(57)【要約】【課題】角に丸みを有する感磁部を備えるホール素子を提供する。【解決手段】基板と、基板上に形成され、矩形の平面形状を有する感磁部とを備え、感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有するホール素子を提供する。また、基板と、基板上に形成され、十字形の平面形状を有する感磁部とを備え、感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有し、十字形の中心部から端部に向かう方向において膨らみを有さないホール素子を提供する。【選択図】図１Ａ
2018088513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、矩形の平面形状を有する感磁部と
を備え、
前記感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有する
ホール素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成され、十字形の平面形状を有する感磁部と
を備え、
前記感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有し、前記十字形の中心部から端部に向かう方向において膨らみを有さない
ホール素子。
【請求項３】
前記感磁部上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された電極部と、
前記絶縁膜を貫通し、前記電極部と前記感磁部とを電気的に接続するコンタクトと
を更に備え、
前記コンタクトの平面形状は、前記感磁部の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有する
請求項１又は２に記載のホール素子。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に形成され、矩形の平面形状を有する感磁部と
を備え、
前記感磁部上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された電極部と、
前記絶縁膜を貫通し、前記電極部と前記感磁部とを電気的に接続するコンタクトと
を更に備え、
前記コンタクトの平面形状は、前記感磁部の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有する
ホール素子。
【請求項５】
前記コンタクトの平面形状は、前記感磁部の外周側に対応する外側領域において、前記感磁部の形状と相似する
請求項３又は４に記載のホール素子。
【請求項６】
前記コンタクトと前記感磁部の外周との最短距離は、０．５μｍ以上、２０μｍ以下である
請求項３から５のいずれか一項に記載のホール素子。
【請求項７】
前記コンタクトは、
前記感磁部に電流を入力するための複数の入力用コンタクトと、
入力された前記電流に応じたホール起電力を出力するための複数の出力用コンタクトと
を有し、
前記複数の出力用コンタクトと前記感磁部の外周側との距離は、前記複数の入力用コンタクトと前記感磁部の外周側との距離よりも近い
請求項３から６のいずれか一項に記載のホール素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感磁部を有するホール素子において、感磁部の平面形状を矩形状や十字形状とすることが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１  特開昭６０−１７５４７１号公報
特許文献２  特表２００４−５１９８７０号公報
特許文献３  特開昭６２−１２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のホール素子では、感磁部の外側の端部において電流が集中し、ホール出力電圧に変動が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、基板と、基板上に形成され、矩形の平面形状を有する感磁部とを備え、感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有するホール素子を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、基板と、基板上に形成され、十字形の平面形状を有する感磁部とを備え、感磁部の平面形状は、少なくとも１つの角に丸みを有し、十字形状の中心部から端部に向かう方向において膨らみを有さないホール素子を提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、基板と、基板上に形成され、矩形の平面形状を有する感磁部とを備え、感磁部上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成された電極部と、絶縁膜を貫通し、電極部と感磁部とを電気的に接続するコンタクトとを更に備え、コンタクトの平面形状は、感磁部の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有するホール素子を提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施例１に係るホール素子１００の平面図の一例を示す。
【図１Ｂ】ホール素子１００のＡ−Ａ'断面の一例を示す。
【図１Ｃ】ホール素子１００のＢ−Ｂ'断面の一例を示す。
【図１Ｄ】実施例１に係るホール素子１００の中央領域２３の一例である。
【図１Ｅ】電極部３１〜電極部３４の構成の一例を示す平面図である。
【図２Ａ】ホールセンサ２００の平面図の一例を示す。
【図２Ｂ】ホールセンサ２００の断面図の一例である。
【図３】比較例１に係るホール素子５００の構成を示す。
【図４】実施例２に係るホール素子１００の構成の一例を示す。
【図５】実施例３に係るホール素子１００の構成の一例を示す。
【図６Ａ】比較例２に係る感磁部５２０の平面形状を説明するための模式図である。
【図６Ｂ】比較例２に係る感磁部５２０の平面形状を説明するための模式図である。
【図７Ａ】感磁部２０およびコンタクト５０の拡大図の一例を示す。
【図７Ｂ】感磁部２０およびコンタクト５０の拡大図の一例を示す。
【図８Ａ】コンタクト５０の平面形状の一例を示す。
【図８Ｂ】コンタクト５０の平面形状の一例を示す。
【図８Ｃ】コンタクト５０の平面形状の一例を示す。
【図８Ｄ】コンタクト５０の平面形状の一例を示す。
【図９Ａ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図９Ｂ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図９Ｃ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図９Ｄ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図９Ｅ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図９Ｆ】ホール素子１００の製造方法の一例を示す。
【図１０Ａ】ホールセンサ２００の平面図の一例を示す。
【図１０Ｂ】ホールセンサ２００の断面図の一例である。
【図１１】ボール部６０を有するホール素子１００の拡大図の一例を示す。
【図１２】ダミーボール６５を有するホール素子１００の拡大図の一例を示す。
【図１３】ホール素子１００の断面形状の一例を示す。
【図１４】ホール素子１００の断面形状の一例を示す。
【図１５】ホール素子１００の断面形状の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
［実施例１］
図１Ａは、実施例１に係るホール素子１００の平面図の一例を示す。図１Ｂは、ホール素子１００のＡ−Ａ'断面の一例を示す。図１Ｃは、ホール素子１００のＢ−Ｂ'断面の一例を示す。本例のホール素子１００は、基板１０、感磁部２０、電極部３１〜電極部３４、絶縁膜４０およびコンタクト５０を備える。本例の感磁部２０は、導電層２１および表面層２２を備える。電極部３１〜電極部３４およびコンタクト５０は、導電部を構成する。
【００１１】
基板１０は、Ｓｉや化合物半導体等の半導体基板である。本例の基板１０は、ＧａＡｓ基板である。一例において、ＧａＡｓ基板の抵抗率は１．０×１０５Ω・ｃｍ以上である。ＧａＡｓ基板１０の抵抗率の上限は１．０×１０９Ω・ｃｍ以下であってよい。基板１０は、矩形の平面形状を有する。本明細書において、平面形状とは平面視での形状を指す。なお、平面視とは、上面視のことをいう。
【００１２】
感磁部２０は、基板１０上に形成される。また、感磁部２０は、基板１０内部に形成されてもよい。一例において、感磁部２０の平面形状は、矩形、十字形等である。本例の感磁部２０は、矩形の平面形状を有する。感磁部２０は、基板１０よりも低抵抗の層である。一例において、感磁部２０は、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂおよびＩｎＡｓ等の化合物半導体で形成される。本例の感磁部２０は、ＧａＡｓで形成される。また、感磁部２０は、基板１０にＳｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＧｅおよびＣ等の不純物を注入し、加熱することにより活性化されてもよい。
【００１３】
なお、本実施形態のホール素子１００においては、四つのコンタクト５０に囲まれた領域の全てが感磁部２０に含まれていることが好ましい。四つのコンタクト５０に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれる形状とすることにより、電流集中を生じにくい形状とすることができる。また、基板１０に対する感磁部２０の面積を最大限大きくすることができる。これにより１／ｆノイズを抑制することができ、また、ホール素子１００の出力特性の変動を抑制することができる点で好ましい。四つのコンタクト５０に囲まれた領域の全てが感磁部２０に含まれていれば、感磁部２０は四つのコンタクト５０に囲まれた領域の外側に広がっていてもよい。例えば、感磁部２０の縁部は直線でなくともよく、また、感磁部２０の縁部に切欠き等が形成されていてもよい。また、四つのコンタクト５０に囲まれた領域は、下記のように決めることができる。まず、感磁部２０の上面視における重心を、感磁部２０の中心とする。次に、当該感磁部２０の中心と各コンタクト５０との間の距離が最小となる点を各コンタクト５０に描く。そして、これらの点間を結んで形成される領域を四つのコンタクト５０に囲まれた領域とする。なお、感磁部２０の中心との間の距離が最小となる点が各コンタクトに複数ある場合には、これら全ての点を結んだ領域を四つのコンタクト５０に囲まれた領域とする。また、ホール素子１００に入出力いずれにも用いられないコンタクトが存在する場合、当該コンタクトは考慮せずには上述の領域を決めるものとしてよい。
【００１４】
本例の感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びた平面形状を有する。本明細書において、丸みとは角が丸められた形状であれば曲率半径は特に限定されない。例えば、丸みとは感磁部２０の厚みに対して１０％〜１００００％の大きさの曲率半径を有することを指す。また、１つの角に上記曲率半径を有する箇所を複数有していてもよい。感磁部２０の端部では、ホール素子１００に流れる電流が集中する場合がある。感磁部２０の平面形状が丸みを有することにより、感磁部２０の端部における電流集中が緩和される。なお、感磁部２０を基板１０上に段差状（メサ状）に形成する際にこの効果は顕著となる。本例の感磁部２０は、四隅が丸められた矩形の平面形状を有する。なお、中心２５は、感磁部２０の平面形状の中心点を指す。感磁部２０の厚みに対して１０％以上の曲率半径を有することにより、感磁部２０の端部での電流集中を緩和することができる点で好ましい。また、感磁部２０の厚みに対して１００００％以下の曲率半径を有することにより、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを抑制できる点で好ましい。これは、感磁部２０の側面ではダングリングボンドの一番小さな面（例えば、（１００）面）以外の面の露出を減らすことができ、キャリアの表面再結合が生じにくくなることによる。上記の観点から、曲率半径は好ましくは３０〜５０００％の大きさ[0]であり、より好ましくは５０〜１０００％である。また、感磁部２０の平面形状が矩形である場合特に、感磁部２０の端部に流れる電流量が多くなるので、顕著に電流集中緩和効果が得られる。
【００１５】
導電層２１は、基板１０上に形成される。本例の導電層２１は、ｎ型ＧａＡｓである。導電層２１の膜厚は特に限定されない。本例の導電層２１の膜厚は、５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。また、導電層２１の膜厚は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。
【００１６】
表面層２２は、導電層２１上に導電性の材料で形成される。表面層２２は、導電層２１よりも導電性の低いＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＡｓ等の高抵抗な結晶からなる。本例の表面層２２の膜厚は、１５０ｎｍ以上である。また、表面層２２の膜厚は、２００ｎｍ以上であってもよい。表面層２２の膜厚の上限は、８００ｎｍ以下であっても、６００ｎｍ以下であってもよい。なお、感磁部２０には、表面層２２が形成されなくてもよい。
【００１７】
絶縁膜４０は、感磁部２０上に形成される。本例の絶縁膜４０は、表面層２２上に形成されている。絶縁膜４０には、コンタクト用の開口が設けられている。一例において、絶縁膜４０の厚みは、１００ｎｍ以上であるがこれに限られない。例えば、絶縁膜４０は、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、アルミナ膜（Ａｌ２Ｏ３）、ポリイミド膜およびこれらの膜の少なくとも１つを積層した多層膜である。なお、簡略化のため、平面図では絶縁膜４０を省略している。
【００１８】
電極部３１〜電極部３４は、絶縁膜４０上に形成される。一例において、電極部３１および電極部３２は、感磁部２０に電流を流すための入力用の電極部である。この場合、電極部３３および電極部３４は、感磁部２０のホール電圧を検出するための出力用の電極部である。本明細書において、電極部３１および電極部３２を入力用の電極部として説明し、電極部３３および電極部３４を出力用の電極部として説明するが、入力用と出力用の電極を入れ替えてもよい。なお、ホール素子１００は上記以外の電極部を有していてもよい。
【００１９】
図１Ｄは、実施例１に係るホール素子１００の中央領域２３の一例である。図１Ｅは、電極部３１〜電極部３４の構成の一例を示す平面図である。
【００２０】
感磁部２０は、平面視で感磁部２０の中心２５を含む中央領域２３と、中央領域２３の周辺に位置する周辺領域２４とを有する。中央領域２３は、感磁部２０において特に、ホール効果に寄与する主な領域である。また、この中央領域２３の外側を周辺領域２４とする。
【００２１】
中央領域２３は、一例において、正円形状の平面形状を有する。本例の中央領域２３は、破線で示す円の内部領域として示されている。中央領域２３は、平面視で、感磁部２０の中心２５と中心を同じくする円であり、感磁部２０の重心からコンタクト５０までの最小距離を半径とする補助円３０を画定する。中央領域２３は、補助円３０に対して、直径が１／２の長さで感磁部２０の重心を中心とする円の内部領域とする。なお感磁部２０の幾何学上の重心は、平面視で、感磁部２０と基板１０の境界で囲まれた図形において算出できる。なお、中央領域２３は、矩形の平面形状を有してよい。ここで、各電極部は上記中央領域２３側に延出した部分を有していればよい。即ち、感磁部２０の最表面と導電部（又はコンタクト５０）とが接する部分よりも平面視で感磁部２０の中央領域２３側に延出した部分を有していればよい。
【００２２】
電極部３１および電極部３２は、第１の方向で互いに向かい合っている。また、電極部３３および電極部３４は、第１の方向と平面視で交差する（例えば、直交する）第２の方向で互いに向かい合っている。そして、電極部３１〜電極部３４は、感磁部２０の周辺領域２４から中央領域２３までそれぞれ延出している。
【００２３】
即ち、電極部３１は、主部３１ａと、主部３１ａから感磁部２０の中央領域２３へ延出した延出部３１ｂとを有する。電極部３２は、主部３２ａと、主部３２ａから感磁部２０の中央領域２３へ延出した延出部３２ｂとを有する。電極部３３は、主部３３ａと、主部３３ａから感磁部２０の中央領域２３へ延出した延出部３３ｂとを有する。電極部３４は、主部３４ａと、主部３４ａから感磁部２０の中央領域２３へ延出した延出部３４ｂとを有する。
【００２４】
図１Ｅに示すように、第１の方向における電極部３１と電極部３２との離間距離（即ち、延出部３１ｂ、３２ｂ間の離間距離）をＤ１とし、第２の方向における電極部３３と電極部３４との離間距離（即ち、延出部３３ｂ、３４ｂ間の離間距離）をＤ２としたとき、Ｄ１、Ｄ２はそれぞれ、１μｍ以上４０μｍ以下である。
【００２５】
電極部３１、電極部３２、電極部３３および電極部３４は、矩形の平面形状を有する。また、電極部３１が有する角部３１ｃと、電極部３２が有する角部３２ｃと、電極部３３が有する角部３３ｃと、電極部３４が有する角部３４ｃとが、感磁部２０の上方にそれぞれ位置する。
【００２６】
ここで、角部３１ｃは、電極部３１の延出部３１ｂに含まれる部位である。角部３２ｃは、電極部３２の延出部３２ｂに含まれる部位である。角部３３ｃは、電極部３３の延出部３３ｂに含まれる部位である。角部３４ｃは、電極部３４の延出部３４ｂに含まれる部位である。図１Ｅに示すように、角部３１ｃ、角部３２ｃ、角部３３ｃおよび角部３４ｃは、互いに隣接して配置されている。角部３１ｃは、角部３３ｃおよび角部３４ｃと隣接し、角部３２ｃは、角部３３ｃおよび角部３４ｃと隣接し、角部３１ｃと角部３２ｃとが第１の方向で互いに向かい合い、角部３３ｃと角部３４ｃとが第２の方向で互いに向かい合っている。
【００２７】
平面視で、角部３１ｃ、角部３２ｃ、角部３３ｃおよび角部３４ｃにより囲まれる領域の中心位置は、感磁部２０の中心２５と重なっている。また、平面視で、電極部３１、電極部３２、電極部３３および電極部３４の各々の外周は、感磁部２０の外周で囲まれる領域の内側に位置する。
【００２８】
電極部３１〜電極部３４は、基板１０の矩形の四隅にそれぞれ配置されている。また、電極部３１〜電極部３４の各辺は、基板１０の辺と平行又は垂直となるように配置されている。感磁部２０の上に電極部３１〜電極部３４が形成される場合、感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びていることで、チッピングの影響を抑制することができる。ここで、基板１０を個片化する際にダイシングを行うが、基板１０の外周部と感磁部２０の外周部の間に電極部３１〜電極部３４がない場合、チッピングにより感磁部２０が欠け、当該欠けを原因とした電流集中を生じる場合がある。特に、感磁部２０の角が丸みを帯びていない場合、絶縁膜４０からの応力やダイシング時の応力が感磁部の角へ集中し、亀裂の起点となる場合がある。感磁部２０の少なくとも１つの角が丸みを帯びている場合、上記応力等を緩和し、チッピングによる感磁部２０の端の欠けを抑制することで、電流集中を緩和することができる。本例の電極部３１〜電極部３４は、同一の平面形状を有するが異なる平面形状を有してもよい。例えば、入力用の電極部と出力用の電極部とをそれぞれ異なる平面形状としてもよい。また、電極部３１〜電極部３４は、絶縁膜４０に設けられた開口を通じて感磁部２０と電気的に接続される。本例の電極部３１〜電極部３４は、コンタクト５０を介して感磁部２０と電気的に接続される。電極部３１〜電極部３４は、金属、ポリシリコン等の導電性材料により形成される。本例の電極部３１〜電極部３４は、金を主成分として含有する。
【００２９】
本実施例においては、電極部３１〜電極部３４は平面視で感磁部２０上に形成されているが、これらの電極部の少なくとも一部が平面視で感磁部２０の外側の領域まで延出していてもよい。なお、平面視で感磁部２０上に電極部３１〜電極部３４が形成されていると、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを小さくできる点で好ましい。これは、感磁部２０と電極部３１〜電極部３４との熱膨張係数の差による応力が感磁部２０にかかりにくくなるためである。
【００３０】
コンタクト５０は、感磁部２０上に形成される。コンタクト５０は、電極部３１〜電極部３４と感磁部２０とを電気的に接続する。コンタクト５０は、絶縁膜４０を貫通して、電極部３１〜電極部３４と感磁部２０とを電気的に接続する。本例のコンタクト５０は、例えば、電極部３１〜電極部３４と同一の材料で形成される。電極部３１〜電極部３４およびコンタクト５０は、導電部として、同一のプロセスにより同時に形成されてもよい。但し、コンタクト５０は、電極部３１〜電極部３４と異なる材料で形成されてもよい。コンタクト５０は、感磁部２０に電流を入力するための複数の入力用コンタクトと、入力された電流に応じたホール起電力を出力するための複数の出力用コンタクトとを備える。本例の電極部３１および電極部３２は、入力用コンタクトであり、電極部３３および電極部３４は、出力用コンタクトである。但し、ホール素子１００は、入力用コンタクトと出力用コンタクトを入れ替えることにより、スピニングカレント動作してもよい。なお、ホール素子１００は上記以外のコンタクトを有していてもよい。
【００３１】
また、コンタクト５０は、感磁部２０の平面形状に応じた平面形状を有する。感磁部２０の平面形状に応じた平面形状とは、感磁部２０と同一の形状であってよい。本例のコンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有する。また、コンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の中心２５側の内側領域に丸みを有してもよい。これにより、感磁部２０の端部における電流集中が緩和される。感磁部２０の平面形状が矩形である場合や、四つのコンタクト５０に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれている場合は、特に、コンタクト５０の端部に流れる電流量が多くなるので、顕著に電流集中緩和効果が得られる。コンタクト５０の平面形状は、コンタクト５０の端部における電流集中を緩和できるものであれば、本例に限られない。なお、本明細書において、外側領域とは、コンタクト５０の外周であって、感磁部２０の外周と対向する領域を指す。一方、内側領域とは、外側領域以外の感磁部２０の中心２５側の領域を指す。
【００３２】
以上の通り、本例のホール素子１００は、感磁部２０の電流集中を緩和する。これにより、感磁部２０の電流集中に起因する微小な抵抗変動が生じにくくなる。したがって、本例のホール素子１００は、電流集中により生じる１／ｆノイズを抑制できる。
【００３３】
図２Ａは、ホールセンサ２００の平面図の一例を示す。図２Ｂは、ホールセンサ２００の断面図の一例である。ホールセンサ２００は、ホール素子１００、リード端子２１１〜リード端子２１４、保護層２２０、モールド部材２３０、外装めっき層２４０およびボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４を備える。なお、本例のホールセンサ２００の構成は一例であり、これに限られない。
【００３４】
ホール素子１００は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４によりリード端子２１１〜リード端子２１４に接続される。本例の電極部３１は、ボンディングワイヤ２５１により、リード端子２１１と電気的に接続される。電極部３２は、ボンディングワイヤ２５２により、リード端子２１２と電気的に接続される。電極部３３は、ボンディングワイヤ２５３により、リード端子２１３と電気的に接続される。電極部３４は、ボンディングワイヤ２５４により、リード端子２１４と電気的に接続される。
【００３５】
ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、導電性の材料で形成される。本例のボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、金ワイヤであるが、これに限られない。ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、モールド部材２３０により覆われている。これにより、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４が固定される。
【００３６】
リード端子２１１〜リード端子２１４は、外装めっき層２４０を介して外部と電気的に接続される。リード端子２１１〜リード端子２１４は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と接続された面と反対側の面に外装めっき層２４０が形成される。これにより、ホール素子１００は、ホールセンサ２００の外部と電気的に接続される。なお、本例の外装めっき層２４０は、スズ（Ｓｎ）で形成されているが、これに限られない。
【００３７】
保護層２２０は、ホール素子１００のボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と接続された面とは反対側の面を覆う。一例において、保護層２２０は、基板１０を保護可能な材料であれば限定されない。保護層２２０は、導体、絶縁体、又は半導体の何れか１つからなる膜であってもよいし、これらのうち２つ以上を含む膜であってもよい。導体の場合、保護層２２０は、銀ペーストなどの導電性樹脂であってよい。絶縁体の場合、保護層２２０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂とシリカ（ＳｉＯ２）とを含む絶縁ペースト、窒化ケイ素および二酸化ケイ素等である。半導体の場合、保護層２２０は、Ｓｉ基板やＧｅ基板などの貼り合わせであってよい。
【００３８】
モールド部材２３０は、ホール素子１００と、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と、リード端子２１１〜リード端子２１４とをモールドする。モールド部材２３０は、リフロー時の高熱に耐えられる材料で形成される。例えば、モールド部材２３０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂で形成される。
【００３９】
ここで、薄型化したホールセンサ２００においては、ホール素子１００上のモールド部材２３０の厚みが薄いため、ホール素子１００の感磁部２０へ入射される光を含む電磁波が、感磁部２０の局所的な伝導率を光電効果によって変動させる場合がある。また、この変動によって、ホール素子１００にオフセット電圧Ｖｕが生じる。
【００４０】
これに対して、本例では、平面視で、電極部３１〜電極部３４は感磁部２０の周辺領域２４から中央領域２３へ延出しており、中央領域２３の一部が電極部３１〜電極部３４で覆われている。例えば、電極部３１〜電極部３４は、矩形状の基板１０の四隅から感磁部２０の中央領域２３へ延出して形成されている。そして、中央領域２３において、電極部３１〜電極部３４の延出部３１ｂ〜３４ｂがそれぞれ近接配置されており、隣接する電極間の隙間が狭くなっている。これにより、感磁部２０の中央領域２３の一部が電極部３１〜電極部３４で覆われている。
【００４１】
ここで、電極部材である金属は、光を含む電磁波を極めて良く吸収する。したがって、電極部３１〜電極部３４は、ホール素子１００の感磁部２０へ入射される電磁波を遮蔽し、感磁部２０における局所伝導率変動を抑制できる。これにより、オフセット電圧Ｖｕの変動を抑制する効果がある。
【００４２】
特に、平面視で、感磁部２０の中央領域２３の面積に対する、電極部３１〜電極部３４の中央領域２３上の総面積の割合が１０％以上１００％未満であれば、オフセット電圧Ｖｕ変動を抑制する効果が高い。この割合は、好ましくは、２０％以上９９％以下であり、より好ましくは、４０％以上９５％以下である。
【００４３】
また、平面視で、感磁部２０の実効領域の全面積に対する、電極部３１〜電極部３４の下の実効領域の面積の割合が、４０％以上９９％以下であることが好ましい。本明細書において、実効領域の面積とは、平面視で、感磁部２０の面積の内、感磁部２０と電極部３１〜電極部３４とが接触する接触領域の総面積を除いた面積をいう。
【００４４】
［比較例１］
図３は、比較例１に係るホール素子５００の構成を示す。本例のホール素子５００は、基板５１０、感磁部５２０、電極部５３１〜電極部５３４およびコンタクト５５０を備える。基本的な構成は実施例１に係るホール素子１００と同様である。但し、感磁部５２０およびコンタクト５５０の平面形状の角部が丸みをおびていない点で、実施例１に係る感磁部２０およびコンタクト５０と異なる。なお、感磁部５２０と電極部５３１〜５３４との間には絶縁膜が設けられているが本例では省略している。
【００４５】
感磁部５２０は、矩形の平面形状を有する。感磁部５２０は、感磁部２０と異なり矩形の角部に丸みを有さない。そのため、感磁部５２０の角部では電流集中が生じる。特に、電極部５３１および電極部５３２が入力用コンタクトである場合、特に、電極部５３１および電極部５３２と接続された感磁部５２０の角部で電流集中が生じやすい。
【００４６】
コンタクト５５０は、三角形の平面形状を有する。コンタクト５５０は、コンタクト５０と異なり平面形状の角部に丸みを有さない。そのため、コンタクト５５０の角部で電流集中が生じる。特に、電極部５３１および電極部５３２と接続されたコンタクト５５０の角部で電流集中が生じやすい。
【００４７】
ここで、入力用の電極部５３１のコンタクト５５０と電極部５３２のコンタクト５５０との間には、感磁部５２０を通じて電流が入力される。しかしながら、出力用の電極部５３３のコンタクト５５０の外周と、電極部５３４のコンタクト５５０の外周の感磁部５２０には、電極部５３１と電極部５３２の間に流れるはずの電流が回り込む場合がある。特に、本例のホール素子５００では、感磁部５２０の外周とコンタクト５５０との間の最短距離が、実施例１の場合よりも大きい。即ち、コンタクト５５０の外周の感磁部５２０に流れる電流の量が、実施例１に係るホール素子１００よりも大きくなる。このように、出力用コンタクトである電極部５３３および電極部５３４の外周を流れる電流が大きくなると、電極部５３３および電極部５３４により検出するホール起電力に対して誤差となる場合がある。また、ホール素子５００の出力に負の感度特性を生じさせる場合がある。
【００４８】
これに対して実施例１では、感磁部２０およびコンタクト５０が、コンタクト５０の外周の感磁部２０に電流が流れないように設計されている。一例において、コンタクト５０と感磁部２０の外周との最短距離が短くなるように、コンタクト５０および感磁部２０の平面形状が決定される。例えば、コンタクト５０と感磁部２０の外周との最短距離は、０．５μｍ以上、２０μｍ以下[0]である。コンタクト５０と感磁部２０との間の距離を０．５μｍ以上とすることにより、コンタクト５０の位置ずれによる特性変動の影響が抑制される。コンタクト５０と感磁部２０との間の距離を２０μｍ以下とすることにより、ホール素子１００が負の感度特性を示しにくく、ホール起電力に対する誤差を小さくできる。加えて製造容易性の観点から、好ましくは１μｍ以上、１５μｍ以下[0]であり、より好ましくは３μｍ以上、１０μｍ以下である。また、コンタクト５０が小さいほど電流密度が高くなり、コンタクト５０の外周の感磁部２０に電流が多く流れるためこの効果は顕著となる。例えば、各コンタクト５０の面積は、感磁部２０の面積に対して０．１％以上、２０％以下である。なお、上記面積率はホール素子１００を光学顕微鏡にて上面視で観察することにより測定することができる。コンタクト５０の面積を感磁部２０の面積に対して１％以上とすることにより、コンタクト５０の接触抵抗のばらつきによる特性変動の影響が抑制される。コンタクト５０の面積を感磁部２０の面積に対して２０％以下とすることにより、ホール素子１００が負の感度特性を示しにくく、ホール起電力に対する誤差を小さくできる。加えて製造容易性の観点から、好ましくは０．３％以上、１５％以下[0]であり、より好ましくは０．５％以上、１０％以下である。
【００４９】
なお、コンタクト５０の平面形状は、入力用コンタクトと出力用コンタクトとで異なる配置であってよい。出力用のコンタクト５０の平面形状をコンタクト５０の外周の電流を遮断できる構造とするが、入力用のコンタクト５０の平面形状をコンタクト５０の外周の電流を遮断できる構造としなくてもよい。例えば、複数の出力用コンタクトと感磁部２０の外周側との距離は、複数の入力用コンタクトと感磁部２０の外周側との距離よりも近くなるように配置されてよい。
【００５０】
［実施例２］
図４は、実施例２に係るホール素子１００の構成の一例を示す。本例の感磁部２０の平面形状は、十字形である。本例のホール素子１００は、実施例１に係るホール素子１００と同一の符号を付した構成は、実施例１の場合と同様に機能する。本例では、実施例１の場合と異なる点について特に説明する。
【００５１】
感磁部２０は、十字形の平面形状を有する。感磁部２０の平面形状の少なくとも１つの角が丸みを有する。これにより、感磁部２０の端部における電流集中が緩和される。また、本例の感磁部２０において、中心２５から端部に向かう方向において膨らみを有さない。例えば、中心２５から端部に向かう方向において膨らみを有さないとは、入力用のコンタクト５０同士の間の感磁部２０において、出力用のコンタクト５０側に膨らんだ構造を有さないことを指す。また、感磁部２０の中心２５から延出部の先端方向に幅が大きくなる領域を有さないということもできる。これにより、ホール素子１００の感度低下を防ぐことができる。これは、出力用のコンタクト５０の外周の感磁部２０に電流が回り込むのを抑制できることに由来すると考えられる。
【００５２】
［実施例３］
図５は、実施例３に係るホール素子１００の構成の一例を示す。本例の感磁部２０は、十字形と矩形とを重ね合わせた平面形状を有する。感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びた平面形状を有する。また、コンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の外周側に対応する外側領域に丸みを有する。本例の感磁部２０は、中心２５から端部に向かう方向において膨らみを有さない。これにより、本例のホール素子１００は、出力用のコンタクト５０の外周の感磁部２０に電流が回り込むのを抑制する。したがって、本例のホール素子１００は、出力変動を低減できる。
【００５３】
［比較例２］
図６Ａおよび図６Ｂは、比較例２に係る感磁部５２０の平面形状を説明するための模式図である。簡潔にするため、感磁部５２０以外の構成が省略されている。
【００５４】
本例の感磁部５２０は、膨らみを有する点で感磁部２０と異なる。本例の感磁部５２０は、感磁部５２０の中心５２５から感磁部５２０の先端５２６に向かう方向において膨らみを有する。感磁部５２０が膨らみを有する場合、感磁部５２０の外周長が長くなり、感磁部５２０の側面の露出面積が大きくなる。ここで、感磁部５２０の側面ではダングリングボンドの一番小さな面（例えば、（１００）面）以外の面が多く露出することとなり、キャリアの表面再結合が多く発生する。これにより、ホール素子５００の出力電圧が揺らぐ場合がある。
【００５５】
図７Ａおよび図７Ｂは、感磁部２０およびコンタクト５０の拡大図の一例を示す。簡潔にするため、電極部３１〜電極部３４および絶縁膜４０が省略されている。
【００５６】
図７Ａにおいて、感磁部２０およびコンタクト５０は、互いに対応した平面形状を有する。互いに対応した平面形状とは、コンタクト５０の外周への電流の回り込みが生じないように、感磁部２０およびコンタクト５０の外周が近接していることを指す。
【００５７】
感磁部２０は、矩形の平面形状を有する。但し、本例の感磁部２０は、角部に電流の集中を緩和する構造を有する。本例の感磁部２０の角部には、丸みを帯びた矩形状の領域が形成されている。本明細書においては、矩形の角部に電流の集中を緩和する構造が設けられたような場合も、感磁部２０の矩形の角部が丸みを有するものの一例に含まれる。即ち、感磁部２０の矩形の１つの角部には、複数の丸みが設けられていてよい。本例では、感磁部２０の１つの角部に２つの丸みを有する。
【００５８】
コンタクト５０は、感磁部２０の形状に対応した形状を有する。本例のコンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の外周側に対応する外側領域において、感磁部２０の形状と相似する。例えば、コンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の角部に設けられた矩形状の領域に沿って丸みを帯びた矩形である。これにより、感磁部２０の外周とコンタクト５０との間の距離を近づけ易くなる。そして、感磁部２０の外周を周り込む電流の経路を遮断できる。また、感磁部２０およびコンタクト５０の平面形状を相似形とすることにより、感磁部２０およびコンタクト５０の外側の距離を均一にできる。これにより、感磁部２０の端部の電流が均一となり、電流集中を更に緩和できる。
【００５９】
図７Ｂにおいて、感磁部２０およびコンタクト５０は、互いに対応した平面形状を有する。本例の感磁部２０の平面形状は矩形であるが、端部に電流の集中を緩和する構造が設けられている。感磁部２０の角部には、突出した領域が設けられている。突出した領域は、電流の集中を緩和するように丸みを帯びている。また、感磁部２０およびコンタクト５０の外側領域の平面形状は相似するので、感磁部２０の外周を周り込む電流の経路を遮断できる。なお、本例のコンタクト５０は、平面形状の内側領域に角部を有するが、内側領域の角部も丸みを有してよい。
【００６０】
図８Ａ〜図８Ｄは、コンタクト５０の平面形状の一例を示す。本例の感磁部２０は、矩形の角部が丸められた平面形状を有する。簡潔にするため、電極部３１〜電極部３４および絶縁膜４０が省略されている。
【００６１】
図８Ａにおいて、コンタクト５０は、Ｌ字型の平面形状を有する。コンタクト５０は、Ｌ字が感磁部２０の角に沿うように形成されている。また、コンタクト５０の平面形状は、感磁部２０の角部に対応する外側領域に丸みを有する。本例では、コンタクト５０の内側領域も丸みを有するように形成されている。
【００６２】
図８Ｂにおいて、コンタクト５０は、Ｔ字型の平面形状を有する。コンタクト５０は、Ｔ字の突出した部分が感磁部２０の角を向くように形成されている。また、Ｔ字の突出した部分は、感磁部２０の角部に沿った丸みを有する。本例の感磁部２０およびコンタクト５０の平面形状は相似しない。但し、感磁部２０は、外側領域において、コンタクト５０と相似する平面形状を有してよい。
【００６３】
図８Ｃにおいて、コンタクト５０は、矩形の平面形状を有する。コンタクト５０は、矩形の角部が感磁部２０の角部を向くように形成されている。また、コンタクト５０の角部は、感磁部２０の角部に沿って丸みを有する。本例のコンタクト５０は、外側領域において、感磁部２０と相似する平面形状を有する。
【００６４】
図８Ｄにおいて、コンタクト５０は、三角形の平面形状を有する。コンタクト５０は、三角形の角部が感磁部２０の角部を向くように形成されている。また、三角形の角部は、感磁部２０の角部に沿って丸みを有する。本例のコンタクト５０は、三角形と円形を重ねあわせた平面形状を有する。本例の感磁部２０およびコンタクト５０の平面形状は相似しない。但し、感磁部２０は、外側領域において、コンタクト５０と相似する平面形状を有してよい。
【００６５】
図９Ａ〜図９Ｆは、ホール素子１００の製造方法の一例を示す。本例のホール素子１００の製造方法は、一例でありこれに限られない。
【００６６】
図９Ａにおいて、基板１０を設ける。本例の基板１０の平面形状は、矩形である。図９Ｂにおいて、基板１０上に感磁部２０を形成する。本例では、基板１０上に導電層２１を形成し、導電層２１上に表面層２２を形成している。感磁部２０の成膜段階では、導電層２１および表面層２２の平面形状は、基板１０の平面形状と同一であってよい。例えば、感磁部２０は、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、有機金属気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法を用いて、基板１０上に化合物半導体をエピタキシャル成長することにより形成される。
【００６７】
図９Ｃにおいて、感磁部２０を予め定められた平面形状のパターンにエッチングする。これにより、感磁部２０の平面形状が矩形又は十字形等に形成される。また、感磁部２０の平面形状の角部は、当該エッチング工程により丸められてよい。図９Ｄにおいて、感磁部２０上にコンタクト５０を形成する。コンタクト５０は、蒸着やスパッタ等の任意の半導体製造工程を用いて形成される。
【００６８】
図９Ｅにおいて、基板１０、感磁部２０およびコンタクト５０上に絶縁膜４０を形成する。一例において、厚みが３００ｎｍのＳｉＮ膜が絶縁膜４０として形成される。また、絶縁膜４０には、コンタクト５０と電極部３１〜電極部３４が電気的に接続されるための開口が形成される。開口はエッチングプロセスにより形成されてよい。図９Ｆにおいて、絶縁膜４０上に電極部３１〜電極部３４が形成される。また、電極部３１〜電極部３４は、絶縁膜４０に形成された開口を通じて、コンタクト５０と電気的に接続される。一例において、電極部３１〜電極部３４の厚みは、０．５μｍであるがこれに限られない。また、電極部３１〜電極部３４は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４により外部電極と接続されてよい。そして、電極部３１〜電極部３４上には金ボール等のボール部が設けられてよい。
【００６９】
なお、本例のホール素子１００の製造方法では、コンタクト５０を形成する段階は、絶縁膜４０を形成する段階の前に実行されている。但し、コンタクト５０を形成する段階は、絶縁膜４０を形成する段階の後に実行されてもよい。
【００７０】
［実施例３］
図１０Ａおよび図１０Ｂは、実施例３に係るホール素子１００の構成の一例を示す。本例のホール素子１００は、ボール部６０を更に備える。
【００７１】
ボール部６０は、電極部３１〜電極部３４と、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４とのそれぞれの間に設けられる。ボール部６０は、導電性の材料で形成される。ボール部６０は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と同一の材料で形成されてよい。本例のボール部６０は、金ボールである。一例において、ボール部６０は、平面視で１０μｍ以上、１００μｍ以下の直径を有する。なお、ボール部が上面視で真円でない場合には、上面視したボール部と同じ面積を有する楕円に近似し、当該楕円の長径を直径とする。本例のボール部６０は、６０μｍの直径を有する。また、ボール部６０の厚みは５μｍ以上であることが好ましい。なお、ボール部６０の厚みとは、ボール部６０の一番高い部分とボール部６０が配置された電極部３１〜電極部３４との距離である。
【００７２】
ここで、ホールセンサ２００のＸ線撮影にて得られた断面透過図を観察した際に、ボンディングワイヤ２５２をリード端子２１２側からホール素子１００側にたどった場合にボンディングワイヤの太さよりも幅が大きくなった部分をボール部６０と定義してもよい。
【００７３】
平面視で、ボール部６０の投影面積は、感磁部２０の投影面積の１０％以上を占める。一例において、ボール部６０の投影面積は、感磁部２０の投影面積の１５％以上、２０％以上、又は３０％以上であってよい。ここで、ボール部６０の投影面積とは、感磁部２０上に存在する全てのボール部６０の投影面積の和のことを示す。ボール部６０は、光を吸収し、又は反射することにより、感磁部２０に入射する光を遮断する。これにより、感磁部２０に光が入射して生じる局所伝導率変動を抑制できる。特に、ホール素子１００が薄型化されると、感磁部２０における光電効果で局所的な伝導率の変動が生じやすくなる。よって、オフセット電圧の変動が抑制される。このように、光を遮断する観点からは、ボール部６０の投影面積が感磁部２０の投影面積に対して占める割合を大きくすることが好ましい。さらに、上記ボール部はホール素子１００の電極部３１〜電極部３４の全てに設けられていることが好ましい。さらに、ボール部６０の少なくとも一つは、平面視における感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する部分の中心とを通る断面で観察した際に、電極部３２が感磁部２０と接する部分の中心よりも感磁部２０の中心２５側に設けられることが好ましい。また、ボール部６０は、平面視で、複数の入力用コンタクトの間に設けられてもよい。なお、ボール部６０の材料が金である場合、金が赤外線領域の波長以上の光を反射するので、感磁部２０に赤外線領域の波長の光が入射するのを防止できる。ボール部６０の材料は、感磁部２０への光の入射を防止すべく、予め定められた波長を吸収又は反射するものであれば特に本例に限られない。また、ボール部６０の厚みの厚い方が光を遮断する観点から好ましく、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下である。加えて製造容易性の観点から、好ましくは１０μｍ以上、８０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上、６０ｍ以下である。
【００７４】
図１１は、ボール部６０を有するホール素子１００の拡大図の一例を示す。同図は、ホール素子１００の断面図を示す。本例の断面図は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面を示している。なお、本実施例では感磁部２０、絶縁膜４０、電極部３１〜３４、ボール部６０が形成されたものを示したが、各層の間や各層の上に他の層を有していてもよい。
【００７５】
ボール部６０は、ボンディングワイヤと電極部との間に設けられる。本例のボール部６０は、ボンディングワイヤ２５２と電極部３２との間に設けられるが、その他のボンディングワイヤと電極部との間にも設けられる。本例のボール部６０は、電極部３１〜電極部３４と電気的に接続され、平面視で感磁部２０上に設けられている。
【００７６】
ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、ボール部６０と電気的に接続され、電極部３１〜電極部３４から垂直に引き延ばされている。ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４を電極部３１〜電極部３４から垂直に引き延ばすことにより、感磁部２０と平行な方向の磁場が生じにくくなる。これにより、ホール素子１００の出力の変動が抑制され、磁気感度が向上する。一例において、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、電極部３１〜電極部３４からボール部６０の直径の５％以上垂直に引き延ばされる。ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、電極部３１〜電極部３４から予め定められた距離以上に垂直に引き延ばされていれば、その後は、リード端子２１１〜リード端子２１４に向けて引き延ばされてよい。
【００７７】
また、ボール部６０は、コンタクト５０上に形成されてよい。ボール部６０がコンタクト５０上に形成されることにより、感磁部２０と平行な方向に流れる電流の成分が少なくなり、ホール素子１００の磁気感度が向上する。ボール部６０がコンタクト５０上に形成されるとは、ボール部６０の全てがコンタクト５０上に形成されている必要はなく、ボール部６０の少なくとも一部がコンタクト５０上に形成される場合が含まれてよい。
【００７８】
なお、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、電極部３１〜電極部３４に完全に垂直である必要はなく、感磁部２０に対する磁場が発生し、ホール素子１００の磁気感度に影響を及ばさない程度に傾いていてもよい。例えば、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、電極部３１〜電極部３４に垂直な方向からの傾きが５度以内であってよい。また、電極部３１〜電極部３４に垂直な方向からの傾きが、１０度以内、１５度以内、又は２０度以内であってよい。ボンディングワイヤを垂直に形成することでボンディングワイヤを流れる電流による磁場を感磁部２０に対して平行にすることができる。これにより感磁部２０への磁場の影響を低減でき、出力電圧の誤差を減らすことが可能となる。なお、上記効果は、感磁部２０が矩形の平面形状を有する場合や、四つのコンタクト５０に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれている場合により高くなる。
【００７９】
領域Ｐは、コンタクト５０と感磁部２０の境界付近の領域である。領域Ｐには、コンタクト５０と感磁部２０との界面が含まれる。本例のコンタクト５０は、領域Ｐの電流集中を緩和する構造を有する。コンタクト５０は、平面視における感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する部分の中心とを通る断面で観察した際に、コンタクト５０の少なくとも一部が、当該断面における絶縁膜４０の下部に延出している。例えば、コンタクト５０の側面の少なくとも一部は、コンタクト５０の感磁部２０の中心２５側の側面において、コンタクト５０の側面と感磁部２０の最表面とが接する点よりも感磁部２０の中心２５側と反対側に形成される。また、コンタクト５０の側面と感磁部２０の最表面とが接する点は、感磁部２０の中心２５側に延出していてもよい。即ち、コンタクト５０のボール部６０側の側面は、順テーパ状の断面形状を有していてもよいし、上端がボール部６０側に延出していてもよい。これにより、コンタクト５０は、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点の電流集中を緩和する。したがって、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点での発熱が抑制され、ホール素子１００の特性変動が抑制される。また、コンタクト５０付近の電流集中が抑制されるのでコンタクト５０付近の電極はがれが生じにくくなる。よって、ホール素子１００の信頼性が向上する。なお、上記コンタクト５０の下端の電流集中は、本実施例のような電極部３１〜電極部３４を有するホール素子に特有の問題である。このように、コンタクト５０の中心２５側の側面の上端の形状は特に限定されない。
【００８０】
なお、ボール部６０の少なくとも一つは、上記断面で観察した際に、電極部３２が感磁部２０と接する部分の中心よりも感磁部２０の中心２５側に設けられる。また、ボール部６０は、平面視で、複数の入力用コンタクトの間に設けられてよい。この場合、ボール部６０と感磁部２０との間に流れる電流が領域Ｐにおいて折り返すような電流経路が形成される。そして、領域Ｐに電流集中が生じやすくなる。そのため、コンタクト５０を順テーパ形状とする効果がより高くなる。
【００８１】
以上の通り、本例のホール素子１００は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と垂直に接続されるので、ボンディングワイヤを流れる電流による磁場の感磁部２０への影響を低減する。また、ホール素子１００は、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点付近の電流集中を抑制する構造を有する。これにより、ホール素子１００の特性変動が低減される。
【００８２】
図１２は、ダミーボール６５を有するホール素子１００の拡大図の一例を示す。同図は、ホール素子１００の断面図を示す。本例の断面図は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面を示している。本例のホール素子１００は、ダミーボール６５を更に備える。
【００８３】
ダミーボール６５は、電極部３１〜電極部３４上に設けられる。ダミーボール６５は、ボンディングワイヤと接続されていないダミー用のボール部である。ダミーボール６５を設けることにより、ボール部６０を設けた場合と同様に感磁部２０に入射する光を遮断できる。特に、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と接続されたボール部６０だけでは感磁部２０を覆いきれない場合に、ダミーボール６５を設けること好ましい。
【００８４】
図１３は、ホール素子１００の断面形状の一例を示す。本例の断面図は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面を示している。本例のホール素子１００は、導電部８０を備える。
【００８５】
導電部８０は、電極部３２、コンタクト５０およびコンタクト７０を含む。導電部８０の少なくとも一部は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面において、絶縁膜４０の下部に延出している。本例では、コンタクト５０およびコンタクト７０が、当該断面において、絶縁膜４０の下部に延出している。
【００８６】
コンタクト７０は、アニールによりコンタクト５０と感磁部２０との間の界面に形成される。コンタクト７０は、アニールにより形成された合金部である。コンタクト７０は、コンタクト５０の下方の感磁部２０に形成される。本例のコンタクト７０は、平面視において、コンタクト５０よりも感磁部２０の中心２５側に延出している。また、本例のホール素子１００は、コンタクト５０およびコンタクト７０が絶縁膜４０の下部に延出しているので、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点付近の電流集中を抑制できる。また、コンタクト５０が小さいほど電流が多く流れるのでこの効果は顕著となる。例えば、コンタクト５０の面積は、感磁部２０の面積に対して０．１％以上、２０％以下である。コンタクト５０の面積を感磁部２０の面積に対して０．１％以上とすることにより、コンタクト５０の接触抵抗のばらつきによる特性変動の影響が抑制される。コンタクト５０の面積を感磁部２０の面積に対して２０％以下のときに、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点付近の電流集中を抑制できる。加えて製造容易性の観点から、好ましくは０．３％以上、１５％以下[0]であり、より好ましくは０．５％以上、１０％以下である。
【００８７】
φ１は、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とがなす角を示す。φ１は、鈍角であることが好ましい。これにより、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点の電流集中が更に緩和される。コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点の電流集中を緩和する観点からは、φ１が大きい方が好ましい。一例において、φ１は、９０°よりも大きく１３５°よりも小さい。
【００８８】
本例の導電部８０の少なくとも一部は、コンタクト５０の側面と感磁部２０の最表面とが接する点から感磁部２０中心側又は深さ側に５０ｎｍ以上延出している。導電部８０のボール部６０側に延出する領域は、１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、１μｍ以上であってよい。感磁部２０の深さ側に延出することによっても電流集中を緩和することができ、発熱による信頼性変動を抑制することができる。導電部８０のボール部６０側に延出する領域は、コンタクト５０を先に形成することにより、予め定められた形状に形成できる。また、絶縁膜４０を形成した後にコンタクト５０を形成した場合であっても、アニール処理を行うことにより、導電部８０の少なくとも一部をボール部６０側に拡散できる。このように、導電部８０がボール部６０側に延出する領域は、導電部８０のエッチング又はアニール等によって予め定められた大きさに調整してよい。
【００８９】
本例のコンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点は、平面視で、コンタクト５０の上端よりも感磁部２０の中心２５側に設けられている。コンタクト５０は、感磁部２０の中心２５側に、コンタクト５０の側面と感磁部２０の最表面とが接する点から感磁部２０の中心側又は深さ側に１００ｎｍ以上延出している。また、導電部８０の少なくとも一部は、導電部８０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点から感磁部２０の中心側又は深さ側に、絶縁膜４０の厚みの１／４以上延出してよい。
【００９０】
なお、本例のホール素子１００の製造方法は、コンタクト５０を形成した後に、コンタクト５０上に絶縁膜４０を成膜している。また、絶縁膜４０に開口を形成した後に、電極部３２がコンタクト５０と電気的に接続するように絶縁膜４０上に形成される。コンタクト５０を先に形成することにより、コンタクト５０の形状が予め定められたφ１を有するように形成できる。
【００９１】
図１４は、ホール素子１００の断面形状の一例を示す。本例の断面図は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面を示している。本例のホール素子１００は、導電部８０を備える。
【００９２】
導電部８０は、電極部３２、コンタクト５０およびコンタクト７０を含む。導電部８０の少なくとも一部は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面において、絶縁膜４０の下部に延出している。本例では、コンタクト５０およびコンタクト７０が、当該断面において、絶縁膜４０の下部に延出している。
【００９３】
本例のコンタクト５０の中心２５側の側面は、感磁部２０の最表面と離間した構造を有する。これにより、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０との界面においてコンタクト７０が形成されない。よって、本例のコンタクト７０は、平面視において、コンタクト５０がコンタクト７０よりも感磁部２０の中心２５側に延出するように配置されている。本例のホール素子１００は、コンタクト５０およびコンタクト７０が絶縁膜４０の下部に延出しているので、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点付近の電流集中を抑制できる。
【００９４】
図１５は、ホール素子１００の断面形状の一例を示す。本例の断面図は、感磁部２０の中心２５と電極部３２が感磁部２０と接する領域の中心とを含む断面を示している。本例のホール素子１００は、導電部８０を備える。
【００９５】
導電部８０は、コンタクト５０およびコンタクト７０からなる。また、導電部８０は、電極部３１〜電極部３４を兼ねる。即ち、導電部８０は、電極部３１〜電極部３４、コンタクト５０およびコンタクト７０を含む。本例のコンタクト５０は、絶縁膜４０の上面に形成されている。しかしながら、コンタクト７０の少なくとも一部は、絶縁膜４０の下部に延出している。これにより、本例のホール素子１００は、コンタクト５０の中心２５側の側面と感磁部２０の最表面とが接する点付近の電流集中を抑制できる。
【００９６】
本例のホール素子１００は、図１４に係るホール素子１００と製造方法が異なる。本例のホール素子１００の製造方法は、感磁部２０上に絶縁膜４０を形成し、感磁部２０と導電部８０とを接続するための開口を絶縁膜４０に形成する。その後、絶縁膜４０上に導電部８０を形成する。本例では、電極部３１〜電極部３４とコンタクト５０とを分けて成膜する必要がなく、導電部８０を一度に形成するので、製造工程を削減できる。導電部８０を設ける場合も同様に、導電部８０をアニールすることにより、感磁部２０と導電部８０との間にコンタクト７０が形成される。なお、ホール素子１００の断面に対してＳＥＭ−ＥＤＸやＴＥＭ−ＥＤＸといった元素分析を行うことにより、導電部８０の電極材料が検出された部分をコンタクトと判断する。
【００９７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９８】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９９】
１０・・・基板、２０・・・感磁部、２１・・・導電層、２２・・・表面層、２３・・・中央領域、２４・・・周辺領域、２５・・・中心、２６・・・先端、３０・・・補助円、３１・・・電極部、３１ａ・・・主部、３１ｂ・・・延出部、３１ｃ・・・角部、３２・・・電極部、３２ａ・・・主部、３２ｂ・・・延出部、３２ｃ・・・角部、３３・・・電極部、３３ａ・・・主部、３３ｂ・・・延出部、３３ｃ・・・角部、３４・・・電極部、３４ａ・・・主部、３４ｂ・・・延出部、３４ｃ・・・角部、４０・・・絶縁膜、５０・・・コンタクト、６０・・・ボール部、６５・・・ダミーボール、７０・・・コンタクト、８０・・・導電部、１００・・・ホール素子、２００・・・ホールセンサ、２１１・・・リード端子、２１２・・・リード端子、２１３・・・リード端子、２１４・・・リード端子、２２０・・・保護層、２３０・・・モールド部材、２４０・・・外装めっき層、２５１・・・ボンディングワイヤ、２５２・・・ボンディングワイヤ、２５３・・・ボンディングワイヤ、２５４・・・ボンディングワイヤ、５００・・・ホール素子、５１０・・・基板、５２０・・・感磁部、５２５・・・中心、５２６・・・先端、５３１・・・電極部、５３２・・・電極部、５３３・・・電極部、５３４・・・電極部、５５０・・・コンタクト
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2018088513.tif 000006
【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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