TWI705589B - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種半導體裝置及其製造方法，所述半導體裝置的特徵在於包括：半導體基板，設置有多個霍爾元件；以及磁體，設置於所述半導體基板上，具有磁會聚功能；且在所述半導體基板上的所述磁體的縱剖面外形形狀中，在其外周部的至少一部分包含具有曲線形狀的部分、以及與所述半導體基板大致平行的部分，在所述磁體內部嵌入有包含非磁性物質的構造體的至少一部分。

Description

半導體裝置及其製造方法
本發明是有關於一種用以檢測磁力的半導體裝置及其製造方法。更詳細而言，是有關於一種藉由包括多個霍爾元件以及用以使穿過所述半導體裝置附近的磁通會聚的磁體，而可高靈敏度地檢測二維方向或三維方向上的磁力的半導體裝置及其製造方法。
用以藉由霍爾效應來檢測磁力的半導體裝置早已眾所周知，進而又想出有與磁體組合起來，以提高其靈敏度或性能，或檢測來自二維方向或三維方向的磁力的半導體裝置。
例如，專利文獻1中所述的利用霍爾效應的磁場方向感測器是配置有多個霍爾元件、以及位於該些霍爾元件區域上部具有平坦的形狀的包含軟磁體材料的磁會聚板。
在所述磁場方向感測器中，是將磁會聚板的端部配置於霍爾元件區域，故而由磁會聚板會聚的磁通在霍爾元件表面附近相對於霍爾元件在垂直方向上集中，因此穿過霍爾元件的磁通密度（magnetic flux density）提高，從而其檢測靈敏度提高，此外，可分別檢測穿過多個霍爾元件的磁通的強度，藉由運算而算出磁通的方向及各個方向上的強度。由此，可在以所述感測器為基準的座標軸上對相對於磁場方向感測器的磁通的方向進行分解。對於單純的利用霍爾元件的磁感測器，可格外地提高性能。
又，專利文獻2中所述的利用霍爾效應的磁感測器是基於與專利文獻1同樣的構造及原理。在磁會聚板與搭載有所述磁會聚板的半導體基板之間所產生的因材料不同而引起的應力，特別是因熱膨脹差而引起的應力會大幅影響到感測器特性，故而具有用以縮小所述影響的構造。
為了達成所述目標，在所述磁感測器中，採用如下技術：在磁會聚板與半導體基板之間形成基底層，使所述基底層的與半導體基板連接的面積小於磁會聚板的面積，並且設為所述基底層的至少一部分覆蓋霍爾元件區域的構造。
又，在專利文獻2中所述的利用霍爾效應的磁感測器中，採用藉由限制磁會聚板的縱剖面上的形狀，來提高其性能的技術。
圖8（a）～圖8（c）是用以說明作為現有的磁感測器的專利文獻1所述的磁感測器的圖，表示有主要部分的縱剖面圖。
在圖8（a）中，表示有使所述基底層的面積小於磁會聚板的面積的磁感測器，於半導體基板101a的一表面附近嵌入形成有霍爾元件102a及霍爾元件102b，在所述霍爾元件102a及霍爾元件102b的表面上形成絕緣保護層103，在絕緣保護層103的表面上以覆蓋霍爾元件102a、霍爾元件102b的方式形成基底層104，進而在基底層104上部以大於基底層104的面積的方式形成有包含磁性材料的磁會聚板105a。
在圖8（b）及圖8（c）中，表示有在磁會聚板105b、磁會聚板105c的端面方向上賦予由直線構成的錐形（taper）的構造。
但是，在霍爾元件區域上直接連接會產生應力的基底層或磁會聚板顯然欠佳，為了改善元件性能，亦應避免在霍爾元件區域上形成基底層或磁會聚板等構造體。
又，為了在半導體基板上沿平行方向（面方向）所形成的霍爾元件區域面內有效率地垂直地會聚磁通，較佳為具有形成為如下構造的曲率，即，磁會聚板的端面朝向霍爾元件方向，進而穿過磁會聚板之中與半導體基板平行的方向部的磁通藉由磁會聚板端部而相對於半導體基板在垂直方向上有效率地偏轉，圖8（b）及圖8（c）所示的錐形構造中並不完全。
包含磁會聚板的磁感測器的製作方法如專利文獻2或專利文獻3所述，是藉由光微影法、氣相鍍敷法及電解鍍敷法，但是作為形成具有線性錐形的磁會聚板105b或磁會聚板105c的方法，是採用作為藉由光阻劑的電解鍍敷用的模具的形狀規定。
另一方面，已知有藉由將光微影法與電解鍍敷法加以組合，而形成大致1/4圓形形狀的鍍敷物的方法（例如，專利文獻3）。
根據所述方法，可以利用電解鍍敷法形成在剖面形狀中，包含具有大致1/4圓形形狀的曲面的構造體。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-71381號公報 [專利文獻2]國際公開第W02007/119569號 [專利文獻3]日本專利特開2008-55663號公報
[發明所欲解決的問題] 如上所述，在霍爾元件區域上搭載基底層或磁會聚板等構造體欠佳，能夠不在霍爾元件區域內直接設置構造體，而將磁會聚板形成於霍爾元件區域的正上方的有效手段以前尚不存在。
又，期望有一種具有用以使磁通向霍爾元件區域垂直地偏轉的更適當的構造的磁會聚板及其製造方法。
本發明是鑒於所述情況而完成的，目的在於提供一種半導體裝置及其製造方法，所述半導體裝置包含磁感測器，所述磁感測器搭載有藉由半導體製造技術而製作的具有微細構造的霍爾元件、以及具有能夠使磁通垂直地且有效率地穿過霍爾元件區域面的端面構造的磁會聚板。 [解決問題的手段]
本發明為了解決所述問題，採用以下的手段。
本發明的半導體裝置包括設置有多個霍爾元件的半導體基板、以及設置於所述半導體基板上且具有磁會聚功能的磁體，所述半導體裝置的特徵在於： 在所述半導體基板上的對所述磁體的縱剖面外形形狀進行規定的外周部中， 包含在所述外周部的至少一部分具有曲線形狀的部分、以及與所述半導體基板大致平行的部分， 在所述磁體內部嵌入有包含非磁性物質的構造體的至少一部分。
本發明的半導體裝置的製造方法中，所述半導體裝置包括設置有多個霍爾元件的半導體基板、以及設置於所述半導體基板上且具有磁會聚功能的磁體，所述半導體裝置的製造方法的特徵在於包括如下步驟： 在所述半導體基板的表面上嵌入形成所述多個霍爾元件； 在所述霍爾元件上形成包含絕緣體的保護層； 在所述保護層上形成包含非磁性物質的構造體；以及 利用磁體覆蓋所述非磁性物質。 [發明的效果]
根據本發明，可提供一種搭載有具有高靈敏度的用以檢測來自二維方向或三維方向的磁力的磁會聚板的半導體裝置。
參照圖1（a）及圖1（b）至圖5（a）及圖5（b），對本發明的實施形態進行說明。
圖1（a）是表示本發明的半導體裝置的自表面上方觀察的概況的圖，圖1（b）是表示圖1（a）所示的A-A′上的縱剖面圖的概況的圖。
半導體裝置201包括形成於包含矽的半導體基板202的表面上的兩個霍爾元件203a、霍爾元件203b、形成於所述兩個霍爾元件203a、霍爾元件203b上的絕緣性保護層204、包含金屬的基底層205、非磁性構造體206、以及應成為磁會聚板的磁體207，霍爾元件203a及霍爾元件203b、非磁性構造體206、磁體207如圖1（a）所示，處於對稱的位置關係。
其中，如圖1（b）的縱剖面圖所示，在非磁性構造體206與磁體207相接觸的面的一部分、以及對磁體207的縱剖面外形形狀進行規定的外周部的一部分上，分別包含具有曲線形狀的大致1/4圓形形狀部208、大致1/4圓形形狀部209。
又，基底層205經由保護層204而不直接在霍爾元件203a、霍爾元件203b的上表面上接觸，此外，非磁性構造體206及磁體207不與保護層204接觸，在霍爾元件203a、霍爾元件203b的上表面附近部介隔著間隙210。
又，磁體207之中的大致1/4圓形形狀部209的端部211與非磁性構造體206之中的大致1/4圓形形狀部208的端部212之間的磁體207的底面部213是與霍爾元件203a的面處於平行關係，所述底面部213處於在俯視圖中完全覆蓋霍爾元件203a的大小及位置關係。
針對相當於圖1（b）所示的縱剖面部的部分，圖2（a）～圖2（d）至圖5（a）及圖5（b）表示如上所述的用以製作半導體裝置201的步驟。
首先，利用未圖示的矽半導體製造製程準備在表面附近形成有尺寸為30 μm的兩個霍爾元件203a、霍爾元件203b的矽半導體基板202。然後，利用圖2（a）所示的形成保護層的步驟，在形成有霍爾元件203a、霍爾元件203b的面上形成包含絕緣體的保護層204。作為保護層204，可由如下的膜構成，所述膜是由氧化膜、氮化膜等絕緣性無機化合物膜或包含聚醯亞胺等有機物的膜中的單種膜或多種膜的組合所組成，但在本實施形態中為了提高可靠性，除了無機化合物絕緣膜以外，在最上層形成有聚醯亞胺膜。
圖2（b）是表示在設置於半導體基板202的表面上的保護層204的表面上形成導電性膜304的非磁性薄膜形成步驟的圖，利用濺鍍法形成有500 nm的銅膜作為導電性膜304。
圖2（c）及圖2（d）是表示藉由光微影而形成具有所需的開口部的抗蝕劑的抗蝕劑層形成步驟的圖，在所述步驟中，在形成半導體基板202的當前的表面的一部分的導電性膜304的表面上塗佈光阻劑305（圖2（c）），利用曝光及顯影形成具有抗蝕劑開口部306的防鍍層307（圖2（d））。作為光阻劑305的類型，亦可使用正型（positive type）、負型（negative type）中的任一者，此外，不僅液狀，亦可使用如乾膜（dry film）光阻劑般的薄膜狀光阻劑。在本實施形態中，利用旋轉塗佈機（spin coater）以厚度達到3 μm的方式塗佈液狀正型光阻劑。又，抗蝕劑開口部306是以所述抗蝕劑端部308a、抗蝕劑端部308b與霍爾元件203a、霍爾元件203b的抗蝕劑開口部306側的距離為5 μm的方式設置。
圖3（a）及圖3（b）是表示利用濕式鍍敷法製作包含非磁性物質的構造體的非磁性鍍敷構造體形成步驟的圖，圖3（a）及圖3（b）是表示鍍敷構造體的成長過程的圖，在本實施形態中，對使用硫酸銅鍍敷液作為鍍敷液，經析出而形成的鍍敷構造體為銅的示例進行描述。
在圖3（a）中，是表示如下狀態的圖：藉由在未圖示的銅鍍敷液中通過導電性膜304通入電流，而自抗蝕劑開口部306表面析出銅鍍敷層406，厚度達到抗蝕劑厚度即3 μm，使抗蝕劑開口部306完全嵌入在銅鍍敷層406中。
通常，鍍敷的條件是針對每個鍍敷單位面積設定固定的電流值，即，以使電流密度為固定的方式設定，由此可使析出物的組成及析出速度為固定。
因此，在圖3（a）中，其間的銅鍍敷條件是鍍敷面積為固定，故而較佳為藉由固定電流的鍍敷，所述電流值的設定是將抗蝕劑開口部306的面積乘以銅鍍敷層中的最佳電流密度所得的值。
在圖3（b）中，進而進行通電，當銅鍍敷層到達抗蝕劑端部308a、抗蝕劑端部308b時，相對於半導體基板202的表面在垂直方向及平行方向上開始各向同性的成長，但自所述開始起成長3 μm之後，即，總厚度成長6 μm之後結束銅鍍敷，藉此使包含具有大致1/4圓形形狀部分208的銅鍍敷層的非磁性構造體206的形成結束。所述非磁性構造體206的端部212位於自霍爾元件203a、霍爾元件203b的一端的正上方算起2 μm的位置。
在圖3（b）所示的區域內，表面積隨著鍍敷的行進而增加，當對自端部308a的鍍敷成長考慮到為1/4圓形形狀時，若將抗蝕劑開口部306的邊緣的長度設為L，將1/4圓形形形狀的半徑設為R，將面積的增加量設為S2 ，則由沿邊緣的長度L的1/4圓形形狀所形成的表面積、以及長方形的四個角部為1/4半球形狀的情況，形成為下式： S2 ＝2×π×R÷4×L＋4×π×R2 ÷2÷4×4 ＝π×R×L/2＋2×π×R2 。
因此，若將抗蝕劑開口部306的表面積設為S1 ，將鍍敷面積設為S，則 S＝S1 ＋S2 ＝S1 ＋π×R×L/2＋2×π×R2 。
半徑R是由成長時間t及電流密度Id （成長速度V與電流密度成正比）而確定的值。
即，當將k設為比例常數，將超過抗蝕劑端部308a、抗蝕劑端部308b之後的時間設為t2 時， V＝k×Id R＝V×t＝k×Id ×t2 ， 故而當將在時間t2 的電流設為I（t2 ）時，電流值I（t2 ）為 I（t2 ）＝Id ×S＝Id ×（S1 ＋π×R×L/2＋2×π×R2 ） ＝Id ×（S1 ＋π×（k×Id ×t2 ×L）/2＋2×π×（k×Id ×t2 ）2 ）， 按照所述式子，藉由改變鍍敷電流值，可獲得穩定的鍍敷狀態。
在本實施形態中，是將銅鍍敷層的電流密度設為15 mA/cm2 ，而此時的成長速度為0.33 μm/分鐘，且將銅鍍敷層的總厚度設為6 μm，故而鍍敷時間設為18分鐘。
圖4是表示磁體鍍敷層形成步驟的圖，是在包含銅鍍敷層的非磁性構造體206的表面上形成有磁體207的圖。所述磁體207的形狀及構造包括：大致1/4圓形形狀部209，與構成包含銅鍍敷層的非磁性構造體206的一部分的大致1/4圓形形狀部208成同心圓，構成磁體207的一部分；以及磁體鍍敷層端部211，是自非磁性構造體206的端部212的延長，所述非磁性構造體206的端部212是自抗蝕劑開口部端部308a延伸；且自端部308a通過端部212，而到達端部211的底面部213是與霍爾元件203a的表面處於平行關係，底面部213之中與磁體207相關的部分形成為覆蓋霍爾元件203a的位置關係。具體而言，磁體207中，作為鍍敷厚度，設定為達到34 μm，底面部213之中與磁體207相關的部分是相對於具有長度30 μm的霍爾元件203a的兩端面，左右各增大2 μm。
對如上所述而形成的磁體207的鍍敷方法進行說明。作為磁體鍍敷液，是使用含有金屬量分別為50 g/L、5 g/L的胺基磺酸鎳及胺基磺酸亞鐵，同時含有作為pH調整劑的硼酸、以及作為光澤劑的水溶性有機物的液體。
藉由在圖3（b）所示的銅鍍敷層即非磁性構造體206的表面上，經由導電性膜304進行通電，而自所述鍍敷液，使鎳與鐵的合金析出以使鐵的含量達到20 wt%。再者，鐵的含量可藉由鍍敷液內的鎳離子濃度與亞鐵離子的比及電鍍中的電流密度的值來控制。在本實施形態中，藉由使各離子濃度及電流密度保持固定，而實現了所析出的包含鎳及鐵的磁體鍍敷層的組成的穩定化。電流值的設定是與銅鍍敷層的成長同樣地假設所述1/4圓形形狀成長，隨著表面積變化而變化。在所述鎳-鐵合金鍍敷層中，最佳條件是將電流密度設為20 mA/cm2 ，此時，鍍敷層是以約0.4 μm/分鐘的速度成長，故而在總厚度34 μm的情況，需要85分鐘。
圖5（a）是表示抗蝕劑層去除步驟的圖，圖5（b）是表示導電性膜蝕刻步驟的圖。
在抗蝕劑層去除步驟中，利用專用剝離液去除包含正型光阻劑的抗蝕劑層307。由此，與抗蝕劑層307消失的同時，在由磁體207的端部211及包含銅鍍敷層的非磁性構造體206的內部端部608所製成的底面部213與導電性膜304之間，形成具有抗蝕劑層307的厚度即3 μm的間隙210。
在圖5（b）所示的導電性膜蝕刻步驟中，利用濕式蝕刻去除圖5（a）所示的導電性膜304之中露出於表面的部分及構成間隙210的底面的部分。作為濕式蝕刻液，是使用將氨水加入至過硫酸銨水溶液中，將pH值調整至12左右的液體。
藉由所述步驟，導電性膜304除了設置於半導體基板202的表面上的保護層204上的表面露出部以外，在自磁體207的端部211至包含銅鍍敷層的非磁性構造體206的內部端部608為止的底面部213的下方均被蝕刻去除，從而導電性膜304僅殘留成為基底層205的部分。
由此，基底層205、非磁性構造體206、磁體207與嵌入於半導體基板202表面的霍爾元件203a、霍爾元件203b上的保護層204之間形成間隙210，故而不會直接接觸。
由此，製作完成的半導體裝置201與圖1（a）及圖1（b）所示的半導體裝置201相同，底面部213形成為與霍爾元件203a、霍爾元件203b的表面平行的關係，同時形成為在俯視圖中完全覆蓋霍爾元件203a、霍爾元件203b的位置關係及大小。
如上所述而製作的半導體裝置201搭載有縱剖面形狀為外側及內側均具有大致U字型的磁體207，從而形成為具有優異的磁會聚性能的霍爾元件搭載半導體裝置。即，穿過所述半導體裝置201附近的磁通藉由包含鎳80wt%-鐵20wt%的具有優異的磁會聚性能的大致U字型磁體207而會聚，並藉由底面部213而相對於嵌入至半導體基板202的表面部的霍爾元件203a、霍爾元件203b垂直地出入。因此，來自霍爾元件203a、霍爾元件203b的霍爾元件的輸出變得非常高，半導體裝置201的對於磁場的靈敏度顯著提高。
在本實施形態中，由於將一對霍爾元件203a及霍爾元件203b配置成相對於磁體207而對稱的位置關係，因此相對於半導體裝置201為平行方向，即，相對於霍爾元件203a及霍爾元件203b為平行方向的磁通會藉由磁體206而變更，相對於霍爾元件203a、霍爾元件203b在垂直方向上出入，但在霍爾元件203a及霍爾元件203b中，由於其方向為相反方向，故而若算出來自霍爾元件203a及霍爾元件203b的輸出的差，可算出相對於半導體裝置201為平行方向的磁場成分。
又，相對於半導體裝置201為垂直方向，即，相對於霍爾元件203a及霍爾元件203b為垂直方向的磁通是直接穿過磁體207，相對於霍爾元件203a、霍爾元件203b亦仍舊在所述方向上出入，其方向為與霍爾元件203a及霍爾元件203b相同的方向，故而若算出來自霍爾元件203a及霍爾元件203b的輸出的和，可算出相對於半導體裝置201為垂直方向的磁場成分。
此外，在半導體裝置201中，基底層205存在於霍爾元件203a、霍爾元件203b的內側，霍爾元件203a、霍爾元件203b與基底層205及非磁性構造體206、磁體207在正上方經由保護層204而未接觸，故而霍爾元件203a、霍爾元件203b不會受到來自該些構件的殘存應力或因熱而產生的應力等，故而可大幅減少因壓電效應（piezo effect）等而產生的影響、雜訊等，同時亦具有防止因機械衝擊等而引起的霍爾元件203a、霍爾元件203b的破損的效果。
由於以上所述，本實施形態的搭載有縱剖面形狀具有大致U字型，所述U字型部的端部底面部與霍爾元件平行，且底面部配置於霍爾元件上部的磁體的半導體裝置可使來自所述半導體裝置的外部的磁場相對於所述半導體裝置分離成平行成分及垂直成分，且高靈敏度地加以輸出，同時可靠性、穩定性優異。
再者，在本實施形態中，是對配置有兩個霍爾元件203a、霍爾元件203b的情況進行描述，當然，在為了提高磁場的方向性及靈敏度而配置有三個以上的霍爾元件的情況下，亦可獲得同樣的效果。
又，本實施形態的半導體裝置201中，底面部213的面是形成為與霍爾元件203a、霍爾元件203b的表面平行的關係，同時形成為完全覆蓋的位置關係及大小，但相對於霍爾元件的非磁性構造體及磁體的大小、位置關係是根據其使用目的來選擇。
例如，可考慮到如圖6（a）所示磁體706a的底面部709a小於霍爾元件703a的面的情況、及如圖6（b）所示僅磁體706b的底面部709b的外周側覆蓋著霍爾元件703b的情況、以及如圖6（c）所示僅磁體706c的底面部709c的內周側覆蓋著霍爾元件703c的情況，但是毋庸置言，均可有望獲得與本實施形態同樣的效果。
此外，如圖7（a）及圖7（b）所示，當在設置於半導體基板802上的半導體裝置801中，霍爾元件803a與霍爾元件803b的距離減小，伴隨於此設置於保護層804的表面上的基底層805相對於非磁性構造體806及磁體807相對減小時，非磁性構造體806的曲面部809的整個外周形成為曲面，伴隨於此，磁體807的曲面部810亦可將對縱剖面外形形狀進行規定的整個外周部設為曲面。此時，藉由適當選擇銅鍍敷液中所含有的光澤劑等，可比較自由地改變所述曲面形狀，從而在半導體裝置801及霍爾元件803a、霍爾元件803b的小型化中，大幅發揮其效果。
此外，當對本發明的半導體裝置進行安裝而加以封裝化時，有時利用樹脂等來鑄模（mold）及密封，但顯然，此時即使在磁體凸緣部底面部與霍爾元件面之間所存在的間隙內填充樹脂等，亦非與本發明的半導體裝置的本質相關的內容，因而包含於本發明中。
103‧‧‧絕緣保護層105a、105b、105c‧‧‧磁會聚板201、701a、701b、701c、801‧‧‧半導體裝置101a、202、802‧‧‧半導體基板102a、102b、203a、203b、702a、702b、702c、803a、803b‧‧‧霍爾元件204、703a、703b、703c、804‧‧‧保護層104、205、704a、704b、704c、805‧‧‧基底層206、705a、705b、705c、806‧‧‧非磁性構造體207‧‧‧磁體208、209‧‧‧大致1/4圓形形狀部210、710a、710b、710c、811‧‧‧間隙211、212、707a、707b、707c、708a、708b、708c‧‧‧端部213、709a、709b、709c、808‧‧‧底面部304‧‧‧導電性膜305‧‧‧光阻劑306‧‧‧抗蝕劑開口部307‧‧‧抗蝕劑層308a、308b‧‧‧抗蝕劑端部406‧‧‧銅鍍敷層608‧‧‧非磁性構造體的內部端部706a、706b、706c、807‧‧‧磁體鍍敷層809、810‧‧‧曲面部
圖1（a）及圖1（b）是表示本發明的實施形態的半導體裝置的主要部分的自上方及剖面方向觀察的圖。 圖2（a）～圖2（d）是利用縱剖面圖表示本發明的實施形態的半導體裝置的製造步驟之中形成保護層的步驟、非磁性薄膜形成步驟以及抗蝕劑層形成步驟的圖。 圖3（a）及圖3（b）是利用縱剖面圖表示本發明的實施形態的半導體裝置的製造步驟之中非磁性鍍敷構造體形成步驟的圖。 圖4是利用縱剖面圖表示本發明的實施形態的半導體裝置的製造步驟之中磁性鍍敷層形成步驟的圖。 圖5（a）及圖5（b）是利用縱剖面圖表示本發明的實施形態的半導體裝置的製造步驟之中抗蝕劑層去除步驟及導電性膜蝕刻步驟的圖。 圖6（a）～圖6（c）是表示本發明的實施形態的半導體裝置的另一形態的縱剖面圖的圖。 圖7（a）及圖7（b）是表示本發明的實施形態的半導體裝置的另一形態的縱剖面圖的圖。 圖8（a）～圖8（c）是搭載有現有的磁體的半導體裝置的主要部分的縱剖面圖。
201‧‧‧半導體裝置
202‧‧‧半導體基板
203a、203b‧‧‧霍爾元件
204‧‧‧保護層
205‧‧‧基底層
206‧‧‧非磁性構造體
207‧‧‧磁體
208、209‧‧‧大致1/4圓形形狀部
210‧‧‧間隙
211、212‧‧‧端部
213‧‧‧底面部

Claims (12)

  1. 一種半導體裝置，包括：半導體基板，設置有多個霍爾元件；基底層，形成於所述半導體基板上，且以不與所述多個霍爾元件重疊的方式設置於由所述多個霍爾元件所定義的區域中；以及磁體，設置於所述基底層上，具有磁會聚功能；所述半導體裝置的特徵在於：在所述半導體基板上的對所述磁體的縱剖面外形形狀進行規定的外周部中，包含在所述外周部的至少一部分具有曲線形狀的部分、以及與所述半導體基板大致平行的部分，在所述磁體內部嵌入有包含非磁性物質的構造體的至少一部分，且所述包含非磁性物質的構造體完全位於所述基底層整體的上方，在所述半導體基板與大致平行的部分之間具有間隙，且所述間隙完全覆蓋所述霍爾元件的上表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體裝置，其中霍爾元件區域與所述磁體藉由所述間隙而分離。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中所述大致平行的部分覆蓋著霍爾元件區域的一部分或全部。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中所述具有曲線形狀的部分為大致1/4圓形形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中所述包含非磁性物質的構造體在縱剖面中，在與所述磁體接觸的面上，包含至少一部分具有曲線形狀的部分。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中在同一面縱剖面中，所述磁體及所述包含非磁性物質的構造體的兩者在至少一部分上具有大致1/4圓形形狀，所述1/4圓形形狀的關係處於位於具有大致相同的中心的同心圓上的關係。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中所述磁體包含鎳、鈷及鐵中的至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體裝置，其中所述非磁性物質包含以銅或金為主成分的金屬。
  9. 一種半導體裝置的製造方法，所述半導體裝置包括設置有多個霍爾元件的半導體基板、形成於所述半導體基板上的基底層、以及設置於所述基底層上且具有磁會聚功能的磁體；所述半導體裝置的製造方法的特徵在於包括如下步驟：在所述半導體基板的表面上嵌入形成所述多個霍爾元件；在所述霍爾元件上形成包含絕緣體的保護層；在所述保護層上形成非磁性薄膜層；在所述非磁性薄膜層上形成包含非磁性物質的構造體；利用所述磁體覆蓋所述非磁性物質；以及以不與所述多個霍爾元件重疊的方式對所述非磁性薄膜層進行蝕刻，而在由所述多個霍爾元件所定義的區域中形成所述基底層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的半導體裝置的製造方法，其中形成包含所述非磁性物質的構造體的步驟、以及利用所述磁體覆 蓋所述包含非磁性物質的構造體的步驟包括：抗蝕劑層形成步驟，藉由光微影而形成具有所需的開口部的抗蝕劑；非磁性鍍敷構造體形成步驟，自所述抗蝕劑的開口部藉由電鍍而形成所述包含非磁性物質的構造體；以及磁體鍍敷層形成步驟，在所述非磁性鍍敷構造體表面上，藉由電鍍而形成磁體鍍敷層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的半導體裝置的製造方法，其包括如下步驟：在藉由電鍍而形成所述磁體鍍敷層的所述磁體鍍敷層形成步驟中，使所述磁體鍍敷層相對於所述半導體基板在垂直方向及平行方向上各向同性地成長。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的半導體裝置的製造方法，其中在自所述抗蝕劑的開口部藉由電鍍而形成所述包含非磁性物質的構造體的所述非磁性鍍敷構造體形成步驟中，包括使所述非磁性物質自所述抗蝕劑的開口部上部的抗蝕劑端部，在抗蝕劑垂直方向及平行方向上各向同性地成長的步驟。
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