶縁膜、３・・・所定のパターンを有する半導
体膜、４〜７・・・端子電極、８〜１１・・・ワイヤボ
ンディングによって端子電極４〜７に接続されている接
続線、１３・・・フェライトのチップ、１２．１５・・
・接着剤層、１４．２６・・・保Ｗｉ層、１６〜１９・
・・端子、２０・・・合成樹脂製の外部容器。 ＭＡ・・・集磁用部材、ＢＡ・・・接着剤、　神勧詐半
Ｈ降込−Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主体となる磁性体基板を含んで構成されている磁性体支
   持基板上に形成させた所定のパターンの半導体薄膜上に
   集磁用の磁性体が設けられている如き構成形態のホール
   素子であって、前記所定のパターンの半導体薄膜上の予
   め定められた部分に位置されるべき集磁用の磁性体を含
   む部材として、それの長さが磁性体支持基板の長さに略
   々等しいものを用いて、前記した集磁用の磁性体を含む
   部材の側面と磁性体支持基板の側面との間だけを接着剤
   によって固着させてなるホール素子