TWI675211B - 半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種半導體裝置，其中，具有檢出磁性的方向之磁性感測器的半導體裝置，其特徵為經由為磁性體之磁性收斂板的應力為小者。具備加以設置於半導體基板表面之電洞元件和至少部分性地被覆各前述電洞元件，具有磁性放大機能之磁性體所成之磁性收斂板的磁性感測器，對於前述磁性體係放入有縫隙或槽，抑制產生於電洞元件之應力。

Description

半導體裝置
本發明係有關半導體裝置，特別是有關具有檢出磁性的方向之檢測器的半導體裝置。
自以往，組合電洞元件與具有磁性的放大機能之磁性體(磁性收斂板)之磁性感測器的技術係被周知。例如，在專利文獻1所揭示之技術係有關作為呈可檢出垂直磁場與水平磁場之磁場方向檢出感測器者。此感測器係具備具有形成於半導體晶片表面之平坦形狀之磁性收斂板，和複數之電洞元件，而此等電洞元件則加以配置於磁性收斂板之端部範圍所成者。經由如此之構成，具有可放大電洞元件的範圍之磁性的效果。
圖5係為了說明以往之磁性感測器的概略圖(參照專利文獻2)，而磁性感測器係具有：半導體基板1，電洞元件(2a，2b)、保護層3、基底金屬層4，磁性收斂板5。此以往的磁性感測器係關於具備具有磁性的放大機能之磁性收斂板，而經由電洞元件而檢出自其磁性收斂板之 端部而洩漏之磁通量的磁性感測器的製造方法者，於半導體基板1上，藉由保護層3而設置基底金屬層4，更且於其上方，設置具有磁性的放大機能之厚度15μm之磁性收斂板5者。經由如此之製造方法，具有電洞元件及經由軟磁性材料之磁性收斂板的磁性感測器，則可小型且容易地製造，可將磁性收斂板接近於電洞元件，而具有可實現磁性感測器的高感度化之效果。
圖6係為了說明以往之磁性感測器的磁性收斂板之製造方法的工程圖，顯示將磁性體膠帶貼上於半導體基板11之處理。首先，準備IC加工完成晶圓。接著，於晶圓上，使用環氧接著劑而接著磁性體膠帶(非晶質金屬膠帶)。接著，經由光微影法而形成磁通收斂圖案14。接著，進行非晶質金屬蝕刻。由如此作為，於半導體基板11上形成磁性收斂板。此情況之磁性收斂板的膜厚係為20μm以上。
如此，在圖5所示之磁性感測器中，磁性收斂板的膜厚係為15μm以上，另外，在圖6所示之磁性感測器中，加以設置於半導體基板11上之磁性收斂板之厚度係經由磁性體膠帶而以20μm以上之厚度加以構成。對於使用如此之磁性體膠帶之情況，因於半導體基板11上使用環氧接著劑12而接著之故，有著對於下方的電洞元件產生有大的應力之問題。
因此，圖7係在為了解決如此之問題(參照專利文獻3)，而具備加以設置有複數之電洞元件之半導體基板， 和加以設置於半導體基板的表面，至少部分性地被覆各電洞元件之具有磁性放大機能之單一的磁性體(磁性收斂板)，而電洞元件則位置於磁性收斂板之端部附近的磁性感測器中，磁性收斂板則以電解鍍敷加以形成，其磁性收斂板之膜厚為6.1~14μm，作為對於電洞元件呈未產生有大的應力，加以抑制經由壓電效果之偏移電壓的產生而具有效果。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4936299號公報
[專利文獻2]日本特開2003-142752號公報
[專利文獻3]日本專利第5064706號公報
但在經由專利文獻3所揭示之技術(參照圖7)中，具有磁性體(磁性收斂板)之膜厚則變薄而磁性放大機能降低之問題。另外，磁性收斂板的膜厚即使為薄，磁性體則自一部分全部被覆電洞元件之故而產生有應力，而亦具有無法充分抑制經由壓電效果之偏移電壓等之產生的問題。另外，對於磁性體的下方係亦加以配置電洞元件以外的元件之故，同樣地經由應力之特性變動亦成為問題。本發明係有鑑於如此的問題所作為之構成，而作為其課題時 係提供：組合電洞元件與具有磁性放大機能之磁性體的磁性收斂板，而無關於此磁性收斂板之厚度，而極力作為呈對於電洞元件未產生應力之磁性感測器者。
本發明係為了解決上述課題，作為在組合電洞元件與具有磁性的放大機能之磁性體(磁性收斂板)之磁性感測器中，具備加以設置於半導體基板上之電洞元件，和具有加以設置於該半導體基板表面，至少部分性地被覆各前述電洞元件之磁性放大機能之磁性體的磁性感測器中，於前述磁性體出現有縫隙或槽，而無關於前述磁性體之膜厚，而極力作為呈對於前述電洞元件未產生應力者為特徵之半導體裝置。
另外，前述磁性體係經由電解鍍敷而加以形成者為特徵。
另外，前述磁性體係亦可加工磁性體箔而加以形成。
另外，前述磁性體的縫隙及槽的寬度為1~50μm者為特徵。
在本發明中，於磁性體(磁性收斂板)放入有縫隙或槽之故，以廉價且簡單地提供：不僅電洞元件，而對於加以配置於磁性體下方之電晶體，阻抗，電容等之元件所有，可呈極力未產生有應力，而可做應力調整之半導體裝 置者。
1、11、31‧‧‧半導體基板
2a、2b、22a、22b、32‧‧‧電洞元件
3‧‧‧保護層
4‧‧‧基底金屬層
5、21、23、33‧‧‧磁性收斂板
6、7‧‧‧縫隙
12‧‧‧環氧接著劑
14‧‧‧磁通收斂圖案
圖1係本發明之半導體裝置的一實施例的平面圖。
圖2係顯示本發明之半導體裝置之一實施例的模式剖面圖。
圖3係本發明之半導體裝置的一實施例的平面圖。
圖4係本發明之半導體裝置的一實施例的平面圖。
圖5係為了說明以往之磁性感測器的模式剖面圖。
圖6係為了說明以往之磁性感測器的磁性收斂板之製造方法的工程圖。
圖7係為了說明以往之磁性感測器的模式剖面圖。
以下，對於本發明之實施形態，參照圖面加以說明。
圖1(a)、(b)、(c)係顯示本發明之半導體裝置的磁性感測器之一實施例的平面圖。於半導體基板31之表面，隔離加以配置有電洞元件32a、32b，因此，磁性收斂板33則藉由加以設置於電洞元件32a、32b上之保護膜而加以設置。磁性收斂板33係外周之其緣則呈出現於電洞元件32a、32b上地加以配置。對於磁性收斂板33係加以設置有縫隙6。在此，縫隙6係指作為自磁性收斂板33之外周(緣)至內部加以設置的溝者。溝係自磁性收斂板33之上面貫通至下面為止。
磁性收斂板33係可經由電解電鍍而形成者。另外，磁性收斂板33係亦可加工磁性體箔而形成者。
本發明之磁性感測器係具有電洞元件32a、32b與具有磁性放大機能之磁性體(磁性收斂板)33。磁性收斂板33係由軟磁性材料所成，為更高之透磁率，且保磁力低的膜為佳。因此，作為磁性收斂板33之材料，高導磁合金，高導磁率低磁滯鎳基合金，金屬玻璃或超導磁合金(Supermalloy)為佳。另外，磁性收斂板33之形狀係亦可為圓形或多角形。磁性收斂板33係呈至少部分性地被覆複數之電洞元件32a、32b之占有範圍地加以配置。磁性收斂板33的緣則橫斷複數之電洞元件32a、32b之範圍。電洞元件32a、32b係磁性收斂板如為圓形，其直徑程度，磁性收斂板則如為多角形，其對向的邊之間的長度程度隔離而加以配置。
在上述之專利文獻3中，磁性收斂板之膜厚的上限值係成為14μm，膜厚為薄時，如上述，磁性放大機能則降低。因此，在本發明中，經由放入縫隙於磁性收斂板33之時而緩和應力。如圖1(a)所示，對於施加於圓形的磁性收斂板33之中心部分的磁性方向而言，加以設置縫隙6於垂直方向，而磁性收斂板33係加以分割為2個部分。其縫隙的寬度A係以1μm~50μm之間加以設置。縫隙寬度為過大時，成為對於位於磁性收斂板端部下之電洞元件32a與電洞元件32b之感度產生差之原因之故，必須作為50μm以下。但未必做為此構造，而配合電洞元件 的特性而將縫隙6，如圖1(b)所示地放入2條，將磁性收斂板33分割為3個部分亦可。另外，將縫隙6放入3條以上亦可。另外，如圖1(c)，中心部分係殘留，於上下放入縫隙6亦可。但在所有的情況中，縫隙的寬度係必須作為1μm~50μm。
在圖7(b)所示之以往例中，加上於配置在磁性收斂板23之端部下方的電洞元件22a，22b之應力係因未有縫隙之故而磁性收斂板23的膜厚為厚時而變大，偏移則在壓電效果而增大。但如以圖2(a)所示地，經由放入縫隙而加上於電洞元件32a、32b之應力係降低。經由此，偏移之變化則變小，而加以抑制檢出精確度之下降。如圖2(b)所示，如放入2條縫隙，更可降低加上於電洞元件32a、32b之應力，更加以抑制檢出精確度之降低。
圖3(a)、(b)、(c)係顯示具有四角形或者長方形形狀之磁性收斂板33的本發明之半導體裝置之一實施例的平面圖。如圖3(a)所示，放入1條縫隙，或如圖3(b)所示，放入2條縫隙6均可。任何情況均加以放入有縫隙6於與所施加之磁場方向垂直方向。縫隙6係放入3條以上亦可。另外，如圖3(c)所示，中心部分係殘留，於上下放入縫隙6亦可。
圖4(a)至(d)係具有圓形之磁性收斂板33的本發明的半導體裝置之一實施例的平面圖。在本實施例中，如圖4(a)所示地，可經由放入槽7於圓形的磁性收斂 板33之中心部分之時而可緩和應力。槽7係所謂開口部，加上於磁性收斂板33之外周情況係作為無。因此，磁性收斂板33係未有經由槽7，而分割為2個以上之部分者。槽的寬度A係必須設定為1μm~50μm。槽的放入方式係未必放入於與所施加之磁場的方向垂直方向，而如圖4(c)所示地放入於並行方向即可。另外，槽7係並非1條而因應應力，如圖4(b)或者(d)地加以作為複數亦可。另外，磁性收斂板的形狀係未必為圓形，而亦可為四角形或長方形等之多角形。
如此，經由未將磁性收斂板的膜厚薄化為14μm以下同時，而縫隙或槽之削薄同時放入一方之時，可作為應力緩和，而成為可抑制經由應力之偏移電壓的產生者。

Claims (4)

  1. 一種半導體裝置，係具備：具有設置於半導體基板表面之複數之電洞元件，和設置於前述半導體基板上，被覆各前述複數之電洞元件之至少一部分的磁性收斂板之磁性感測器；前述磁性收斂板係具有自外周至內側為止而加以設置之複數的縫隙，前述複數之縫隙未到達前述磁性收斂板之中心，前述磁性收斂板係係未分離成2個以上的部分者。
  2. 一種半導體裝置，係具備：具有設置於半導體基板表面之複數之電洞元件，和設置於前述半導體基板上，被覆各前述複數之電洞元件之至少一部分的磁性收斂板之磁性感測器；前述磁性收斂板係於內側具有為開口部的槽，而前述磁性收斂板係並未藉由前述槽分離為2個以上的部分者。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置，其中，前述縫隙的寬度係為1~50um者。
  4. 如申請專利範圍第2項記載之半導體裝置，其中，前述槽的寬度係為1~50um者。
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