(57)【要約】【課題】ホール素子の感磁部であるｎ型不純物領域の濃度及び深さを適切な範囲に限定することにより、高精度な磁場強度の検出における温度特性の直線性の向上を図ること。【解決手段】定電流感度の温度特性の線形性を得るために、ｐ型不純物領域１と、ｐ型不純物領域上１に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域２と、を備えるホール素子であって、ｎ型不純物領域２のｎ型不純物濃度Ｎと分布深さＤが、Ｎ＜１．０×１０１６、Ｎ＞３．８０２×１０１６×Ｄ−１．７６１の関係式を満たす。【選択図】図２
2015092528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えたホール素子であって、
前記ｎ型不純物領域のｎ型不純物濃度Ｎ（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）と分布深さＤ（μｍ）が、
Ｎ＜１．０×１０１６
Ｎ＞３．８０２×１０１６×Ｄ−１．７６１
（ただし、前記ｎ型不純物濃度Ｎは、前記ｎ型不純物領域内における前記ｎ型不純物濃度の最大濃度であり、前記分布深さＤは、前記ｎ型不純物濃度が最大となる点から前記ｎ型不純物濃度Ｎの１／１０の濃度になる点までの深さ方向の長さである）
の関係式を満たすホール素子。
【請求項２】
前記ｎ型不純物濃度Ｎと前記分布深さＤが、Ｎ＞３．４１０×１０１６×Ｄ−１．２９３の関係式を満たす請求項１に記載のホール素子。
【請求項３】
前記分布深さＤが、Ｄ≦１５の関係式を満たす請求項１又は２に記載のホール素子。
【請求項４】
前記分布深さＤが、４≦Ｄの関係式を満たす請求項１，２又は３に記載のホール素子。
【請求項５】
前記ｎ型不純物領域を覆うシリコン酸化物層を更に備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項６】
前記ｎ型不純物領域と前記シリコン酸化物層が接している請求項５に記載のホール素子。
【請求項７】
前記ｎ型不純物濃度Ｎが、３．０×１０１４＜Ｎの関係式を満たす請求項１〜６のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のホール素子を備えた磁気センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の磁気センサであって、
前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、
温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号とが入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正する信号補正部と
を備えている磁気センサ。
【請求項１０】
前記温度特性記憶部は、
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報が記憶される温度比例係数記憶部と、
前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報が記憶される磁気感度記憶部とを備え、
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を含む請求項９に記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記温度比例係数記憶部が記憶する前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、前記ホール素子の定電流感度の温度比例係数に関する情報であり、
前記磁気感度記憶部が記憶する前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報は、前記所定の温度における前記ホール素子の定電流感度に関する情報である請求項１０に記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、第１の温度において測定された前記ホール素子の第１の磁気感度と、第２の温度において測定された前記ホール素子の第２の磁気感度と、から算出される情報である請求項１０又は１１に記載の磁気センサ。
【請求項１３】
前記第１の磁気感度は、前記第１の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であり、前記第２の磁気感度は、前記第２の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度である請求項１２に記載の磁気センサ。
【請求項１４】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、更に、前記第１の磁気感度と、前記第２の磁気感度と、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の第３の磁気感度と、から算出される情報である請求項１２又は１３に記載の磁気センサ。
【請求項１５】
前記第３の磁気感度は、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度である請求項１４に記載の磁気センサ。
【請求項１６】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出される請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項１７】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出される請求項１６に記載の磁気センサ。
【請求項１８】
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出される請求項９〜１７のいずれか１項に記載の磁気センサ。
【請求項１９】
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上３点下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出される請求項１８に記載の磁気センサ。
【請求項２０】
請求項８に記載の磁気センサの信号補正方法であって、
前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップと、
温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、
前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、
前記ホール素子の出力を取得するステップと、
前記補正信号を用いて前記ホール素子の出力信号を補正するステップと
を有する磁気センサの信号補正方法。
【請求項２１】
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を含み、
前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を取得するステップを有する請求項２０に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２２】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、前記ホール素子の定電流感度の温度比例係数に関する情報であり、
前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報は、前記所定の温度における前記ホール素子の定電流感度に関する情報である請求項２１に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２３】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、第１の温度において測定された前記ホール素子の第１の磁気感度と、第２の温度において測定された前記ホール素子の第２の磁気感度と、から算出される情報である請求項２１又は２２に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２４】
前記第１の磁気感度は、前記第１の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であり、前記第２の磁気感度は、前記第２の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度である請求項２３に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２５】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、更に、前記第１の磁気感度と、前記第２の磁気感度と、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の第３の磁気感度とから算出される情報である請求項２３又は２４に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２６】
前記第３の磁気感度は、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度である請求項２５に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２７】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出される請求項２１〜２６のいずれか１項に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２８】
前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出される請求項２７に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項２９】
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出される請求項２０〜２８のいずれか１項に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３０】
前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上３点下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出される請求項２９に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３１】
前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、
第１の温度における前記ホール素子の第１の磁気感度を測定するステップと、
第２の温度における前記ホール素子の第２の磁気感度を測定するステップと、
前記第１の磁気感度と前記第２の磁気感度とから前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報を取得するステップとを有し、
前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップは、
前記温度センサの出力と、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、所定の温度における前記ホール素子の磁気感度と、に基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップである請求項２０に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３２】
前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、
第１の温度における前記ホール素子の第１の磁気感度を測定するステップと、
第２の温度における前記ホール素子の第２の磁気感度を測定するステップと、
第３の温度における前記ホール素子の第３の磁気感度を測定するステップと、
前記第１の磁気感度と前記第２の磁気感度と前記第３の磁気感度とから前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報を取得するステップとを有し、
前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップは、
前記温度センサの出力と、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、所定の温度における前記ホール素子の磁気感度とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップである請求項２０に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３３】
前記磁気感度は定電流感度である請求項３１又は３２に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３４】
前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは出荷前に行われる工程であり、
前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、
前記ホール素子の出力を取得するステップと、
前記補正信号を用いて前記ホール素子の出力信号を補正するステップは、
磁場測定時に実行される工程である請求項２０〜３３のいずれか１項に記載の磁気センサの信号補正方法。
【請求項３５】
ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、
２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、
温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号とが入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正し、該補正した前記ホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、
所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、前記所定の大きさ且つ所定の方向の前記磁場を−４０度から１５０度の温度環境下にわたって前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下である磁気センサ。
【請求項３６】
ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、
２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、
温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号と、が入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正し、該補正した前記ホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、
所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、前記所定の大きさ且つ所定の方向の前記磁場を２５度から１５０度の温度環境下にわたって前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下である磁気センサ。
【請求項３７】
前記温度特性記憶部は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶される請求項３５又は３６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、ホール素子及びそれを備えた磁気センサ並びにその信号補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホール素子を内蔵した磁気センサ半導体集積回路として、電流が発生させる磁場を検出する電流センサや、磁石の回転を検出する回転角センサ、磁石の移動を検出するポジションセンサなどが知られている。
図１は、ホール素子の駆動回路例を示す図である。電極１から電極３にホール駆動電流ＩＨを流すと、電極２−電極４間にホール素子出力ＶＨが得られることがわかる。
【０００３】
ホール素子の駆動方法として、一般的に、定電流駆動方式と定電圧駆動方式の２種類がある。図１のホール駆動電流ＩＨを常に一定にした方式が定電流駆動方式であり、ホール駆動電圧Ｖｄを一定にした方式が定電圧駆動方式である。それぞれの駆動方式における磁気感度を定電流感度及び定電圧感度と表記する。
一般にホール素子は、ｐ型シリコンからなるｐ型半導体基板層の表面にｎ型不純物領域が設けられた構成となっており、このｎ型不純物領域が感磁部として機能する。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のものは、ホール素子の形成に用いる基板の選択自由度を高めることのできる縦型ホール素子及びその製造方法に関する。この縦型ホール素子は、Ｐ型のシリコンからなる半導体基板に形成され、同基板の表面に垂直な成分を含む電流がＮ型の半導体領域１２内の磁気検出部ＨＰに供給された状態で、同基板の表面に平行な磁界成分が磁気検出部ＨＰに印加されるとき、その磁界成分に対応するホール電圧信号を出力するものである。
【０００５】
また、特許文献２には、ＳＮ向上を目的として、方位角センサに適したｎ型不純物領域の濃度として１．０×１０１６≦Ｎ≦３．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）が適していることが開示されている。
また、特許文献３には、出荷前試験にて５温度検査を行い、その結果をＥＥＰＲＯＭに書き込み、５点温度の折れ線補正を行い、検出磁場精度の高精度化を図る方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、ホール素子の電極部のＮ型領域の深さ方向の濃度分布が記載されており、濃度分布の範囲、つまり、基板表面を基点とした場合に、深さ方向で０．３μｍ以上、０．５μｍ以下の範囲内で、Ｎ型不純物の濃度が５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３３１０３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／１１６８２３号
【特許文献３】米国特許第２０１２／００８６４４２号明細書
【特許文献４】特開２０１２−２０４６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ホール素子の磁気感度は、例えば、特許文献３に記載されているように、温度によって変化することが知られている。磁気感度の温度変化は磁場検出精度の低下につながるため、磁場強度を高精度に算出するためには、ホール素子の磁気感度の温度特性を補正する必要がある。
ホール素子の出力と磁場強度の関係を数式（１）に表す。定電流感度をＳＩ（Ｔ）、ホール素子の駆動電流をＩＨ、磁場強度をＢとしたとき、ホール素子から得られる信号は、数式（１）のＳｉｇｎａｌ（Ｔ）となる。定電流感度ＳＩ（Ｔ）は、温度依存性を持つため、高精度に磁場強度Ｂを算出するためには、定電流感度の温度依存性に比例した係数で割る必要がある。
【０００９】
【数１】
2015092528.tif 000003
【００１０】
従来のホール素子の定電流感度の温度特性は、２次の特性を持っている。そのため、従来のホール素子を一定磁場に置いたときの出力は、数式（２）に示すように、２次の温度特性を持つことになる。
【００１１】
【数２】
2015092528.tif 000004
【００１２】
数式（２）に示すように、２次の温度特性を持つ信号から、高精度に磁場を算出するには、温度の２次の関数を補正関数として持つ必要がある。
近年、高精度な磁気センサが求められており、特に、車載用の磁気センサとして、−４０度から１５０度の間で補正残り誤差が１．０％以下となる磁気センサが求められている。ここで補正残り誤差ＥＲとは下記式で表される値である。
【００１３】
ＥＲ＝（ＳＩＭＡＸ−ＳＩＭＩＮ）／２
ＳＩＭＡＸは、−４０度から１５０度における補正後の磁気感度のうち、最大の磁気感度であり、ＳＩＭＩＮは−４０度から１５０度における補正後の磁気感度のうち、最小の磁気感度である。なお、ＳＩＭＡＸとＳＩＭＩＮは共に２５度における補正後の磁気感度で規格化された値である。補正残り誤差ＥＲが大きいほど、−４０度から１５０度における補正後の磁気感度がばらついていることとなり、補正残り誤差ＥＲが小さいほど、−４０度から１５０度における補正後の磁気感度がばらついていないこととなる。
【００１４】
従来のホール素子を用いた磁気センサの場合、−４０度から１５０度の間で補正残り誤差を１．０％以下とするためには、磁気感度の温度特性を補正する補正関数において、正確な２次の補正関数を求める必要がある。正確な２次の補正関数を算出するためには数多くの温度でホール素子の磁気感度を測定しなければならず、従来のホール素子の場合、補正関数を算出するためのテスト工程に極めて多くの時間とコストがかかっていた。
【００１５】
また、補正関数を算出するための磁気感度の測定回数と磁気検出精度はトレードオフの関係にあり、従来のホール素子の場合、磁気感度の測定回数を少なくすると、磁気検出精度が低下し、−４０度から１５０度の間で補正残り誤差を１．０％以下とすることが出来なくなってしまうという問題があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、十分な精度を持つ補正関数を少ない磁気感度の測定回数で求めることが可能なホール素子及びそれを備えた磁気センサ並びにその信号補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、本発明は、ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えたホール素子であって、前記ｎ型不純物領域のｎ型不純物濃度Ｎ（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）と分布深さＤ（μｍ）が、
Ｎ＜１．０×１０１６
Ｎ＞３．８０２×１０１６×Ｄ−１．７６１
（ただし、前記ｎ型不純物濃度Ｎは、前記ｎ型不純物領域内における前記ｎ型不純物濃度の最大濃度であり、前記分布深さＤは、前記ｎ型不純物濃度が最大となる点から前記ｎ型不純物濃度Ｎの１／１０の濃度になる点までの深さ方向の長さである）の関係式を満たすことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度特性が略直線状となるので、−４０度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から磁気感度の温度特性を補正するための補正関数を作成した場合であっても十分に精度の高い補正関数となる。請求項１に記載の発明によれば、十分な精度を持つ補正関数を少ない磁気感度の測定回数で求めることが可能なホール素子を提供することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記ｎ型不純物濃度Ｎと前記分布深さＤが、Ｎ＞３．４１０×１０１６×Ｄ−１．２９３の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度特性が略直線状となるので、２５度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から磁気感度の温度特性を補正するための補正関数を作成した場合であっても十分に精度の高い補正関数を作成することが可能となる。請求項２に記載の発明によれば、十分な精度を持つ補正関数を少ない磁気感度の測定回数で求めることが可能なホール素子を提供することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、前記分布深さＤが、Ｄ≦１５の関係式を満たすことを特徴とする。
また、本発明は、前記分布深さＤが、４≦Ｄの関係式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動後に残る残留オフセットを低減することが可能となる。
また、本発明は、前記ｎ型不純物領域を覆うシリコン酸化物層を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、シリコン酸化物層とｎ型不純物領域の接続部分に大きな空乏層が発生してしまうことがない。これにより、ホール素子の磁気感度の温度特性の線形性を向上させることが可能となる。
また、本発明は、前記ｎ型不純物領域と前記シリコン酸化物層が接していることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、シリコン酸化物層とｎ型不純物領域の接続部分に大きな空乏層が発生してしまうことがない。これにより、ホール素子の磁気感度の温度特性の線形性を向上させることが可能となる。
また、本発明は、前記ｎ型不純物濃度Ｎが、３．０×１０１４＜Ｎの関係式を満たすことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、ホール素子を備えたことを特徴とする磁気センサである。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号とが入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正する信号補正部とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、前記温度特性記憶部は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報が記憶される温度比例係数記憶部と、前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報が記憶される磁気感度記憶部とを備え、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における磁気感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記温度比例係数記憶部が記憶する前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、前記ホール素子の定電流感度の温度比例係数に関する情報であり、前記磁気感度記憶部が記憶する前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報は、前記所定の温度における前記ホール素子の定電流感度に関する情報であることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、ホール素子の定電流感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における定電流感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、第１の温度において測定された前記ホール素子の第１の磁気感度と、第２の温度において測定された前記ホール素子の第２の磁気感度と、から算出される情報であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、前記第１の磁気感度は、前記第１の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であり、前記第２の磁気感度は、前記第２の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、更に、前記第１の磁気感度と、前記第２の磁気感度と、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の第３の磁気感度と、から算出される情報であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、前記第３の磁気感度は、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出されることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出されることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出されることを特徴とする。
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
【００３０】
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上３点下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出されることを特徴とする。
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、磁気センサの信号補正方法であって、前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップと、温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、前記ホール素子の出力を取得するステップと、前記補正信号を用いて前記ホール素子の出力信号を補正するステップとを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、少ないテスト工程で精度の高い磁場検出を行うことが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を含み、前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を取得するステップを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における磁気感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、前記ホール素子の定電流感度の温度比例係数に関する情報であり、前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報は、前記所定の温度における前記ホール素子の定電流感度に関する情報であることを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、ホール素子の定電流感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における定電流感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、第１の温度において測定された前記ホール素子の第１の磁気感度と、第２の温度において測定された前記ホール素子の第２の磁気感度と、から算出される情報であることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明は、前記第１の磁気感度は、前記第１の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であり、前記第２の磁気感度は、前記第２の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、更に、前記第１の磁気感度と、前記第２の磁気感度と、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の第３の磁気感度とから算出される情報であることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、前記第３の磁気感度は、前記第３の温度において測定された前記ホール素子の定電流感度であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出されることを特徴とする。
【００３６】
本発明によれば、少ないテスト工程で精度の高い磁場検出をすることが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の磁気感度から算出されることを特徴とする。
本発明によれば、少ないテスト工程で精度の高い磁場検出をすることが可能となる。
【００３７】
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出されることを特徴とする。
本発明によれば、少ないテスト工程で精度の高い磁場検出をすることが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報は、２点以上３点下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出されることを特徴とする。
【００３８】
本発明によれば、少ないテスト工程で精度の高い磁場検出をすることが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、第１の温度における前記ホール素子の第１の磁気感度を測定するステップと、第２の温度における前記ホール素子の第２の磁気感度を測定するステップと、前記第１の磁気感度と前記第２の磁気感度とから前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報を取得するステップとを有し、前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップは、前記温度センサの出力と、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、所定の温度における前記ホール素子の磁気感度と、に基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップであることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における磁気感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは、第１の温度における前記ホール素子の第１の磁気感度を測定するステップと、第２の温度における前記ホール素子の第２の磁気感度を測定するステップと、第３の温度における前記ホール素子の第３の磁気感度を測定するステップと、前記第１の磁気感度と前記第２の磁気感度と前記第３の磁気感度とから前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報を取得するステップとを有し、前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップは、前記温度センサの出力と、前記ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、所定の温度における前記ホール素子の磁気感度とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップであることを特徴とする。
【００４０】
本発明によれば、ホール素子の磁気感度の温度比例係数と、ホール素子の所定の温度における磁気感度を用いて、温度変化に起因するホール素子の出力変化を精度よく補正することが可能となる。
また、本発明は、前記磁気感度は定電流感度であることを特徴とする。
また、本発明は、前記ホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップは出荷前に行われる工程であり、前記温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、前記ホール素子の出力を取得するステップと、前記補正信号を用いて前記ホール素子の出力信号を補正するステップは、磁場測定時に実行される工程であることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明は、ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、２点以上５点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号とが入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正し、該補正した前記ホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、前記所定の大きさ且つ所定の方向の前記磁場を−４０度から１５０度の温度環境下にわたって前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下であることを特徴とする。
【００４２】
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、ｐ型不純物領域と、前記ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、温度センサの出力と、前記ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、前記ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、前記補正信号生成部が生成する前記補正信号と、前記ホール素子の出力信号と、が入力され、前記補正信号に基づいて前記ホール素子の出力信号を補正し、該補正した前記ホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、前記所定の大きさ且つ所定の方向の前記磁場を２５度から１５０度の温度環境下にわたって前記磁気センサに印加した時に前記信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下であることを特徴とする。
【００４３】
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
また、本発明は、前記温度特性記憶部は、２点以上３点以下の温度において測定された前記ホール素子の出力から算出された前記ホール素子の温度特性に関する情報が記憶されることを特徴とする。
本発明によれば、少ないテスト工程で十分な磁場検出精度を有する磁気センサを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、十分な精度を持つ補正関数を少ない磁気感度の測定回数で求めることが可能なホール素子及びそれを備えた磁気センサ並びにその信号補正方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ホール素子の駆動回路例を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明の磁気センサに用いられるホール素子の平面図（レイアウト）と断面図である。
【図３】深さとｎ型不純物濃度の関係を示す図である。
【図４】分布深さとｎ型不純物領域濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る磁気センサの実施形態を説明するためのブロック構成図である。
【図６】図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施形態を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図７】図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例１を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】ｎ型不純物濃度に対する直線近似誤差の関係を示す図である。
【図９】ホール素子の動作時の概略断面図である。
【図１０】分布深さとｎ型不純物領域濃度との関係を示す図である。
【図１１】ホール素子の動作時の概略断面図である。
【図１２】図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例２を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１３】ｎ型不純物濃度に対する３点折れ線近似誤差の関係を示す図である。
【図１４】実施例３における分布深さと残留オフセットのバラツキとの関係を示す図である。
【図１５】分布深さとｎ型不純物領域濃度との関係を示す図である。
【図１６】図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例４を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１７】ｎ型不純物濃度に対する定電流感度の温度特性バラツキの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
本発明は、高精度の磁気センサを実現する技術として、ホール素子の感磁部のｎ型不純物領域の濃度と深さを適切な範囲の限定及び磁気感度の温度特性補正方法を実現することを目的としている。
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係るホール素子を説明するための構成図で、図２（ａ）はホール素子の上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｄ線断面図である。図中符号１はｐ型不純物領域、２はｎ型不純物領域、３はｎ型領域（電極部）を示している。ｎ型不純物領域２がホール素子の感磁部として機能し、ｎ型領域３が、ホール素子の電極として機能する。
【００４７】
本実施形態のホール素子は、ｐ型不純物領域１と、ｐ型不純物領域上１に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域２と、を備える。
本実施形態では、ｎ型不純物領域内におけるｎ型不純物濃度の最大濃度をｎ型不純物濃度Ｎと定義し、ｎ型不純物濃度が最大となる点から、ｎ型不純物濃度がｎ型不純物濃度Ｎの１／１０となる点までの深さ方向の長さを分布深さＤであると定義する。ｎ型不純物濃度Ｎの単位はａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、分布深さＤの単位はμｍであるとする。
【００４８】
なお、ｎ型不純物領域内におけるｎ型不純物濃度の最大濃度Ｎおよび分布深さＤの測定には２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を使用する。この方法は、イオンを試料表面に入射させ、試料表面から放出されたイオンを検出し、各質量における検出量を測定することで、試料中に含まれる成分の定性・定量を行う手法である。この測定により、例えば、図４のような、ｎ型不純物濃度の断面方向の濃度を測定することが可能となる。測定装置は、「ＣＡＭＥＣＡ  ＩＭＳ−７ｆ」を用い、測定条件は１次イオン種：Ｃｓ＋、２次イオン極性：ｎｅｇａｔｉｖｅ、加速電圧：１５．０ｋＶとする。
ｎ型不純物領域２のｎ型不純物濃度Ｎ（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）と分布深さＤ（μｍ）は下記数式（３）を満たしている。
【００４９】
【数３】
2015092528.tif 000005
【００５０】
ただし、ｎ型不純物濃度Ｎは、ｎ型不純物領域内におけるｎ型不純物濃度の最大濃度であり、分布深さＤは、ｎ型不純物濃度が最大となる点からｎ型不純物濃度Ｎの１／１０の濃度になる点までの深さ方向の長さである。
上記数式（３）を満たす本実施形態のホール素子は、磁気感度の温度特性が略直線状になるので、−４０度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から作成された補正関数であっても十分に精度の高い補正関数となる。
【００５１】
より詳細には、−４０度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から作成された補正関数を用いて−４０度から１５０度の範囲の磁気感度を補正した場合であっても、補正残り誤差を１．０％以下にすることが可能となる。
図３は、分布深さＤとｎ型不純物濃度Ｎの関係を示す図である。図３に示すように、ｎ型不純物領域のＮ型不純物の濃度一般にシリコン基板表面付近の濃度が薄く、深くなるほど濃度が薄くなる。図３では、ｎ型不純物濃度Ｎは、全て１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）であり、分布深さＤは、それぞれ８μｍ・６μｍ・４μｍとなる。
さらに、数式（４）を満たすｎ型不純物領域のｎ型不純物濃度Ｎおよびｎ型不純物濃度の分布深さＤはより好ましい。
【００５２】
【数４】
2015092528.tif 000006
【００５３】
上記数式（４）を満たす本実施形態のホール素子は、磁気感度の温度特性が略直線状になるので、２５度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から作成された補正関数であっても十分に精度の高い補正関数となる。
より詳細には、２５度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から作成された補正関数を用いて−４０度から１５０度の範囲の磁気感度を補正した場合であっても、補正残り誤差を１．０％以下にすることが可能となる。
【００５４】
図４は、分布深さとｎ型不純物領域濃度との関係を示す図で、数式（３）及び数式（４）の示す範囲を図示した図である。
次に、その根拠について説明する。  
図５は、本発明に係る磁気センサの実施形態を説明するためのブロック構成図である。図中符号２１はホール素子、２２はホール駆動電流源、２３はチョッパースイッチ部、２４は差動増幅器、２５は積分器、２６は温度センサ、２７はアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、２８は温度比例係数記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）、２９は磁気感度記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）、３０は補正信号生成部、３１は信号補正部、３２は温度特性記憶部を示している。温度特性記憶部３２は、温度比例係数記憶部２８と磁気感度記憶部２９を含む。また、ホール素子の温度特性に関する情報は、ホール素子の磁気感度の温度比例係数に関する情報と、前記ホール素子の所定の温度における磁気感度に関する情報を含むものとする。以下、ホール素子の磁気感度は定電流感度であるとして説明するが、ホール素子の磁気感度は定電流感度に限るものではなく、例えば定電圧感度であってもよい。
【００５５】
本発明の磁気センサは、図２に示したホール素子を備えている磁気センサである。ホール駆動電流源２２は、ホール素子２１を定電流駆動する電流源である。チョッパースイッチ部２３は、ホール素子２１を２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動もしくは４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動するためのスイッチ群である。チョッパー駆動した信号を積分器２５で積分することで、数式（５）に示すように、ホール素子２１のオフセットを動的に除去することができる。
【００５６】
【数５】
2015092528.tif 000007
【００５７】
４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動の１例を示すと、Ｐｈａｓｅ１にて電極１から電極３にホール駆動電流を流し、電極２−電極４を差動増幅器に接続、Ｐｈａｓｅ２にて電極２から電極４にホール駆動電流を流し、電極３−電極１を差動増幅器１４に接続、Ｐｈａｓｅ３にて電極３から電極１にホール駆動電流を流し、電極４−電極２を差動増幅器２４に接続、Ｐｈａｓｅ４にて電極４から電極２にホール駆動電流を流し、電極１−電極３を差動増幅器２４に接続するという駆動手順になる。
【００５８】
差動増幅器２４は、ホール素子２１の出力の差分を増幅（α倍）するものである。積分器２５は、チョッパー駆動に同期して動く積分器であり、各Ｐｈａｓｅの差増増幅器２４の出力を加算するものである。
温度センサ２６は、シリコン基板上の温度を測定するセンサであり、ＡＤＣ２７は、温度センサ２６の出力信号Ｔをデジタル信号に変化するものである。温度比例係数記憶部２８は、ホール素子２１の定電流感度の温度比例係数を記憶するものであり、磁気感度記憶部２９は、ホール素子２１の定電流感度の絶対値（１点温度）を記憶するものである。  補正信号生成部３０は、温度比例係数記憶部２８から得られる信号β、磁気感度記憶部２９から得られる信号ＳＩ（２５）及び温度センサ２６から得られる信号Ｔを用いてホール素子２１の出力の補正信号β（Ｔ）を生成するものである。信号補正部３１は、補正信号生成部３０から得られるβ（Ｔ）を用いて、ホール素子２１の出力信号を補正するものである。
【００５９】
また、線形補正磁気センサ（後述する実施例１の信号補正方法に相当する）は、補正信号生成部３０が、第１の温度２５℃において測定された第１の定電流感度ＳＩ２５と第２の温度１５０℃において測定された第２の定電流感度ＳＩ１５０とから算出された傾きβに基づいて補正係数β（Ｔ）を生成する。
また、３点補正磁気センサ（後述する実施例２の信号補正方法に相当する）は、補正信号生成部３０が、第１の温度２５℃において測定された第１の定電流感度ＳＩ２５と、第２の温度１５０℃において測定された第２の定電流感度ＳＩ１５０と、第３の温度−４０℃において測定された第３の定電流感度ＳＩ−４０とから算出された第１の傾きβ１及び第２の傾きβ２に基づいて補正係数β（Ｔ）を生成する。
【００６０】
また、２フェーズ駆動磁気センサ（後述する実施例３の信号補正方法に相当する）としては、チョッパースイッチ部２３が２フェーズ駆動される。
また、傾き補正磁気センサ（後述する実施例４の信号補正方法に相当する）は、補正信号生成部３０が、第１の温度２５℃において測定された第１の定電流感度ＳＩ２５と第２の温度１５０℃において測定された第２の定電流感度ＳＩ１５０とから算出された傾きβを予め決定しておき、第１の温度２５℃において測定された第１の定電流感度ＳＩ２５と予め決定された傾きβとに基づいて補正係数β（Ｔ）を生成する。
【００６１】
図６は、図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施形態を説明するためのフローチャートを示す図である。本発明の磁気センサの信号補正方法は、図２に示したホール素子を備えている磁気センサの信号補正方法である。
ホール素子２１の各電極間のホール駆動電流をチョッパースイッチ部２３により切替操作するステップＳ１０１と、チョッパースイッチ部２３からの出力の差分を差動増幅器２４により増幅するステップＳ１０２と、チョッパースイッチ部２３のチョッパー駆動に同期して動作し、差動増幅器２４の出力を積分器２５により加算するステップＳ１０３を有している。
【００６２】
また、ホール素子が搭載されている基板上の温度を温度センサ２６により測定するステップＳ１０４と、ホール素子２１の定電流感度の温度比例係数を温度比例係数記憶部２８により記憶するステップＳ１０５と、ホール素子２１の定電流感度の絶対値を磁気感度記憶部２９により記憶するステップＳ１０６とを有している。
また、温度比例係数記憶部２８から得られる信号βと磁気感度記憶部２９から得られる信号ＳＩ２５と温度センサ２６から得られる信号Ｔとを用いてホール素子２１の出力の補正信号β（Ｔ）を補正信号生成部３０により生成するステップＳ１０７と、補正信号生成部３０から得られる信号β（Ｔ）を用いてホール素子２１の出力信号を信号補正部３１により補正するステップＳ１０８とを有している。
【００６３】
以下に説明する各信号補正方法としては、なるべく簡易であるほど回路規模も小さく、ＥＥＰＲＯＭも少なくてすみ、コストを抑えることができる。なお、以下に説明する信号補正は、ホール起電力に基づく物理量を補正することも含むものとする。つまり、このホール起電力に基づく物理量とは、ホール起電力信号ＶＨ、定電流感度ＳＩ（Ｔ）、ホール駆動電流ＩＨ、磁場Ｂ及び各物理量に比例した量を含むことができるものである。
【実施例１】
【００６４】
図７は、図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例１を説明するためのフローチャートを示す図で、補正係数の決定と補正の流れを示している。本実施例１では、出荷前検査にて、２５℃と１５０℃で定電流感度を測定し、２点直線近似を行って補正する方法を採用する。また、本実施例１における磁気センサの信号補正方法は、出荷前のテスト（出力検査）を行う工程（Ａ）と磁場測定時に実行する工程（Ｂ）とがある。
【００６５】
出荷前のテストを行う工程（Ａ）は、まず、第１の温度２５℃の第１の定電流感度ＳＩ２５を測定する（ステップＳ１）。次に、第２の温度１５０℃の第２の定電流感度ＳＩ１５０を測定する（ステップＳ２）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５と第２の定電流感度ＳＩ１５０とから傾きβを算出する（ステップＳ３）。次に、傾きβを温度比例係数記憶部２８に記憶する（ステップＳ４）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５を磁気感度記憶部２９に記憶する（ステップＳ５）。
【００６６】
磁場測定時に実行する工程（Ｂ）は、まず、温度センサ２６で温度Ｔを測定する（ステップＳ６）。次に、温度ＴをＡＤ変換する（ステップＳ７）。次に、補正信号生成部３０で補正係数β（Ｔ）を生成する（ステップＳ８）。次に、補正係数β（Ｔ）を用いて信号補正部３１でホール素子２１の出力信号を補正する（ステップＳ９）。
つまり、磁場測定時に実行する工程（Ｂ）においては、温度センサ２６の出力と、ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、補正信号生成部３０でホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、次に、補正信号を用いて信号補正部３１でホール素子の出力信号を補正するステップとを有している。
また、２５℃と１５０℃の定電流感度からβは、数式（６）のように算出することができる。
【００６７】
【数６】
2015092528.tif 000008
【００６８】
また、補正信号生成部３０で生成するβ（Ｔ）は、数式（７）で求めることができる。さらに、出力信号であるＦ（Ｂ）は、数式（８）で求めることができる。
【数７】
2015092528.tif 000009
【００６９】
【数８】
2015092528.tif 000010
【００７０】
仮に、定電流感度の温度特性が、温度に対して線形だった場合、出力信号Ｆ（Ｂ）は、数式（９）のように、磁場Ｂに比例した値かつ定電流感度に依存しない値になる。ゆえに、ホール素子の定電流感度ＳＩのバラツキによらずに、精度良く磁場Ｂを算出することができる。
【数９】
2015092528.tif 000011
【００７１】
なお、上記数式（７）〜（９）では、温度２５℃を基準として、β（Ｔ）、Ｓ（Ｔ）、ＳＩ（Ｔ）、Ｆ（Ｂ）を算出しているが、２５℃に限らず任意の温度を基準の温度としてよい。
ｎ型不純物濃度の異なるホール素子を用いて、図５に示したブロック構成図及び図７に示した信号補正方法を実施し、補正残り誤差を求めた結果が図８である。なお、図８で用いたホール素子の分布深さＤは１０μｍ以上である。
【００７２】
図８は、ｎ型不純物濃度に対する補正残り誤差の関係を示す図である。  
現在、高精度な磁気センサとして市販されているものは、補正残り誤差が１．８〜２．０％程度である。今後、より高精度な磁気センサに求められる補正残り誤差は１．０％程度となると考えられる。図８に示す結果から、図５に示したブロック構成図及び図７に示した信号補正方法を用いて、磁場Ｂを算出したときの結果が誤差１％以下となるのは、ｎ型不純物濃度が３．０×１０１４＜Ｎ＜１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）の時であることが分かる。つまり、ｎ型不純物濃度が３．０×１０１４＜Ｎ＜１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）の領域のホール素子の磁気感度は、温度に対して線形性が強い。
【００７３】
ｎ型不純物濃度１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以上のホール素子を用いて誤差を１％以下にする必要がある場合、直線近似では補正残り誤差が大きいため、上述した特許文献３に示すような、多温度で出荷前に測定を行い、多数の温度領域の折れ線近似といった補正が必要になる。多温度での出荷前測定はテストコストの増加につながり、多数の温度領域の折れ線近似は回路規模の増加につながる。
【００７４】
ここでｎ型不純物濃度を３．０×１０１４＜Ｎ＜１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）とすることで、ホール素子の磁気感度が、温度に対して線形性が強くなる理由を説明する。ホール素子の磁気感度は、数式（１０）で表すことができる。
【数１０】
2015092528.tif 000012
【００７５】
Ｇは形状ファクターと呼ばれ、ホール素子のレイアウトで決まるパラメータである。γＨ（Ｔ）はホール散乱係数、ｄ（Ｔ）はホール素子の実効的な厚み、ｎ（Ｔ）は伝導帯のキャリア密度、ｑは電子の電荷である。ホール素子の磁気感度が２次特性を示す理由は、伝導帯のキャリア密度ｎ（Ｔ）が２次特性を示すためであるが、ｎ型不純物濃度を薄くすることによって、ｎ（Ｔ）の影響を小さくするが出来る。ｎ型不純物濃度を薄くするとｎ（Ｔ）の影響が小さくなり、ホール散乱係数γＨ（Ｔ）の影響が支配的となる。ホール散乱係数γＨ（Ｔ）は線形性が強いため、結果、ｎ型不純物濃度を薄くすることによって、ホール素子の磁気感度の線形性を向上することができる。
【００７６】
ｎ型不純物濃度を３．０×１０１４＜Ｎ＜１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）とすることで、補正残り誤差が１．０％になることを示した。しかし、ｎ型不純物濃度を低濃度にすることで、空乏層の影響が大きくなる。ホール素子は、ｎ型不純物領域の周りをｐ型不純物領域で囲む構造のため、感磁部の周囲各方向にｎｐ接続領域があり、空乏層が発生する。空乏層は濃度の薄い領域に広がるため、感磁部のｎ型不純物濃度を薄くすることで、空乏層影響が大きくなる。
【００７７】
図９は、ホール素子の動作時の概略断面図で、ｎ型不純物領域における分布深さと空乏層との関係を示す図である。図中符号４は空乏層を示している。特に、図９に示したｎ型不純物領域２の深い部分の影響が大きい。定電流感度は、式（１０）で示している通り、図９に示したホール厚ｄに逆比例する。ホール厚ｄは、ｎ型不純物濃度の分布深さＤから空乏層４の厚みを引いた部分となる。つまり、空乏層４が大きくなれば、ホール厚ｄは小さくなり、空乏層４が小さくなると、ホール厚ｄが大きくなる。
【００７８】
駆動方法によっても、空乏層４の影響は異なるが、最も一般的に使用される駆動方法である図１を用いた場合を考える。温度が上がると、ホール素子の抵抗値は上がる。図１の定電流駆動の場合、ホール素子の抵抗値が上がるにつれて、図１のＢ点の電位は下がる。
ホール素子の感磁部の平均電位は、図１のＡ点とＢ点の電位の平均と考えればよいため、温度が上がるにつれて、感磁部の平均電位は下がることになる。空乏層４は、ｎｐ接続領域に発生し、空乏層４の幅はｎ領域の電位とｐ領域の電位の差で決まる。
【００７９】
図９に示したｎ型不純物領域２の深い部分の場合、ｐ領域はＳｉ基板の電位であり、温度によらずＧＮＤ（０Ｖ）である。ｎ領域は感磁部の平均電位であり、温度によって変化する。つまり、ｎ領域の電位とｐ領域の電位の差が温度によって変化するため、空乏層４の幅も温度によって変化する。空乏層４の幅が温度によって変化するため、ホール厚ｄも温度によって変化する。ゆえに、定電流感度もホール厚ｄの温度依存性の影響を受ける。
【００８０】
仮に、十分にｎ型不純物領域２の分布深さＤが大きい場合、空乏層４の幅が変化してもホール厚ｄはほとんど影響を受けることはないが、分布深さＤが小さい場合、空乏層４の変化によってホール厚ｄが変化し、定電流感度の温度に対する線形性を低下させる要因となる。
仕様の温度範囲が−４０〜１５０℃である製品の温度補正を、２点の線形近似で行う場合、一般的に２種類あり、−４０℃と１５０℃の２点を測定して線形近似する場合と、室温付近である２５℃と１５０℃の２点を測定して線形近似する場合である。−４０℃と１５０℃の２点を測定して線形近似したほうが、仕様の温度全範囲の高精度な磁場検出を実現できる。一方、２５℃と１５０℃の２点を測定して線形近似したほうが、冷却が不要なため低コストになる。
【００８１】
−４０℃と１５０℃の２点を測定して線形近似したときに、補正残り誤差が１％以下となる領域を求めた。その領域は数式（１１）で表される。この範囲にｎ型不純物領域の濃度Ｎと分布深さＤをすることで、線形近似によって、高精度な磁場の検出を実現することができる。
【００８２】
【数１１】
2015092528.tif 000013
【００８３】
さらに、２５℃と１５０℃の２点を測定して線形近似したときに、補正残り誤差が１％以下となる領域を求めた。その領域は数式（１２）で表される。この範囲にｎ型不純物領域の濃度Ｎと分布深さＤをすることで、線形近似によって、高精度な磁場の検出を実現することができる。数式（１２）の領域は、数式（１１）の領域に比べて小さい。数式（１２）の領域にすることで、より低コストに高精度な磁場の検出を実現することができる。
【００８４】
【数１２】
2015092528.tif 000014
【００８５】
上述した範囲の中と外の結果の具体例を示す（例６；表１〜表１９）。
図１０は、分布深さＤとｎ型不純物領域濃度Ｎとの関係を示す図である。表１〜表１９に示したａ〜ｓの不純物濃度Ｎ及び分布深さＤは、図１０中のａ〜ｓに対応する。表１〜表１９の１列目が温度、２列目が補正前の定電流感度（２５℃規格化）、３列目が−４０度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から得られる定電流感度の温度比例係数を用いて補正前の定電流感度を補正した後の定電流感度、４列目が２５度と１５０度の２温度で磁気感度を測定した結果から得られる定電流感度の温度比例係数を用いて補正前の定電流感度を補正した後の定電流感度である。
【００８６】
なお、表１〜表１９中の濃度Ｎは不純物濃度Ｎを示し、深さＤは分布深さＤを示す。
一番下の行は、補正残り誤差を±０％の形で計算した結果となる。
例えば、表１の場合、４列目（２５度〜１５０度線形近似）の最大の磁気感度ＳＩＭＡＸは１．００４であり、最小の磁気感度ＳＩＭＩＮは０．９６２である。
従って、補正残り誤差ＥＲは（１．００４−０．９６２）／２となる。
【００８７】
まず、ａ点は、図１０からも分かるように、本発明の範囲外の点となる。実際、補正残り誤差を計算すると、±１％以上となっている。同じ濃度Ｎで、深さを倍にした点がｂ点となる。−４０〜１５０℃で線形近似した場合、２５〜１５０℃で線形近似した場合、共に±１％以下となっている。
次に、ｃ点〜ｅ点は、同じ濃度Ｎで、分布深さＤを変えたときの結果であり、ｃ点は範囲外、ｄ点は数式（１１）の範囲内、ｅ点は数式（１２）の範囲内である。補正残り誤差は、ｃ点では±１％以上、ｄ点では−４０〜１５０℃で線形近似した場合±１％以下、ｅ点では２５〜１５０℃で線形近似した場合も±１％以下となっている。
【００８８】
ｆ点では、−４０〜１５０℃で線形近似した場合、補正残り誤差が１％以下となっているが、２５〜１５０℃で線形近似した場合、補正残り誤差が１％以上となっている。
次に、ｇ点は本発明の範囲外の点となる。補正残り誤差を計算すると、±１％以上となっている。ｈ点は補正残り誤差を計算すると、±１％以上となっていることがわかる。ｉ点は、ｈ点の濃度Ｎを少し濃くしたものである。補正残り誤差を計算すると、−４０〜１５０℃で線形近似した場合に、±１％以下となっている。ｊ点は補正残り誤差を計算すると、−４０〜１５０℃で線形近似した場合、２５〜１５０℃で線形近似した場合、共に±１％以下となっていることがわかる。
【００８９】
ｋ点及びＬ点は、最も分布深さＤが大きく、濃度が薄い領域における本発明内（Ｌ）外（ｋ）の点となっていることがわかる。
ｍ〜ｏ点は、本発明範囲内の濃度Ｎが濃い側の点となる。表１３〜１５に示したとおり、補正残り誤差が±１％以下となっている。
さらに、ｐ〜ｓ点は、本発明外の濃度Ｎが濃い側の点となる。表１６〜表１９に示したとおり、補正残り誤差は±１％よりより大きい。
【００９０】
以上の結果のように、数式（１１）及び数式（１２）の範囲内と外で、線形近似した後の補正残り誤差に差が生まれていることがわかる。
【００９１】
【表１】
2015092528.tif 000015
【００９２】
【表２】
2015092528.tif 000016
【００９３】
【表３】
2015092528.tif 000017
【００９４】
【表４】
2015092528.tif 000018
【００９５】
【表５】
2015092528.tif 000019
【００９６】
【表６】
2015092528.tif 000020
【００９７】
【表７】
2015092528.tif 000021
【００９８】
【表８】
2015092528.tif 000022
【００９９】
【表９】
2015092528.tif 000023
【０１００】
【表１０】
2015092528.tif 000024
【０１０１】
【表１１】
2015092528.tif 000025
【０１０２】
【表１２】
2015092528.tif 000026
【０１０３】
【表１３】
2015092528.tif 000027
【０１０４】
【表１４】
2015092528.tif 000028
【０１０５】
【表１５】
2015092528.tif 000029
【０１０６】
【表１６】
2015092528.tif 000030
【０１０７】
【表１７】
2015092528.tif 000031
【０１０８】
【表１８】
2015092528.tif 000032
【０１０９】
【表１９】
2015092528.tif 000033
【０１１０】
上記で説明したように、ｎ型不純物領域とｐ型不純物領域が接する部分の空乏層影響は小さい方が好ましい。同様に、ホール素子表面における空乏層影響も小さい、もしくは空乏層がないほうが望ましい。
図１１は、ホール素子の動作時の概略断面図である。図１１に示すように、ホール素子の表面には、さらに上の層との絶縁のためにカバー層が設けられる。ホール厚ｄの値をなるべく大きくするためには、このカバー層とｎ型不純物領域の接続部分では空乏層影響が小さいことが求められる。そのため、カバー層としてはシリコン酸化物であることが望ましい。シリコン酸化物以外でも絶縁さえできればカバー層としての目的は達せられるが、空乏層が発生するとホール厚ｄは小さくなる。カバー層とｎ型不純物領域の接続部分に大きな空乏層が発生する場合、空乏層がない時と同じホール厚ｄにするためには、分布深さＤを大きな値にする必要がある。そのため、空乏層が発生しないシリコン酸化物が、ホール素子のカバー層として望ましい。
【０１１１】
また、ｎ型不純物領域は一般的に、エピタキシャル成長、もしくはシリコン基板に打ち込んだインプラントの熱拡散によって形成される。両方法ともに、分布深さＤを大きな値とするには、製造時間を長くする必要がある。
インプラントの熱拡散は、インプラントの種類と加熱温度および加熱時間で決まる。インプラントの種類は、ｎ型不純物としてはＰ（リン）が一般的ではあるが、ドナーとなる材料であればこれに限らない。一般的な製造方法を用いた場合、加熱時間を１５００分程度にすると分布深さは１５μｍ程度となる。
【０１１２】
加熱時間を長くすることによって、分布深さを深くすることが可能となるが、製造時間の観点から、加熱時間は１５００分以下とすることが好ましく、分布深さは１５μｍ以下とすることが好ましい。製造時間の観点から、分布深さＤは１０μｍ以下であることが好ましく、９μｍ以下であることがより好ましく、８μｍ以下であることが更に好ましく、７μｍ以下であることが特に好ましい。また、分布深さＤは６μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよい。
【０１１３】
また、ｎ型不純物領域とｐ型不純物領域の間に発生する空乏層が磁気感度に与える影響を小さくするためにも、分布深さＤは３μｍ以上であることが好ましく、４μｍ以上であることが更に好ましく、５μｍ以上であることが特に好ましい。
また、ホール素子の周囲のｐ型不純物領域に使用されるｐ型不純物としては、Ｂ（ボロン）が一般的であるが、アクセプターとなる材料であればこれに限らない。ｐ型不純物領域の不純物濃度については特に限定は無く、一般的な不純物濃度である１．０×１０１４（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以上１．０×１０２１（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以下としておけばよい。
【０１１４】
以上の結果から、低コストで高精度な磁気センサを実現するには、数式（３）を満たすｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤが望ましく、さらに、数式（４）を満たすｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤはより望ましい。数式（３）と数式（４）で示される範囲を図示したものが、図４となる。図４に示した範囲で作製されたホール素子を、２点温度直線近似などの適切な補正をすることにより、高精度な磁場検出精度を持つ磁気センサを低コストで実現することが可能になる。
【実施例２】
【０１１５】
本実施例２は、ｎ型不純物濃度Ｎと分布深さＤの限定と多点補正を行うことで、従来のホール素子と多点補正と比較して、補正後の補正残り誤差を小さくすることができる。
上述した実施例１では、出荷前検査にて、２点直線近似を行って補正する方法を採用した。さらに、高精度な補正が必要な場合、出荷前検査にて、−４０℃・２５℃・１５０℃の３点温度で定電流感度を測定し、３点折れ線近似による補正を行うことが有効である。なお、本実施例２における磁気センサを説明するためのブロック構成図は、上述した実施例１と同様である。
【０１１６】
図１２は、図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例２を説明するためのフローチャートを示す図で、出荷前検査から補正の流れを示している。本実施例２における磁気センサの信号補正方法は、出荷前のテストを行う工程（Ａ）と磁場測定時に実行する工程（Ｂ）とがある。
出荷前のテストを行う工程（Ａ）は、まず、第１の温度２５℃の第１の定電流感度ＳＩ２５を測定する（ステップＳ１１）。次に、第２の温度１５０℃の第２の定電流感度ＳＩ１５０を測定する（ステップＳ１２）。次に、第３の温度−４０℃の第３の定電流感度ＳＩ−４０を測定する（ステップＳ１３）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５と第３の定電流感度ＳＩ−４０とから傾きβ１を算出する（ステップＳ１４）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５と第２の定電流感度ＳＩ１５０とから傾きβ２を算出する（ステップＳ１５）。次に、傾きβ１及び傾きβ２を温度比例係数記憶部２８に記憶する（ステップＳ１６）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５を磁気感度記憶部２９に記憶する（ステップＳ１７）。
【０１１７】
磁場測定時に実行する工程（Ｂ）は、まず、温度センサ２６で温度Ｔを測定する（ステップＳ１８）。次に、温度ＴをＡＤ変換する（ステップＳ１９）。次に、補正信号生成部３０で補正係数β（Ｔ）を生成する（ステップＳ２０）。次に、補正係数β（Ｔ）を用いて信号補正部３１でホール素子２１の出力信号を補正する（ステップＳ２１）。
つまり、磁場測定時に実行する工程（Ｂ）においては、まず、温度センサ２６でホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップと、次に、温度センサ２６の出力と、ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、補正信号生成部３０でホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、次に、補正信号を用いて信号補正部３１でホール素子の出力信号を補正するステップとを有している。
【０１１８】
つまり、図１２の補正係数演算ブロックにて算出するβ１及びβ２は、数式（１２）で求めることができる。
【０１１９】
【数１３】
2015092528.tif 000034
【０１２０】
図１３は、ｎ型不純物濃度に対する補正残り誤差の関係を示す図で、３点折れ線近似で補正した後の補正残り誤差（３点折れ線近似誤差）を求めた結果を示している。ｎ型不純物濃度Ｎが７．０×１０１４＜Ｎ＜１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）の時、補正残り誤差を０．２％にまで小さくすることができる。
空乏層領域を考慮した場合の分布深さＤの領域は、上述した実施例１と同じであるため、３点折れ線近似を用いて、高精度な磁場検出精度を持つ磁気センサを実現するには、数式（３）を満たすｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤが望ましく、さらに、数式（４）を満たすｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤはより望ましい。範囲を図示したものが上述した図４となる。
【０１２１】
また、定電流感度は、ｎ型不純物濃度Ｎを薄くしていくと、低温における２次の温度特性が減少する変わりに、高温における２次の温度特性が相対的に見えやすくなる傾向がある。高温における２次の温度特性をさらに精度良く補正するためには、３点以上の多点補正とするとよりよい。ｎ型不純物濃度Ｎが濃いときと比べて、数式（３）又は数式（４）に示したｎ型不純物濃度の範囲の場合、多点補正後の補正誤差は小さくなり、より高精度な磁気センサを実現することが可能になる。
【実施例３】
【０１２２】
上述した実施例１及び２においては、４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動の例を示したが、本実施例３では、２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動の例を示している。この２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動にすると、残留オフセットが増加する。残留オフセットを低減できる分布深さＤを規定（Ｄ≧４μｍ）したものである。
つまり、上述した実施例１及び実施例２では、４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動によってオフセットを動的に除去した例を示したが、電流センサなどの高速応答性が求められる場合に２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動が用いられる。２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動は、４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動と比較して１サイクルの測定時間が短いため、応答性に優れている。
【０１２３】
２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動の１例を示すと、Ｐｈａｓｅ１にて電極１から電極３にホール駆動電流を流し、電極２−電極４を差動増幅器に接続、Ｐｈａｓｅ２にて電極２から電極４にホール駆動電流を流し、電極３−電極１を差動増幅器に接続するという駆動手順になる。
【０１２４】
【数１４】
2015092528.tif 000035
【０１２５】
２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動でもオフセットを除去することはできるが、オフセットの除去効果は４Ｐｈａｓｅチョッパー駆動と比較すると劣る。２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動後に残る残留オフセットを低減する方法として、インプラの拡散時間を長くしｎ型不純物領域のインプラの均一性を上げる方法がある。インプラの拡散時間を長くすると、ｎ型不純物領域の分布深さＤは大きくなる。
【０１２６】
図１４は、実施例３における分布深さと残留オフセットのバラツキとの関係を示す図である。分布深さＤ４μｍ以下において、２Ｐｈａｓｅチョッパー時の残留オフセットのバラツキが急激に増加していることがわかる。そのため、２Ｐｈａｓｅチョッパー駆動時は、数式（１５）を満たすｎ型不純物濃度及び分布深さにすることが望ましい。
図１５は、分布深さとｎ型不純物領域濃度との関係を示す図で、数式（１５）に示す範囲を図示した図である。
【０１２７】
【数１５】
2015092528.tif 000036
【実施例４】
【０１２８】
上述した実施例１においては、２点線形補正（傾きβをサンプルごとに算出）するものであったが、本実施例４は、１点補正＋定電流感度の温度に対する傾きβの代表値で補正（サンプルごとに算出するのは１点のみ）するものである。本実施例４は、上述した実施例１に比べて磁場検出精度は劣るが、低コストが実現できる。
従来のホール素子のｎ型不純物濃度と分布深さでは、傾きβの代表値で補正すると、補正残り誤差が大きかったが、本発明のホール素子の範囲の場合、傾きβの代表値で補正しても補正残り誤差が大きくない。
【０１２９】
また、ｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤを数式（３）又は数式（４）の範囲にすることで、１点温度の絶対値補正のみで高精度な磁気センサを実現することも可能となる。なお、本実施例４における磁気センサを説明するためのブロック構成図は、上述した実施例１及び実施例２と同様である。
図１６は、図５に示した本発明に係る磁気センサの信号補正方法の実施例４を説明するためのフローチャートを示す図である。本実施例４における磁気センサの信号補正方法は、予め製品の流し込み測定を行い、定電流感度の温度に対する傾きβを決定する工程（Ａ）と各サンプルにおける出荷前のテストを行う工程（Ｂ）と磁場測定時に実行する工程（Ｃ）とがある。
【０１３０】
出荷前のテストを行う工程（Ａ）は、まず、第１の温度２５℃の第１の定電流感度ＳＩ２５を測定する（ステップＳ３１）。次に、第２の温度１５０℃の第２の定電流感度ＳＩ１５０を測定する（ステップＳ３２）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５と第２の定電流感度ＳＩ１５０とから定電流感度の温度に対する傾きβを算出する（ステップＳ３３）。
各サンプルにおける出荷前のテストを行う工程（Ｂ）は、まず、第１の温度２５℃の第１の定電流感度ＳＩ２５を測定する（ステップＳ３４）。次に、第１の定電流感度ＳＩ２５を磁気感度記憶部２９に記憶する（ステップＳ３５）。次に、流し込み測定で得た傾きβを温度比例係数記憶部２８に記憶する（ステップＳ３６）。
【０１３１】
磁場測定時に実行する工程（Ｃ）は、まず、温度センサ２６で温度Ｔを測定する（ステップＳ３７）。次に、温度ＴをＡＤ変換する（ステップＳ３８）。次に、補正信号生成部３０で補正係数β（Ｔ）を演算する（ステップＳ３９）。次に、補正係数β（Ｔ）を用いて信号補正部３１でホール素子１１の出力信号を補正する（ステップＳ４０）。
つまり、磁場測定時に実行する工程においては、まず、温度センサ２６でホール素子の温度特性に関する情報を取得するステップと、次に、温度センサ２６の出力と、ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、補正信号生成部３０でホール素子の出力を補正するための補正信号を生成するステップと、次に、補正信号を用いて信号補正部３１でホール素子の出力信号を補正するステップとを有している。
【０１３２】
上述した実施例１では、各サンプルにおいて２点温度の定電流感度を測定し、定電流感度の温度に対する傾きβを算出していたのに対し、本実施例４では、定電流感度の温度に対する傾きβを流し込み結果の代表値を用いて補正する。この場合、βを算出するために、事前の流し込みを行う必要はあるが、各サンプルにおいては１点温度の定電流感度の測定を行うだけでよいため、テストコストを下げることができる。上述した実施例１と比較して、定電流感度の温度に対する傾きβの精度は劣るが、ｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤを数式（３）又は数式（４）の範囲にすることで、傾きβの精度劣化を抑えることができる。
【０１３３】
図１７は、ｎ型不純物濃度に対する定電流感度の温度特性バラツキの関係を示す図である。各サンプルでβを算出したときと比較して、流し込み結果の代表値βを用いて補正すると精度がどの程度劣化するかを求めた結果を示している。図１７の結果から分かるように、ｎ型不純物濃度が１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以上の領域では、急激に精度の劣化が起きるのに対し、ｎ型不純物濃度が１．０×１０１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）未満の領域では、精度の劣化が抑えられることがわかる。
【０１３４】
つまり、従来では、上述した特許文献３のように、定電流感度の温度特性を多点折れ線近似して精度を確保していたが、ｎ型不純物濃度Ｎ及び分布深さＤを数式（３）又は数式（４）の範囲にすることで、事前の流し込みによる定電流感度の温度に対する傾きの算出と１点温度の定電流感度の測定のみで精度を確保することが可能になり、低コストで高精度な磁場検出精度を持つ磁気センサを実現することができる。
【０１３５】
なお、上述した実施例１〜４においては、積分器１５の後段で補正を行っていたが、積分器１５の前段で補正を行ってもよい。また、補正をするための信号を磁気センサＩＣの外部に出力し、ＩＣ外部で補正演算を行ってもよい。さらに、磁場Ｂに比例する信号に対して、補正計算を行えばよいため、定電流感度ＳＩに対して補正、ホール素子の駆動電流ＩＨに対して補正、磁場強度Ｂに対して補正、磁場強度Ｂに比例した信号ＸＢに対して補正を行ってもよい。つまり、ホール起電力に基づく物理量を補正をも含むもので、このホール起電力に基づく物理量とは、ホール起電力信号ＶＨ、定電流感度ＳＩ（Ｔ）、ホール駆動電流ＩＨ、磁場Ｂ及び各物理量に比例した量を含むことができるものである。
【０１３６】
上述したように、本発明のホール素子を用いることにより、ｐ型不純物領域と、ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、２点以上５点以下の温度において測定されたホール素子の出力から算出されたホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、温度センサの出力と、ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、補正信号生成部が生成する補正信号と、ホール素子の出力信号とが入力され、補正信号に基づいてホール素子の出力信号を補正し、補正したホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で磁気センサに印加した時に信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、所定の大きさ且つ所定の方向の磁場を−４０度から１５０度の温度環境下にわたって磁気センサに印加した時に信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下であることを特徴とする磁気センサを提供することが可能となる。
【０１３７】
また、ｐ型不純物領域と、ｐ型不純物領域上に設けられ、感磁部として機能するｎ型不純物領域とを備えるホール素子と、２点以上３点以下の温度において測定されたホール素子の出力から算出されたホール素子の温度特性に関する情報が記憶された温度特性記憶部と、温度センサの出力と、ホール素子の温度特性に関する情報とに基づき、ホール素子の出力を補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、補正信号生成部が生成する補正信号と、ホール素子の出力信号とが入力され、補正信号に基づいてホール素子の出力信号を補正し、補正したホール素子の出力信号を出力する信号補正部とを備えている磁気センサであって、所定の大きさ、かつ所定の方向の磁場を２５度の温度環境下で磁気センサに印加した時に信号補正部から出力される信号が示す値をＶ２５、所定の大きさ且つ所定の方向の磁場を２５度から１５０度の温度環境下にわたって磁気センサに印加した時に信号補正部から出力される信号が示す値のうち、最も大きい値をＶＭＡＸ、最も小さい値をＶＭＩＮとした時の、ＥＲ＝（（ＶＭＡＸ／Ｖ２５）−（ＶＭＩＮ／Ｖ２５））／２で表される補正残り誤差ＥＲが１．０％以下であることを特徴とする磁気センサを提供することが可能となる。
【０１３８】
なお、上述の実施形態ではホール素子の温度特性に関する情報を２点又は３点の温度で測定されたホール素子の出力から算出する例を中心に説明したが、これに限るものではなく、ホール素子の温度特性に関する情報は、４点以上の温度で測定されたホール素子の出力から算出されてもよい。ただし、ホール素子の温度特性に関する情報を算出するためにかかる工数の関係上、ホール素子の温度特性に関する情報は、５点以下の温度で測定されたホール素子の出力から算出されることが好ましく、４点以下の温度で測定されたホール素子の出力から算出されることが更に好ましく、３点以下の温度で測定されたホール素子の出力から算出されることが特に好ましい。
【０１３９】
また、上述の実施形態では温度比例係数βを２点又は３点の温度で測定されたホール素子の磁気感度から算出する例を中心に説明したが、温度比例係数βは４点以上の温度で測定されたホール素子の磁気感度から算出されてもよい。ただし、温度比例係数βを算出するためにかかる工数の関係上、温度比例係数βは５点以下の温度で測定されたホール素子の磁気感度から算出されることが好ましく、４点以下の温度で測定されたホール素子の磁気感度から算出されることが更に好ましく、３点以下の温度で測定されたホール素子の磁気感度から算出されることが特に好ましい。
【０１４０】
上述したように、本発明によれば、ホール素子の感磁部であるｎ型不純物領域の濃度及び深さを適切な範囲に限定することにより、高精度な磁場強度の検出を温度特性の直線性の向上を図ることによってホール素子及びそれを備えた磁気センサ並びにその信号補正方法が実現できる。
【符号の説明】
【０１４１】
１  ｐ型不純物領域
２  ｎ型不純物領域（感磁部）
３  電極部
４  空乏層
２１  ホール素子
２２  ホール駆動電流源
２３  チョッパースイッチ部
２４  差動増幅器
２５  積分器
２６  温度センサ
２７  アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
２８  温度比例係数記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）
２９  磁気感度記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）
３０  補正信号生成部
３１  信号補正部
３２  温度特性記憶部
【図１】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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