(57)【要約】【課題】感磁部の製造ばらつきの影響を受けずに、高精度な検査を行うことが可能な磁気センサを提供する。【解決手段】感磁部１０５と、感磁部１０５上における配線領域に絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸からの少なくとも一つの動径方向に複数本位置するように配置された導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5を含み、自身に電流が流れることにより感磁部１０５の表面に対して垂直な方向の磁場を感磁部１０５に与える励磁用配線１１０とを備え、励磁用配線１１０に流れる電流密度の絶対値が感磁部１０５の中心付近で零となり、感磁部１０５の外側に向かって連続的に増大していくように複数本の導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5が構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感磁部と、
前記感磁部上における配線領域に絶縁膜を介して設けられ、前記感磁部の中心軸からの少なくとも一つの動径方向に複数本位置するように配置された導電体部を含み、自身に電流が流れることにより前記感磁部の表面に対して垂直な方向の磁場を前記感磁部に与える励磁用配線とを備え、
前記励磁用配線に流れる電流密度の絶対値が前記感磁部の中心付近で零となり、前記感磁部の外側に向かって連続的に増大していくように前記複数本の導電体部が構成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記動径方向において隣接する前記導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記動径方向において前記複数本の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記配線領域は、第１の配線領域と前記第１の配線領域の内側に位置する第２の配線領域とを含み、
前記励磁用配線は、前記第１の配線領域に設けられた第１の励磁用配線と、前記第２の配線領域に設けられた第２および第３の励磁用配線とを含み、
前記複数本の導電体部は、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第１の励磁用配線を構成する第１の導電体部と、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第２の励磁用配線を構成する第２の導電体部と、前記動径方向に複数本位置するように前記第２の導電体部と交互に配置された前記第３の励磁用配線を構成する第３の導電体部とを含み、
前記動径方向において隣接する前記第１の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において隣接する前記第２の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において隣接する前記第３の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記第２の励磁用配線と前記第３の励磁用配線とが前記第１の励磁用配線に電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記動径方向において前記複数本の第１の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において前記複数本の第２の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において前記複数本の第３の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっていることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記配線領域は、第１の配線領域と前記第１の配線領域の内側に位置する第２の配線領域とを含み、
前記励磁用配線は、前記第１の配線領域に設けられた第１の励磁用配線と、前記第２の配線領域に設けられた第２の励磁用配線とを含み、
前記複数本の導電体部は、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第１の励磁用配線を構成する第１の導電体部と、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第２の励磁用配線を構成する第２の導電体部とを含み、
前記動径方向において隣接する前記第１の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において隣接する前記第２の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記第１の励磁用配線と前記第２の励磁用配線とが互いに電気的に分離されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記動径方向において前記複数本の第１の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において前記複数本の第２の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっていることを特徴とする請求項６に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記励磁用配線は、前記絶縁膜上に設けられた第１の励磁用配線と、前記第１の励磁用配線と重なるように層間絶縁膜を介して設けられた第２の励磁用配線とを備え、
前記複数本の導電体部は、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第１の励磁用配線を構成する第１の導電体部と、前記動径方向に複数本位置するように配置された前記第２の励磁用配線を構成する第２の導電体部とを含み、
前記動径方向において隣接する前記第１の導電体部の中心間の間隔が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっており、
前記動径方向において前記第２の導電体部の少なくとも１つが、隣接する前記第１の導電体部の間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記動径方向において前記複数本の第１の導電体部の幅が前記感磁部の中心軸から離れるほど小さくなっていることを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記動径方向において隣接する前記導電体部の中心間の間隔が一定であり、
前記複数本の導電体部は、互いに電気的に分離されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関し、特に、感度検査のための励磁用配線を備えた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体基板に形成された磁気センサ素子の感度検査技術として、磁気センサ素子の製造工程の中で、磁気センサ素子の感磁部近傍に励磁用配線を形成し、励磁用配線に電流を印加することにより検査用磁場を発生させる技術が提案されている。
【０００３】
半導体基板表面に対して垂直方向の磁場を検知する磁気センサ素子に用いられる励磁用配線としては、感磁部の上部に配置されたらせん状の配線や、感磁部の横に配置された直線状の配線などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１、および非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９２３９９５号明細書
【特許文献２】米国特許第８２０３３２９号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａ．  Ａｊｂｌ  ｅｔ  ａｌ．，  ＩＥＥＥ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ，  ｖｏｌ．  １３，  ２２７１  （２０１３）
【非特許文献２】Ｊ．  Ｔｒｏｎｔｅｌｊ  ｅｔ  ａｌ．，  ＩＥＥＥ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＭＴＣ’９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
励磁用配線を用いた磁気センサ素子の感度検査に関して、非特許文献２では、検査用磁場の不均一性について述べられている。多くの場合、磁気センサ素子は、均一な磁場の下で使用されるため、励磁用配線を用いた磁気センサ素子の感度検査では、不均一な検査用磁場を均一磁場に換算することが必要となる。換算にあたっては、磁気センサ素子の感磁部と検査用磁場の空間分布の重なりを考慮することが必要である。
【０００７】
ここで、例えば、磁気センサ素子としてホール素子を用いた場合には、感磁部の形状は、ホール電流の分布に依存するため、ホール素子を形成するための不純物インプラントの工程や拡散工程の影響により変化する。そのため、励磁用配線によって発生する検査用磁場の分布が同一であっても、感磁部の形状によって、不均一な検査用磁場を均一磁場に換算する係数が変化してしまう。
【０００８】
このように、従来の励磁用配線を用いた磁気センサ素子の感度検査では、感磁部の製造ばらつきの影響を受けてしまうため、高精度な検査が困難であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、感磁部の製造ばらつきの影響を受けずに、高精度な検査を行うことが可能な磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気センサは、感磁部と、前記感磁部上における配線領域に絶縁膜を介して設けられ、前記感磁部の中心軸からの少なくとも一つの動径方向に複数本位置するように配置された導電体部を含み、自身に電流が流れることにより前記感磁部の表面に対して垂直な方向の磁場を前記感磁部に与える励磁用配線とを備え、前記励磁用配線に流れる電流密度の絶対値が前記感磁部の中心付近で零となり、前記感磁部の外側に向かって連続的に増大していくように前記複数本の導電体部が構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、励磁用配線に流れる電流密度の絶対値が前記感磁部の中心付近で零となり、前記感磁部の外側に向かって連続的に増大していくように励磁用配線が構成されていることにより、感磁部の中心付近から外側へ向かう所定の範囲において、励磁用配線によって発生する検査用磁場が均一となる。したがって、感磁部の大きさを上記所定の範囲内とすることにより、検査用磁場を感磁部内で均一にすることが可能となる。その結果、感度検査を行うに当たり、不均一磁場から均一磁場への換算が不要になるため、感磁部の製造ばらつきの影響を受けない、高精度な感度検査を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の各実施形態における励磁用配線に流れる電流密度の分布と、励磁用配線を流れる電流によって発生する検査用磁場の分布とを示すグラフである。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第３の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における励磁用配線間の電気的接続を説明する回路図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第４の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第５の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第６の実施形態の磁気センサを示す上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態の磁気センサを示す上面図である。
【図１０】本発明の実施形態の第１の変形例による磁気センサを示す上面図である。
【図１１】本発明の実施形態の第２の変形例による磁気センサを示す上面図である。
【図１２】本発明の実施形態の第３の変形例による磁気センサを示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の実施形態の第４の変形例による二つの半導体チップを有する磁気センサを示す略断面図、図１３（ｂ）は、二つの半導体チップのうちの一方の平面図、図１３（ｃ）は、二つの半導体チップのうちの他方の平面図である。
【図１４】従来の磁気センサを示す上面図である。
【図１５】図１４に示す磁気センサにおけるＬ−Ｌ線上における励磁用配線を流れる電流密度の分布と、励磁用配線を流れる電流によって発生する垂直磁場の分布とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について説明する前に、従来技術による磁気センサ１４０について説明する（例えば、非特許文献２参照）。
【００１４】
図１４は、従来技術による磁気センサ１４０を示す上面図である。磁気センサ１４０は、ホール素子１４００と励磁用配線１４１０とを備えて構成されている。
【００１５】
ホール素子１４００は、感磁部１４０５と、感磁部１４０５の表面に設けられた電極１４０１、１４０２、１４０３、１４０４とを有している。
【００１６】
励磁用配線１４１０は、感磁部１４０５の上部に図示しない絶縁膜を介して設けられ、感磁部１４０５の中心軸からの動径方向（例えば、Ｌ−Ｌ線に沿った動径方向）に配置された複数本（ここでは４本）の導電体部１４１０1、１４１０2、１４１０3、１４１０4を有している。隣接する導電体部１４１０1、１４１０2、１４１０3、１４１０4の中心間の間隔は一定であり、導電体部１４１０1、１４１０2、１４１０3、１４１０4のそれぞれ幅は、全て同一である。かかる励磁用配線１４１０に電流を印加することにより、ホール素子１４００の感磁部１４０５に対して、感磁部１４０５の表面に垂直な方向に、印加する電流の大きさと向きに応じた検査用磁場が印加される。
【００１７】
図１５は、図１４に示すＬ−Ｌ線上における励磁用配線１４１０を流れる電流密度Ｊｐの分布と、励磁用配線１４１０を流れる電流によって発生する垂直方向の検査用磁場Ｂｔｐの分布とを示すグラフである。ホール素子１４００の感磁部１４０５は、例えば、−２０μｍ＜ｘ＜２０μｍに位置しており、励磁用配線１４１０を流れる電流によって発生する検査用磁場Ｂｔｐは、ホール素子１４００の感磁部１４０５上で不均一になる。
【００１８】
このような磁気センサ１４０において、感度検査を行なう方法を説明する。まず、励磁用配線１４１０に電流を印加し、検査用磁場Ｂｔｐを発生させる。検査用磁場Ｂｔｐは、上述のとおり、ホール素子１４００の感磁部１４０５上で不均一となっている。ホール素子１４００を駆動すると、不均一な検査用磁場Ｂｔｐに応じた出力信号が図示しない出力回路により処理されて、不均一な検査用磁場Ｂｔｐに応じた測定値Ｓｔｐが得られる。不均一な検査用磁場Ｂｔｐを均一磁場Ｂｔｐ'に換算することにより、測定値Ｓｔｐと均一磁場Ｂｔｐ'との相関が得られる。よって、均一磁場Ｂｔｐ'に対する測定値Ｓｔｐと均一磁場Ｂｔｐ'に対する設計値Ｓｄｐとを比較することにより、感度検査を行うことができる。
【００１９】
ここで、不均一な検査用磁場Ｂｔｐから均一磁場Ｂｔｐ'への換算を行うにあたっては、予め、同様の素子に対し、均一磁場環境と不均一な検査用磁場環境とのそれぞれで測定を行った結果を比較した表を用いるか、数値計算による換算が行われる。いずれの場合に関しても、検査用磁場Ｂｔｐから均一磁場Ｂｔｐ'への換算の精度は、ホール素子１４００の製造ばらつきによって低下してしまう。
【００２０】
これに対し、以下に詳述する本発明の実施形態によれば、不均一磁場から均一磁場への換算を不要とすることができる。
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、図２〜１３に示す本発明の各実施形態および実施形態の変形例において、励磁用配線を流れる電流密度Ｊの分布と、発生する垂直方向の検査用磁場Ｂｔの分布の一例を示すグラフである。励磁用配線を流れる電流密度Ｊは、その絶対値が磁気センサ素子の感磁部の中心付近で零となり、感磁部の外側に向かって連続的に増大していく。励磁用配線を流れる電流密度Ｊが図１に示したような分布であれば、磁気センサ素子の感磁部を、例えば、−２０μｍ＜ｘ＜２０μｍとすると、感磁部全体にわたって均一な検査用磁場Ｂｔを発生させることが可能となる。したがって、磁気センサ素子に製造ばらつきがある場合でも、高い精度で所定の検査用磁場を印加することができ、高精度な感度検査を実現することができる。
【００２３】
次に、図１に示すような励磁用配線の電流密度分布を実現するための具体的な実施形態および実施形態の変形例につき、図面を用いて説明する。なお、図２〜１３において相互に対応する構成要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態の磁気センサ１０を説明するための図であり、図２（ａ）は、磁気センサ１０の上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【００２５】
図２に示すように、第１の実施形態の磁気センサ１０は、磁気センサ素子としてのホール素子１００と励磁用配線１１０とを備えて構成されている。
【００２６】
ホール素子１００は、半導体基板１１の表面に設けられた感磁部１０５と、感磁部１０５の表面の四隅に設けられた電極１０１、１０２、１０３、１０４とを有している。ホール素子１００においては、感磁部１０５に磁場が印加された状態で、電極１０１および１０３を駆動電流供給電極として、電極１０１−１０３間にホール電流を印加すると、ローレンツ力に起因する電位差がホール電圧出力電極となる電極１０２−１０４間に発生する。この電極１０２−１０４間に発生する電位差を測定することにより、感磁部１０５に印加されている磁場に比例する出力信号を得ることができる。
【００２７】
ここで、電極１０１、１０２、１０３、１０４は、ホール素子１００に電流または電圧を印加する図示しない入力回路およびホール素子１００の出力信号を処理する図示しない出力回路に電気的に接続され、ホール素子１００は、例えば、駆動電流供給電極とホール電圧出力電極とを交互に切り替えるスピニングカレント方式で駆動される。
【００２８】
励磁用配線１１０は、感磁部１０５の上部に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、Ｌ−Ｌ線に沿った動径方向）に配置された複数本（ここでは５本）の導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5、および電流を注入するための入出力端子１１０ｉｏ１、１１０ｉｏ２を有している。
【００２９】
そして、本実施形態の主な特徴として、導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5は、隣接する導電体部の中心間の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が、図２（ａ）に示すように、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４となっている、すなわち、感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。
【００３０】
かかる構成によれば、入出力端子１１０ｉｏ１、１１０ｉｏ２を介して励磁用配線１１０に所定の電流を印加することにより、感磁部１０５の全体にわたって図１に示すような均一な検査用磁場Ｂｔを発生させることが可能となる。以下にその理由を説明する。
【００３１】
感磁部１０５の中心軸Ｃ付近には、励磁用配線１１０が配置されていないため、電流密度は実質的に零となっている。感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向に離れていくと、励磁用配線１１０を構成する導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5が順に配置されているが、中心軸Ｃに近いほど導電体部の密度が小さいため、電流密度が小さい。一方、中心軸Ｃから動径方向に離れるほど、すなわち感磁部１０５の外側に向かうほど、導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5の密度が大きくなるため、電流密度が大きくなる。したがって、導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5の中心間の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を適切に配置することにより、図１に示した電流密度分布を近似的に実現することができ、感磁部１０５の全体にわたって均一な検査用磁場を発生させることが可能となる。
【００３２】
次に、第１の実施形態の磁気センサ１０における感度検査の方法を説明する。まず、入出力端子１１０ｉｏ１、１１０ｉｏ２を介して励磁用配線１１０に電流を印加し、検査用磁場Ｂｔを発生させる。この状態でホール素子１００を駆動すると、検査用磁場Ｂｔに応じた出力信号が出力回路により処理されて、測定値Ｓｔが得られる。検査用磁場Ｂｔは感磁部１０５上で均一であるため、検査用磁場Ｂｔに対する測定値Ｓｔと、検査用磁場Ｂｔに対する設計値Ｓｄとを比較することにより、感度検査を行うことができる。
【００３３】
ここで、測定値Ｓｔと設計値Ｓｄとのずれに応じて、入力回路や出力回路の一部、例えば、ホール素子１００の駆動電流やホール素子１００の出力信号を処理する出力回路内のアンプのゲインを調整してもよい。このような調整により、感度が補正された高精度な磁気センサを得ることもできる。
【００３４】
このように、本実施形態の磁気センサ１０によれば、図１４に示す従来技術による磁気センサ１４０とは異なり、不均一な検査用磁場Ｂｔｐから均一磁場Ｂｔｐ’への換算が不要となるため、ホール素子１００の製造ばらつきによらない、高精度な感度検査が実現できる。
【００３５】
第１の実施形態の磁気センサ１０は、例えば、以下のようにして製造する。
まず、半導体基板１１としてＰ型の導電性を有する単結晶シリコン基板１１を用意し、単結晶シリコン基板１１に、不純物として、例えばリン原子をイオン注入することにより、Ｎ型の感磁部１０５を形成する。その後、リン原子を選択的にイオン注入することにより、感磁部１０５の表面に電極１０１、１０２、１０３、１０４を形成する。これによりホール素子１００が形成される。続いて、ホール素子１００を覆うように単結晶シリコン基板１１上にシリコン酸化膜の化学気相成長により絶縁膜１２を形成する。そして、一般的な半導体製造のアルミニウム配線工程と同様に、アルミニウムのスパッタ製膜とフォトリソグラフィおよびエッチングにより絶縁膜１２上に励磁用配線１１０を形成する。
【００３６】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態の磁気センサ２０を説明するための図であり、図３（ａ）は、磁気センサ２０の上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面面である。
【００３７】
図３に示すように、第２の実施形態の磁気センサ２０は、第１の実施形態の磁気センサ１０におけるホール素子と同一構成のホール素子１００と励磁用配線２１０とを備えて構成されている。
【００３８】
励磁用配線２１０は、感磁部１０５の上部に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、Ｌ−Ｌ線に沿った動径方向）に配置された複数本（ここでは５本）の導電体部２１０1、２１０2、２１０3、２１０4、２１０5、および電流を注入するための入出力端子２１０ｉｏ１、２１０ｉｏ２を有している。
【００３９】
そして、本実施形態の磁気センサ２０の主な特徴の一つとして、まず、第１の実施形態と同様、導電体部２１０1、２１０2、２１０3、２１０4、２１０5は、隣接する導電体部の中心間の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が、図３（ａ）に示すように、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４となっている、すなわち、感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。また、本実施形態のさらなる特徴として、導電体部２１０1、２１０2、２１０3、２１０4、２１０5の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５が、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ５となっている、すなわち、感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。
【００４０】
ここで、各導電体部の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５は、例えば、均一な磁場分布を実現するためのＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対して、隣接する導電体部間の距離Ｓが一定となるように決定することができる。導電体部間の距離Ｓは、例えば、製造工程で安定に生産することが可能な最小の配線間隔と、エレクトロマイグレーション耐性で決まる最小の配線幅から決定される値とすることが好ましい。
【００４１】
かかる構成によれば、入出力端子２１０ｉｏ１、２１０ｉｏ２を介して励磁用配線２１０に所定の電流を印加することにより、第１の実施形態と比べて、感磁部１０５の全体にわたってより均一な検査用磁場を発生させることが可能となる。以下にその理由を説明する。
【００４２】
例えば、図２に示す第１の実施形態において、各導電体部１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5の幅を一定とした場合、導電体部内部での電流密度は、中心軸Ｃからの距離によらず、いずれの導電体部においても等しい。また、中心軸Ｃに近づくにつれて、隣接する導電体間の距離が大きくなる。このような場合において、特に、半導体基板１１に垂直な方向における感磁部１０５と励磁用配線１１０との距離ｈが小さく、かつ、隣接する導電体部間の距離が大きく、かつ、導電体部内部での電流密度が大きいと、導電体部の近傍で局所的に大きな磁場変化が発生するため、検査用磁場の均一性が低下する。
【００４３】
これに対し、第２の実施形態では、中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって、励磁用配線２１０を構成する導電体部の密度が大きくなるため、第１の実施形態と同様に、図１に示した電流密度分布を近似的に実現することができることに加え、次のような効果が得られる。第２の実施形態では、感磁部１０５の中心軸Ｃに近づくにしたがって、励磁用配線２１０を構成する導電体部２１０1、２１０2、２１０3、２１０4、２１０5の幅が広くなっているため、導電体部内部での電流密度は、中心軸Ｃに近づくにしたがって段階的に小さくなる。同時に、隣接する導電体部間の距離Ｓは、中心軸Ｃからの距離によらず小さく保たれる。すなわち、中心軸Ｃの近傍においても、励磁用配線２１０を構成する導電体部内部の電流密度が小さく、かつ、隣接する導電体部間の距離Ｓが小さいため、導電体部の近傍における局所的な磁場変化を抑制することができ、検査用磁場の均一性をさらに向上させることができる。
【００４４】
ここで、第２の実施形態の磁気センサ２０は、第１の実施形態の磁気センサ１０と同様の方法で製造することができる。
【００４５】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態の磁気センサ３０を説明するための図であり、図４（ａ）は、磁気センサ３０の上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【００４６】
図４に示すように、第３の実施形態の磁気センサ３０は、ホール素子３００と、第１の励磁用配線３１０、第２の励磁用配線３２０、第３の励磁用配線３３０を含む励磁用配線とを備えて構成されている。
【００４７】
ホール素子３００は、半導体基板１１の表面に設けられた感磁部３０５と、感磁部３０５の表面の四隅に設けられた電極３０１、３０２、３０３、３０４とを有している。本実施形態のホール素子３００の感磁部３０５は、第１および第２の実施形態のホール素子１００の感磁部１０５よりもサイズが大きい。ホール素子３００の動作、駆動方法等は、第１および第２の実施形態のホール素子１００と同様であるため、その説明は省略する。
【００４８】
励磁用配線３１０は、感磁部３０５の上部における第１の配線領域Ａ３１に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部３０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、Ｌ−Ｌ線に沿った動径方向）に配置された複数本（ここでは３本）の導電体部３１０1、３１０2、３１０3、および電流を注入するための入出力端子３１０ｉｏ１、３１０ｉｏ２を有している。
【００４９】
励磁用配線３２０は、感磁部３０５上において第１の配線領域Ａ３１の内側に位置する第２の配線領域Ａ３２に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部３０５の中心軸Ｃからの動径方向に配置された複数本（ここでは３本）の導電体部３２０1、３２０2、３２０3、および電流を注入するための入出力端子３２０ｉｏ１、３２０ｉｏ２を有している。励磁用配線３３０は、感磁部３０５上における配線領域Ａ３２に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部３０５の中心軸Ｃからの動径方向に配置された複数本（ここでは３本）の導電体部３３０1、３３０2、３３０3、および電流を注入するための入出力端子３３０ｉｏ１、３３０ｉｏ２を有している。励磁用配線３２０の導電体部３２０1、３２０2、３２０3と励磁用配線３３０の導電体部３３０1、３３０2、３３０3とは、交互に配置されている。励磁用配線３２０の入出力端子３２０ｉｏ１と励磁用配線３３０の入出力端子３３０ｉｏ１とは、励磁用配線３１０の入出力端子３１０ｉｏ２に電気的に並列に接続されている。
【００５０】
次に、第３の実施形態の磁気センサ３０の主な特徴について説明する。図４（ａ）に示すように、励磁用配線３１０の導電体部３１０1と導電体部３１０2の中心間の間隔Ｐ１と導電体部３１０2と導電体部３１０3の中心間の間隔Ｐ２がＰ１＞Ｐ２、励磁用配線３２０の導電体部３２０1、３２０2、３２０3の中心間の間隔Ｑ２＋Ｑ３、Ｑ４＋Ｑ５がＱ２＋Ｑ３＞Ｑ４＋Ｑ５、励磁用配線３３０の導電体部３３０1、３３０2、３３０3の中心間の間隔Ｑ１＋Ｑ２、Ｑ３＋Ｑ４がＱ１＋Ｑ２＞Ｑ３＋Ｑ４となっている、すなわち、励磁用配線３１０、３２０、３３０それぞれの導電体部の中心間の間隔が感磁部３０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。また、本実施形態においても、励磁用配線３１０、３２０、３３０それぞれの導電体部の幅（符号は付していないが）は、感磁部３０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。
【００５１】
かかる構成によれば、感磁部３０５が大きい場合でも、高い近似精度で図１に示したような電流密度分布を実現することができ、高精度な感度検査が可能となる。以下にその理由を説明する。
【００５２】
感磁部の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって、導電体部の中心間の間隔を小さくしていくと、中心軸Ｃからの距離Ｄ（図４（ｂ）参照）がある値以上の領域において、導電体部の中心間の間隔が、製造工程で安定に生産できる最小配線間隔よりも小さくなる。ここで、距離Ｄは、例えば、励磁用配線３２０、３３０における導電体部の中心間距離Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、製造工程で安定に生産することができる最小配線間隔、エレクトロマイグレーション耐性を確保するための最小配線幅などの組み合わせによって決まる。感磁部の中心軸Ｃから感磁部の任意の一辺までの長さが、距離Ｄよりも十分に小さい場合には、第１および第２の実施形態で示したように、単一の励磁用配線で均一な検査用磁場を感磁部に印加することができる。しかし、感磁部の中心軸Ｃから感磁部の任意の一辺までの長さが距離Ｄよりも大きい場合には、単一の励磁用配線のみでは、均一な磁場を印加することは困難となる。
【００５３】
そこで、第３の実施形態では、図４（ｂ）に示すように、感磁部３０５の中心軸Ｃから距離Ｄまでの領域を配線領域Ａ３２、中心軸Ｃから距離Ｄよりも離れた領域を配線領域Ａ３１とし、配線領域Ａ３１に配置された導電体部を流れる電流が配線領域Ａ３２に配置された導電体部を流れる電流よりも大きくなるように構成している。そして、配線領域Ａ３１と配線領域Ａ３２の境界において、隣接する導電体部の中心間の間隔をＰ１＞Ｑ５とすることにより、図１に示した電流密度分布の実現を可能としている。すなわち、第３の実施形態の磁気センサ３０における励磁用配線３１０、３２０、３３０によれば、中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって、配線領域Ａ３１、Ａ３２それぞれの中では、導電体部の中心間の間隔は小さくなっていくが、中心軸Ｃからの距離Ｄを境に隣接する導電体部の中心間の間隔を広げることができるため、中心軸Ｃから距離Ｄ以上の広い範囲にわたって、均一な検査用磁場を発生させることができる。
【００５４】
ここで、第３の実施形態の磁気センサ３０は、第１の実施形態の磁気センサ１０と同様の方法で製造することができる。
【００５５】
図５は、第３の実施形態における励磁用配線３１０、３２０、３３０の電気的接続の各種の例を示す回路図である。図中、らせんで示した記号は、励磁用配線を表しており、らせんの内側に記載されている記号は、励磁用配線に電流を流すことにより発生する検査用磁場の向きを表している。
【００５６】
図５（ａ）は、励磁用配線３１０、３２０、３３０の電気的接続の一例を示す回路図である。入出力端子３１０ｉｏ１から印加された電流Ｉｃ１は、励磁用配線３２０を流れる電流Ｉｃ２と励磁用配線３３０を流れる電流Ｉｃ３に並列に分流される。その結果、励磁用配線３１０、３２０、３３０に流れる各電流は、Ｉｃ１＞Ｉｃ２、Ｉｃ１＞Ｉｃ３、すなわち、配線領域Ａ３１の方が配線領域Ａ３２よりも大きくなる。したがって、例えば、導電体部３３０1と導電体部３２０1の中心間の間隔Ｑ１と、導電体部３１０1と導電体部３１０2の中心間の間隔Ｐ１との関係がＱ１＝Ｐ１、導電体部３２０1と導電体部３３０2の中心間の間隔Ｑ２と導電体部３１０2と導電体部３１０3の中心間の間隔Ｐ２との関係がＱ２＝Ｐ２、すなわち、配線領域Ａ３１における導電体部の中心間の間隔が配線領域Ａ３２における導電体部の中心間の間隔と等しい場合でも、励磁用配線を流れる電流密度は、配線領域Ａ３１の方が配線領域Ａ３２よりも大きくなる。
【００５７】
なお、励磁用配線３１０、３２０、３３０における導電体部の中心間の間隔や導電体部の幅に応じて、励磁用配線３１０、３２０、３３０を流れる電流Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３の関係が設計されることが好ましい。例えば、Ｉｃ１＝Ｉｃ２＋Ｉｃ３、かつ、Ｉｃ２＝Ｉｃ３、となる時に、検査用磁場が均一となるような励磁用配線３１０、３２０、３３０の構造を有する場合、励磁用配線３２０と励磁用配線３３０の電気抵抗が等しくなるように、図５（ｂ）に示すように、入出力端子３２０ｉｏ２および３３０ｉｏ２にそれぞれ抵抗Ｒ２１、Ｒ３１を付加することが好ましい。あるいは、入出力端子３１０ｉｏ１、３２０ｉｏ２、３３０ｉｏ２の電位を図示しない外部回路で制御しても良い。
【００５８】
また、例えば、Ｉｃ１≠Ｉｃ２＋Ｉｃ３とするために、図５（ｃ）に示すように、電流Ｉｃ４が流れ、検査用磁場には関与しない抵抗Ｒ４２を、励磁用配線３２０および３３０と並列になるように励磁用配線３１０に接続しても構わない。この場合も、励磁用配線３２０、３３０のそれぞれに抵抗Ｒ２２、Ｒ３２を付加することが好ましい。
【００５９】
また、図５（ａ）〜（ｃ）では、励磁用配線３１０、３２０、３３０を流れる電流の向きが同一となる場合を例に挙げて説明したが、例えば、図５（ｄ）に示すように、励磁用配線３２０の入出力端子３２０ｉｏ１と励磁用配線３３０の入出力端子３３０ｉｏ２を励磁用配線３１０の入出力端子３１０ｉｏ２に接続し、励磁用配線３３０を流れる電流の向きと、励磁用配線３１０、３２０を流れる電流の向きとが逆向きとなるように接続しても構わない。この時、励磁用配線３２０、３３０に流れる電流が逆向きになるので、配線領域Ａ３２における電流密度が配線領域Ａ３１における電流密度よりも小さくなるという効果を得ることができる。なお、この場合も、入出力端子３２０ｉｏ２および３３０ｉｏ１にそれぞれ抵抗Ｒ２３、Ｒ３３を付加することが好ましい。
【００６０】
また、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）〜（ｄ）では、検査用磁場に関与する励磁用配線が励磁用配線３１０、３２０、３３０のみからなる構造を一例として示したが、必要に応じてさらなる励磁用配線を用いても構わない。すなわち、上記では、配線領域Ａ３１、Ａ３２の二つの配線領域からなる構造を一例として示したが、必要に応じて、図５（ｅ）、（ｆ）に示すように、さらなる配線領域Ａ３３を配線領域Ａ３２の内側に設けても構わない。この場合、隣接する配線領域の励磁用配線について、配線領域Ａ３１、Ａ３２と同様の接続を行うことができる。かかる構成によって、より広い領域にわたって均一な検査用磁場を発生させることが可能となる。
【００６１】
具体的には、例えば、図５（ｅ）に示す例では、励磁用配線３３０の入出力端子３３０ｉｏ２に並列に接続された励磁用配線３４０、３５０が配線領域Ａ３３に設けられている。このとき、入出力端子３２０ｉｏ２には抵抗Ｒ２４を付加することが好ましい。また、図５（ｆ）に示す例では、励磁用配線３２０の入出力端子３２０ｉｏ２および励磁用配線３３０の入出力端子３３０ｉｏ２がそれぞれ抵抗Ｒ２５、Ｒ２６を介して共通接続された接続点に並列に接続された励磁用配線３６０、３７０、３８０が配線領域Ａ３３に設けられている。このとき、励磁用配線３６０、３７０、３８０と並列に抵抗Ｒ４５を接続し、励磁用配線３６０、３７０、３８０の入出力端子３６０ｉｏ２、３７０ｉｏ２、３８０ｉｏ２にそれぞれ抵抗Ｒ６５、Ｒ７５、Ｒ８５を付加することが好ましい。
【００６２】
［第４の実施形態］
図６は、本発明の第４の実施形態の磁気センサ４０を説明するための図であり、図６（ａ）は、磁気センサ４０の上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【００６３】
図６に示すように、第４の実施形態の磁気センサ４０は、第３の実施形態の磁気センサ３０におけるホール素子と同一構成のホール素子３００、すなわちサイズの大きい感磁部３０５を有するホール素子３００と、第１の励磁用配線４１０および第２の励磁用配線４２０を含む励磁用配線とを備えて構成されている。
【００６４】
励磁用配線４１０は、感磁部３０５の上部における第１の配線領域Ａ４１に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部３０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、Ｌ−Ｌ線に沿った動径方向）に配置された複数本（ここでは３本）の導電体部４１０1、４１０2、４１０3、および電流を注入するための入出力端子４１０ｉｏ１、４１０ｉｏ２を有している
【００６５】
励磁用配線４２０は、感磁部３０５上において第１の配線領域Ａ４１の内側に位置する第２の配線領域Ａ４２に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部３０５の中心軸Ｃからの動径方向に配置された複数本（ここでは５本）の導電体部４２０1、４２０2、４２０3、４２０4、４２０5、および電流を注入するための入出力端子４２０ｉｏ１、４２０ｉｏ２を有している。
【００６６】
次に、第４の実施形態の磁気センサ４０の主な特徴について説明する。図６（ａ）に示すように、励磁用配線４１０の導電体部４１０1、４１０2、４１０3は、隣接する導電体部の中心間の間隔Ｐ１、Ｐ２がＰ１＞Ｐ２となっており、励磁用配線４２０の導電体部４２０1、４２０2、４２０3、４２０4、４２０5の中心間の間隔Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４がＱ１＞Ｑ２＞Ｑ３＞Ｑ４となっている。すなわち、励磁用配線４１０、４２０のそれぞれにおいて、隣接する導電体部の中心間の間隔が感磁部３０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。また、本実施形態においても、励磁用配線４１０、４２０それぞれの導電体部の幅（符号は付していないが）は、感磁部３０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。また、本実施形態のさらなる特徴として、励磁用配線４１０の入出力端子４１０ｉｏ１または４１０ｉｏ２と励磁用配線４２０の入出力端子４２０ｉｏ１または４２０ｉｏ２とが接続されていない、すなわち、励磁用配線４１０と励磁用配線４２０とは、互いに電気的に分離されている。
【００６７】
かかる構成によれば、励磁用配線４１０と励磁用配線４２０にそれぞれ独立に異なる電流を印加することができる。したがって、配線領域Ａ４１に配置された導電体部を流れる電流が配線領域Ａ４２に配置された導電体部を流れる電流よりも大きくなるように励磁用配線４１０と励磁用配線４２０にそれぞれ入出力端子４１０ｉｏ１、４１０ｉｏ２と入出力端子４２０ｉｏ１、４２０ｉｏ２を介して電流を印加することにより、第３の実施形態と同様の原理により、感磁部３０５が大きい場合でも、高い近似精度で図１に示したような電流密度分布を実現することができ、高精度な感度検査が可能となる。
【００６８】
ここで、第４の実施形態の磁気センサ４０は、第１の実施形態の磁気センサ１０と同様の方法で製造することができる。
【００６９】
本実施形態の説明では、励磁用配線が第１の励磁用配線４１０と第２の励磁用配線４２０からなる構成を示したが、必要に応じて、励磁用配線がさらに第３の励磁用配線を含んで構成されてもよい。この場合、入出力端子４１０ｉｏ１、４１０ｉｏ２、４２０ｉｏ１、４２０ｉｏ２とは独立した入出力端子を介して、第３の励磁用配線に励磁用配線４１０と励磁用配線４２０それぞれに印加する電流と異なる電流が印加されることが好ましい。また、励磁用配線４１０、４２０のそれぞれについて、第３の実施形態のように、複数の配線領域と複数の励磁用配線からなる励磁用配線を用いた構成としても構わない。
【００７０】
［第５の実施形態］
図７は、本発明の第５の実施形態の磁気センサ５０を説明するための図であり、図７（ａ）は、磁気センサ５０の上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【００７１】
図７に示すように、第５の実施形態の磁気センサ５０は、第１の実施形態の磁気センサ１０におけるホール素子と同一構成のホール素子１００と、第１の励磁用配線５１０および第２の励磁用配線５２０を含む励磁用配線とを備えて構成されている。
【００７２】
励磁用配線５１０は、感磁部１０５の上部に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、動径方向ＤＲ）に配置された複数本（ここでは３本）の導電体部５１０1、５１０2、５１０3、および電流を注入するための入出力端子５１０ｉｏ１、５１０ｉｏ２を有している。
【００７３】
励磁用配線５２０は、励磁用配線５１０の上部に、層間絶縁膜５３を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの動径方向（例えば、動径方向ＤＲ）に配置された複数本（ここでは４本）の導電体部５２０1、５２０2、５２０3、５２０4、および電流を注入するための入出力端子５２０ｉｏ１、５２０ｉｏ２を有している。
【００７４】
また、図７（ｂ）に示すように、コンタクトプラグ５４を介して入出力端子５１０ｉｏ２と５２０ｉｏ１とを接続することにより励磁用配線５１０と励磁用配線５２０とが直列に接続されている。
【００７５】
次に、第５の実施形態の磁気センサ５０の主な特徴について説明する。図７（ａ）に示すように、導電体部５２０1と導電体部５１０1の中心間の間隔をＰ１、導電体部５１０1と導電体部５２０2の中心間の間隔をＱ１、導電体部５２０2と導電体部５１０2の中心間の間隔をＰ２、導電体部５１０2と導電体部５２０3の中心間の間隔をＱ２、導電体部５２０3と導電体部５１０3の中心間の間隔をＰ３、導電体部５１０3と導電体部５２０4の中心間の間隔をＱ３とすると、図７（ｂ）に示すように、Ｐ１＋Ｑ１＞Ｐ２＋Ｑ２＞Ｐ３＋Ｑ３、Ｑ１＋Ｐ２＞Ｑ２＋Ｐ３となっている、すなわち、励磁用配線５１０、５２０は、それぞれ、導電体部の中心間の間隔が感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって小さくなっている。また、本実施形態のさらなる特徴として、励磁用配線５１０の導電体部の間に、励磁用配線５２０の導電体部が配置されている。。
【００７６】
かかる構成によれば、第１の実施形態と比べ、より高い精度で、図１に示した電流密度の分布を実現し、かつ、よりエレクトロマイグレーション耐性等に優れた、信頼性の高い励磁用配線が実現できる。その理由を以下に示す。
【００７７】
中心軸Ｃから離れるにしたがって、導電体部の中心間の間隔を小さくしていく場合、導電体部の幅も小さくしていくことが必要となる。導電体部の幅が小さい箇所が存在すると、エレクトロマイグレーションへの耐性が低下する等、信頼性が低下する要因となる。一方で、導電体部の中心間の間隔を大きくすると、励磁用配線を流れる電流密度の分布が離散的になるため、図１で示した電流密度分布に対する近似精度が低下し、検査用磁場の均一性が低下する。本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、励磁用配線５１０の導電体部の間に、励磁用配線５２０の導電体部を配置し、また、上述のとおり励磁用配線５１０と励磁用配線５２０とを直列に接続している。したがって、入出力端子５１０ｉｏ１、５２０ｉｏ２を介して励磁用配線５１０、５２０に所定の電流を印加すると、励磁用配線５１０による磁場Ｂｔ１と励磁用配線５２０による磁場Ｂｔ２が合成された検査用磁場Ｂｔ１＋Ｂｔ２が感磁部１０５に印加される。ここで、検査用磁場Ｂｔ１＋Ｂｔ２は、一層の励磁用配線を用い、その導電体部の間隔をＰ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｑ２、Ｐ３、Ｑ３とした場合の検査用磁場とほぼ同一となる。すなわち、第５の実施形態によれば、検査用磁場の均一性を保ったまま、励磁用配線の導電体部の中心間の間隔ならびに導電体部の幅を大きくすることが可能となる。
【００７８】
次に、第５の実施形態を製造する具体的な方法を説明する。第５の実施形態におけるホール素子１００および励磁用配線５１０は、第１の実施形態と同様の方法で製造することができる。励磁用配線５１０を形成した後、層間絶縁膜５３を形成する。ここで、層間絶縁膜５３は、例えば、シリコン酸化膜の化学気相成長またはスピンオングラスのスピンコートにより形成することができる。また、層間絶縁膜５３の表面は、化学機械研磨やエッチバックにより平坦化されることが好ましい。励磁用配線５２０は、層間絶縁膜５３の上に、例えば、アルミニウムのスパッタ製膜を行い、その後、フォトリソグラフィとエッチングを行うことにより形成することができる。なお、励磁用配線５１０と５２０とは、層間絶縁膜５３を貫通するビアを形成し、例えばタングステンの化学気相成長により、ビアを導電体で埋めこんだコンタクトプラグ５４を介して、電気的に直列に接続することができる。
【００７９】
なお、本実施形態の説明では、励磁用配線５１０の全ての導電体部の間に励磁用配線５２０の導電体部を配置する場合を一例として示したが、励磁用配線５１０を流れる電流密度の分布と励磁用配線５２０を流れる電流密度の分布を合わせて考えたときに、図１に示した電流密度分布が実現されていれば良く、図７で示した以外の導電体部の配置を除外するものではない。
【００８０】
また、本実施形態の説明では、励磁用配線５１０、５２０を流れる電流の向きが同一となる場合について説明したが、例えば、らせん状の励磁用配線５２０とらせん状の励磁用配線５１０について、らせん構造の向きを逆にし、励磁用配線５２０を流れる電流の向きと、励磁用配線５１０を流れる電流の向きとが逆向きとなるように接続しても構わない。ここで、励磁用配線５２０では、中心軸Ｃから動径方向ＤＲに離れるにしたがって、導電体部の中心間の間隔が大きくなるように導電体部を配置し、励磁用配線５１０では、中心軸Ｃから動径方向に離れるにしたがって、導電体部の中心間の間隔が小さくなるように導電体部を配置することが好ましい。かかる構成によって、励磁用配線５１０における電流密度Ｊｃ１は、中心軸Ｃに近づくほど小さくなり、かつ、励磁用配線５２０における電流密度Ｊｃ２は、電流密度Ｊｃ１とは逆符号を有し、中心軸Ｃに近づくほど大きなる。その結果、励磁用配線５１０における電流密度Ｊｃ１と励磁用配線５２０における電流密度Ｊｃ２とを合わせた電流密度Ｊｃ１＋Ｊｃ２は、電流密度Ｊｃ１に比べて、中心軸Ｃに近づくにつれて電流密度がより大きく減少する。すなわち、電流密度Ｊｃ１＋Ｊｃ２が図１で示した電流密度の分布を近似的に実現する場合、電流密度Ｊｃ１の分布は、図１で示した電流密度分布よりも緩やかな分布となる。その結果、励磁用配線５１０の導電体部の中心間の間隔ならびに導電体部の幅は、第１の実施形態よりも大きくすることが可能となり、図７に示した構成により得られる上述の効果と同等の効果が得られる。
【００８１】
また、本実施形態の説明では、励磁用配線５１０と励磁用配線５２０とをコンタクトプラグ５４により電気的に直列に接続された構造を一例として示したが、第４の実施形態と同様に、入出力端子５１０ｉｏ２と５２０ｉｏ１を電気的に接続せず、それぞれに独立に異なる電流を印加するようにしても構わない。
【００８２】
また、本実施形態の説明では、励磁用配線が第１の励磁用配線５１０と第２の励磁用配線５２０のみからなる構造を一例として示したが、必要に応じて、励磁用配線がさらに第３の励磁用配線を含んで構成されてもよい。
【００８３】
また、第１の励磁用配線５１０を流れる電流と第２の励磁用配線５２０を流れる電流とが異なるように、検査用磁場には関与しない第３の励磁用配線（図示せず）を第２の励磁用配線５２０と並列に第１の励磁用配線５１０に接続しても構わない。また、励磁用配線５１０、５２０のそれぞれについて、図４に示す第３の実施形態の磁気センサ３０のように、複数の配線領域と複数の励磁用配線からなる励磁用配線を用いた構成としても構わない。
【００８４】
［第６の実施形態］
図８は、本発明の第６の実施形態の磁気センサ６０を説明するための図であり、図８（ａ）は、磁気センサ６０の上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【００８５】
図８に示すように、第６の実施形態の磁気センサ６０は、第１の実施形態の磁気センサ１０におけるホール素子と同一構成のホール素子１００と、励磁用配線６１０とを備えて構成されている。
【００８６】
励磁用配線６１０は、感磁部１０５の上部に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの少なくとも一つの動径方向（例えば、動径方向ＤＲ）に配置された複数本（ここでは６本）の導電体部６１０1、６１０2、６１０3、６１０4、６１０5、６１０6を含んでいる。
【００８７】
次に、第６の実施形態の磁気センサ６０の主な特徴について説明する。図８（ａ）に示すように、磁気センサ６０では、隣接する導電体部の中心間の間隔Ｐが等しくなっている。さらに、磁気センサ６０では、図８（ａ）に示すように、複数の導電体部６１０i（ｉ＝１、２、３、４、５、６）がそれぞれ電流を注入するための入出力端子６１０iｉｏ１および６１０iｉｏ２を有し、全て独立している。すなわち、複数の導電体部６１０i（ｉ＝１、２、３、４、５、６）は、互いに電気的に分離されている。
【００８８】
かかる構成によれば、各導電体部の中心座標をｘｉ、各導電体部を流れる電流をＩｃｉ（ｉ＝１、２、３、４、５、６）としたとき、電流Ｉｃｉと中心座標ｘｉとの関係が図１に示した電流密度分布と一致するように各入出力端子６１０iｉｏ１、６１０iｉｏ２を介して励磁用配線６１０に電流Ｉｃｉを印加することにより、感磁部１０５に均一な検査用磁場を印加することができる。
【００８９】
ここで、第６の実施形態の磁気センサ６０は、第１の実施形態の磁気センサ１０と同様の方法で製造することができる。
【００９０】
［第７の実施形態］
図９は、本発明の第７の実施形態の磁気センサ７０を説明するための上面図である。断面図については、図３に示す第２の実施形態の磁気センサ２０と略同等であるため、図示は省略する。
【００９１】
図９に示すように、第７の実施形態の磁気センサ７０は、第１の実施形態の磁気センサ１０におけるホール素子と同一構成のホール素子１００と、励磁用配線７１０とを備えて構成されている。
【００９２】
励磁用配線７１０は、感磁部１０５の上部に、半導体基板１１上に形成された絶縁膜１２を介して設けられ、感磁部１０５の中心軸Ｃからの少なくとも一つの動径方向ＤＲ１に配置された複数本（ここでは５本）の直線状の導電体部７１０1、７１０2、７１０3、７１０4、７１０5と、感磁部１０５の中心軸Ｃからの少なくとも一つの動径方向ＤＲ２に配置された複数本（ここでは５本）の直線状の導電体部７１０6、７１０7、７１０8、７１０9、７１０10とを含んでいる。
【００９３】
次に、第７の実施形態の磁気センサ７０の主な特徴について説明する。図９に示すように、磁気センサ７０では、隣接する導電体部７１０1、７１０2、７１０3、７１０4、７１０5の中心間の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４がＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４となっており、隣接する導電体部７１０6、７１０7、７１０8、７１０9、７１０10の中心間の間隔（符号は図示せず）も同様となっている。すなわち、感磁部１０５の中心軸Ｃから動径方向ＤＲ１、ＤＲ２それぞれの方向に離れるにしたがって、隣接する導電体部の中心間の間隔が小さくなっている。
【００９４】
さらに、磁気センサ７０では、図９に示すように、複数の導電体部７１０i（ｉ＝１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０）がそれぞれ電流を注入するための入出力端子７１０iｉｏ１および７１０iｉｏ２を有し、全て独立している。すなわち、複数の導電体部６１０i（ｉ＝１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０）は、互いに電気的に分離されている。ただし、本実施形態では、第６の実施形態とは異なり、各導電体部７１０iに異なる電流を印加するわけではない。本実施形態では、例えば、入出力端子７１０5ｉｏ１から電流を入力し、入出力端子７１０5ｉｏ２から出力された電流を入出力端子７１０10ｉｏ２に入力し、入出力端子７１０10ｉｏ１から出力された電流を入出力端子７１０4ｉｏ１に入力し・・・というように、外側の導電体部から内側の導電体部へ順に電流が流れ、導電体部７１０1、７１０2、７１０3、７１０4、７１０5に流れる電流の方向と導電体部７１０6、７１０7、７１０8、７１０9、７１０10に流れる電流の方向とが逆方向になるように励磁用配線７１０に電流を印加する。
【００９５】
かかる構成によっても、上述の各実施形態と同様、図１に示した電流密度分布を近似的に実現することができ、感磁部１０５の全体にわたって均一な検査用磁場を発生させることが可能となる。
【００９６】
なお、本実施形態においては、励磁用配線を一層の励磁用配線７１０で構成した例を示したが、励磁用配線７１０上に層間絶縁膜を介して、励磁用配線７１０と同様の構成の励磁用配線を励磁用配線７１０と垂直方向となるようにさらに設けてもよい。
【００９７】
以上のように、本発明の磁気センサによれば、励磁用配線に電流を印加して発生する検査用磁場を用いた磁気センサ素子の感度検査に関して、検査用磁場を磁気センサ素子の感磁部で均一にすることができ、高精度な感度検査を実現することが可能となる。
【００９８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００９９】
例えば、上記実施形態では、励磁用配線の外形が四角型であり、かつ、励磁用配線の外形の各辺が感磁部の各辺と並行である場合を例として説明したが、これに限られるものではない。例えば、図１０に示す第１の変形例による磁気センサＭ１０のように、励磁用配線１０１０の外形を八角型としても良く、あるいは、図示は省略するが、円形や不等辺多角形等としても良い。、さらに、図１１に示す第２の変形例による磁気センサＭ２０のように、励磁用配線２０１０の外形の各辺は感磁部１０５の各辺に対して並行でなくても良い。
【０１００】
また、励磁用配線は、必ずしも半導体基板上の絶縁膜上に形成する構成としなくてもよい。例えば、図１２に示す第３の変形例による磁気センサＭ３０のように、プリント基板３００１上の配線を用いて励磁用配線３０１０を構成し、ホール素子１００を内包したプラスチックパッケージ３００２を当該プリント基板３００１に実装するようにしても良い。または、図１３（ａ）に示す第４の変形例による磁気センサＭ４０のように、単一のプラスチックパッケージ４００３内に、二つの半導体チップ４００１および４００２を対向させて配置した構成とすることも可能である。すなわち、図１３（ｂ）に示すように、半導体チップ４００１の表面にホール素子１００を形成し、図１３（ｃ）に示すように、半導体チップ４００２の表面に励磁用配線４０１０を形成し、ホール素子１００と励磁用配線４０１０とが対向するようパッケージングするようにしてもよい。あるいは、図示しないが、ウェハプローバ内に設置された配線を用いて励磁用配線を構成するようにしても良い。
【０１０１】
また、励磁用配線における導電体部の本数および中心間の間隔は、感磁部の大きさや形状に応じて設計されるものであり、各実施形態および前述の各変形例で示した本数や間隔に限定されるものではない。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、磁気センサ素子としてホール素子を用いた例を説明したが、磁気センサの種類はホール素子に限定されるものではなく、磁気抵抗素子、磁気インピーダンス素子などに置き換えることも可能である。特に、磁場検出感度を上げるために、配線長を長くした磁気抵抗素子や磁気インピーダンス素子では、感磁部全体に均一に磁場を印加するにあたって、本発明による励磁用配線を用いることが好ましい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、半導体製造工程のアルミニウム配線工程を用いて、励磁用配線を形成する例を説明したが、アルミニウム以外の導電膜を用いて励磁用配線を構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｊ  電流密度
Ｂｔ  検査用磁場
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、Ｍ１０、Ｍ２０、Ｍ３０、Ｍ４０、１４０  磁気センサ
１１  半導体基板
１２  絶縁膜
５３  層間絶縁膜
５４  コンタクトプラグ
１００、３００、１４００  ホール素子
１０１、１０２、１０３、１０４、３０１、３０２、３０３、３０４、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４  電極
１０５、３０５、１４０５  感磁部
１１０、２１０、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、４１０、４２０、６１０、７１０、１０１０、１４１０、２０１０、３０１０、４０１０  励磁用配線
１１０1、１１０2、１１０3、１１０4、１１０5、２１０1、２１０2、２１０3、２１０4、２１０5、３１０1、３１０2、３１０3、３２０1、３２０2、３２０3、３３０1、３３０2、３３０3、４１０1、４１０2、４１０3、４２０1、４２０2、４２０3、４２０4、４２０5、５１０1、５１０2、５１０3、５２０1、５２０2、５２０3、５２０4、６１０1、６１０2、６１０3、６１０4、６１０5、６１０6、７１０1、７１０2、７１０3、７１０4、７１０5、７１０6、７１０7、７１０8、７１０9、７１０10、１４１０1、１４１０2、１４１０3、１４１０4  導電体部
１１０ｉｏ１、１１０ｉｏ２、２１０ｉｏ１、２１０ｉｏ２、３１０ｉｏ１、３１０ｉｏ２、３２０ｉｏ１、３２０ｉｏ２、３３０ｉｏ１、３３０ｉｏ２、３６０ｉｏ２、３７０ｉｏ２、３８０ｉｏ２、４１０ｉｏ１、４１０ｉｏ２、４２０ｉｏ１、４２０ｉｏ２、５１０ｉｏ１、５１０ｉｏ２、５２０ｉｏ１、５２０ｉｏ２、６１０1ｉｏ１、６１０1ｉｏ２、６１０2ｉｏ１、６１０2ｉｏ２、６１０3ｉｏ１、６１０3ｉｏ２、６１０4ｉｏ１、６１０4ｉｏ２、６１０5ｉｏ１、６１０5ｉｏ２、６１０6ｉｏ１、６１０6ｉｏ２、７１０1ｉｏ１、７１０1ｉｏ２、７１０2ｉｏ１、７１０2ｉｏ２、７１０3ｉｏ１、７１０3ｉｏ２、７１０4ｉｏ１、７１０4ｉｏ２、７１０5ｉｏ１、７１０5ｉｏ２、７１０6ｉｏ１、７１０6ｉｏ１２、７１０7ｉｏ１、７１０7ｉｏ２、７１０8ｉｏ１、７１０8ｉｏ２、７１０9ｉｏ１、７１０9ｉｏ２、７１０10ｉｏ１、７１０10ｉｏ２、  入出力端子
Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ４１、Ａ４２  配線領域
Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３、Ｉｃ４  電流
３００１  プリント基板
３００２、４００３  プラスチックパッケージ
４００１、４００２  半導体チップ
【図１】
2020085668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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