(57)【要約】  本発明は、Ｓ／Ｎ比の優れたホール素子に関する。基板（１００）と、基板上に配置される第１の電極（２２ａ）及び第２の電極（２３ａ）と、基板上で、かつ、第１の電極と対向する位置に配置される第３の電極（２２ｂ）と、基板上で、かつ、第２の電極と対向する位置に配置される第４の電極（２３ｂ）と、第１から第４の電極に接続する感磁部（１０）とを備える。感磁部（１０）は、矩形状である第１の感磁領域（１０−１）と、第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域（１０−２）と、第１の感磁領域と第２の感磁領域の交差する領域である交差領域（１０−０）の近傍に形成された第３の感磁領域（１０−３）から第６の感磁領域（１０−６）とを備える。
2016063510.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た第１の電極から第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、
前記感磁部は、
平面視で矩形状である第１の感磁領域と、
平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、
平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、
を有し、
前記第１の電極と前記第３の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、
前記第２の電極と前記第４の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、
前記第１の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とし、
前記第２の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４としたときに、
前記第１の電極は、平面視で、前記Ａ１及び前記Ａ２と接続しており、
前記第２の電極は、平面視で、前記Ｂ１及び前記Ｂ２と接続しており、
前記第３の電極は、平面視で、前記Ａ３及び前記Ａ４と接続しており、
前記第４の電極は、平面視で、前記Ｂ３及び前記Ｂ４と接続しており、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、
前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、
前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、
前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、
前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、
前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、
前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、
前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、
前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、
前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、
前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、
前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、
前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、
前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、
としたときに、以下の式（１）〜（３）
【数１】
2016063510.tif 000014
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（２）
ただし、
【数２】
2016063510.tif 000015
０＜ａ≦０．１４、０＜ｂ≦０．６８、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．５９
の関係を満たすホール素子。
【請求項２】
前記ａ及びｂが、０＜ａ≦０．１２、０＜ｂ≦０．６１の関係を満たす請求項１に記載のホール素子。
【請求項３】
基板と、前記基板上に形成された第１の電極から第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、
前記感磁部は、
平面視で矩形状である第１の感磁領域と、
平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、
平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、
を有し、
前記第１の電極と前記第３の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、
前記第２の電極と前記第４の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、
前記第１の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とし、
前記第２の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４としたときに、
前記第１の電極は、平面視で、前記Ａ１及び前記Ａ２と接続しており、
前記第２の電極は、平面視で、前記Ｂ１及び前記Ｂ２と接続しており、
前記第３の電極は、平面視で、前記Ａ３及び前記Ａ４と接続しており、
前記第４の電極は、平面視で、前記Ｂ３及び前記Ｂ４と接続しており、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、
前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、
前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、
前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、
前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、
前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、
前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、
前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、
前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、
前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、
前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、
前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、
前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、
前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（４）〜（６）
【数３】
2016063510.tif 000016
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（５）
ただし、
【数４】
2016063510.tif 000017
０＜ａ≦０．１、０＜ｂ≦０．５４、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２
の関係を満たすホール素子。
【請求項４】
前記ａ及びｂが、０＜ａ≦０．０９、０＜ｂ≦０．４５の関係を満たす請求項３に記載のホール素子。
【請求項５】
前記ａ及びｂが、０＜ａ≦０．０６４、０＜ｂ≦０．３２の関係を満たす請求項３に記載のホール素子。
【請求項６】
前記ａ及びｂが、０＜ａ≦０．０４、０＜ｂ≦０．１９の関係を満たす請求項３に記載のホール素子。
【請求項７】
前記Ａ１及び前記Ｄ２を結ぶ線分の長さをＡＲＭ１、
前記Ａ２及び前記Ｄ３を結ぶ線分の長さをＡＲＭ２、
前記Ａ３及び前記Ｄ６を結ぶ線分の長さをＡＲＭ３、
前記Ａ４及び前記Ｄ７を結ぶ線分の長さをＡＲＭ４、
前記Ｂ１及び前記Ｄ８を結ぶ線分の長さをＡＲＭ５、
前記Ｂ２及び前記Ｄ１を結ぶ線分の長さをＡＲＭ６、
前記Ｂ３及び前記Ｄ４を結ぶ線分の長さをＡＲＭ７、
前記Ｂ４及び前記Ｄ５を結ぶ線分の長さをＡＲＭ８、
としたときに、
ＡＲＭ１からＡＲＭ８が全て０ではない請求項１〜６のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項８】
前記ＡＲＭ１、前記ＡＲＭ２、前記ＡＲＭ３及び前記ＡＲＭ４が全て０．５％×ＬＩＮ以上であり、
前記ＡＲＭ５、前記ＡＲＭ６、前記ＡＲＭ７及び前記ＡＲＭ８が全て０．５％×ＬＯＵＴ以上である請求項７に記載のホール素子。
【請求項９】
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の形状は、平面視で、互いに合同の形状である請求項１〜８のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１０】
前記第３の感磁領域及び前記第４の感磁領域は、平面視で、前記Ａ１及びＡ２を結ぶ線分の中点と、前記Ａ３及びＡ４を結ぶ線分の中点と、を結ぶ直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されており、
前記第５の感磁領域及び前記第６の感磁領域は、平面視で、前記直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されている
請求項１〜９のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１１】
前記感磁部は、平面視で、前記直線Ｍ１に対して線対称な形状である請求項１０に記載のホール素子。
【請求項１２】
前記第３の感磁領域及び前記第６の感磁領域は、平面視で、前記Ｂ１及びＢ２を結ぶ線分の中点と、前記Ｂ３及びＢ４を結ぶ線分の中点と、を結ぶ直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されており、
前記第４の感磁領域及び前記第５の感磁領域は、平面視で、前記直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１３】
前記感磁部は、平面視で、前記直線Ｍ２に対して線対称な形状である請求項１２に記載のホール素子。
【請求項１４】
前記第１の感磁領域から第６の感磁領域の抵抗率は、前記基板内の領域で、かつ、平面視で、前記第１の感磁領域から第６の感磁領域に隣接する領域の抵抗率より低い請求項１〜１３のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１５】
前記第１の感磁領域から第６の感磁領域のキャリア密度は、前記基板内の領域で、かつ、平面視で、前記第１の感磁領域から第６の感磁領域に隣接する領域のキャリア密度より高い請求項１〜１４のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１６】
前記感磁部は、前記基板上に形成されたメサ構造内に形成されており、
前記メサ構造の外縁は、平面視で、
前記Ｂ２及びＤ１を結ぶ線分、
前記Ｄ１及びＤ２を結ぶ線分、
前記Ｄ２及びＡ１を結ぶ線分、
前記Ａ２及びＤ３を結ぶ線分、
前記Ｄ３及びＤ４を結ぶ線分、
前記Ｄ４及びＢ３を結ぶ線分、
前記Ｂ４及びＤ５を結ぶ線分、
前記Ｄ５及びＤ６を結ぶ線分、
前記Ｄ６及びＡ３を結ぶ線分、
前記Ａ４及びＤ７を結ぶ線分、
前記Ｄ７及びＤ８を結ぶ線分、及び
前記Ｄ８及びＢ１を結ぶ線分
に沿っている請求項１〜１５のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１７】
前記第１の感磁領域から第６の感磁領域は、前記基板内に形成されている請求項１〜１５のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１８】
ＷＩＮ／ＷＯＵＴは、０．０５以上２０以下であり、
ＬＩＮ／ＬＯＵＴは、０．０５以上２０以下であり、
ＬＩＮは、１μｍ以上３００μｍ以下であり、
ＬＯＵＴは、１μｍ以上３００μｍ以下である請求項１〜１７のいずれか１項に記載のホール素子。
【請求項１９】
前記第１の感磁領域は、前記第１の電極と前記第３の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状の領域であり、
前記第２の感磁領域は、前記第２の電極と前記第４の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状の領域であり、
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域は、感磁部をはみ出さない最大の三角形の領域である請求項１〜１８のいずれか一項に記載のホール素子。
【請求項２０】
基板と、前記基板上に形成される第１の電極と、前記第１の電極と向かい合って形成される第３の電極と、第２の電極と、前記第２の電極と向かい合って形成される第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、
前記感磁部は、
前記第１の電極と前記第３の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状である第１の感磁領域と、
前記第２の電極と前記第４の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、
平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、
を有し、
前記第１の感磁領域の各頂点を、第１の電極側をＡ１、Ａ２、第３の電極側をＡ３、Ａ４とし、
前記第２の感磁領域の各頂点を、第２の電極側をＢ１、Ｂ２、第３の電極側をＢ３、Ｂ４とし、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、
前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、
前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、
前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、
前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、
前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、
前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、
前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、
前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、
前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、
前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、
前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、
前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、
前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、
前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、
前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、
前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（７）〜（９）
【数５】
2016063510.tif 000018
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  、０＜ａ≦０．１、０＜ｂ≦０．５４、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２・・・（８）
ただし、
【数６】
2016063510.tif 000019
の関係を満たすホール素子。
【請求項２１】
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域は、感磁部をはみ出さない最大の三角形の領域である請求項２０に記載のホール素子。
【請求項２２】
前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の形状は、平面視で、互いに合同の形状である請求項２０又は２１に記載のホール素子。
【請求項２３】
前記Ａ１及び前記Ｄ２を結ぶ線分の長さをＡＲＭ１、
前記Ａ２及び前記Ｄ３を結ぶ線分の長さをＡＲＭ２、
前記Ａ３及び前記Ｄ６を結ぶ線分の長さをＡＲＭ３、
前記Ａ４及び前記Ｄ７を結ぶ線分の長さをＡＲＭ４、
前記Ｂ１及び前記Ｄ８を結ぶ線分の長さをＡＲＭ５、
前記Ｂ２及び前記Ｄ１を結ぶ線分の長さをＡＲＭ６、
前記Ｂ３及び前記Ｄ４を結ぶ線分の長さをＡＲＭ７、
前記Ｂ４及び前記Ｄ５を結ぶ線分の長さをＡＲＭ８、
としたときに、
ＡＲＭ１からＡＲＭ８が全て０ではない請求項２０〜２２のいずれか１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】
従来から磁気センサは、電流検出装置や位置検出装置など多くの磁気センサ製品に応用されている。磁気センサの代表例として、ホール効果を利用したホール素子がある。
ホール素子は、一般に、感磁部と、感磁部に電流を流すための電流電極対と、ホール起電力を検出するための出力電極対を有している、そして、出力電極対から検出されるホール起電力から感磁部に印加された磁気の大きさ及び向きを検出する。
例えば、特許文献１に記載のホール素子は、十字型のホール素子の４箇所の内隅部分を直角でなく斜めに角取りを施した形状にしたものである。【０００３】
図１は、特許文献１に記載のホール素子を説明するための構成図である。特許文献１に記載のホール素子は、十字型の感磁部２を有しており、一方向の両端部にホール端子５が設けられ、他方向の両端部に電流端子６が設けられている。感磁部２は、十字型の形状をしているので４箇所の内隅部分３を有している。そして、これらの内隅部分３はいずれも直角ではなく斜めに角取りされている。この角取り部７は、内隅部分３に対して三角板状に張り出しており、縦横の寸法Ｌが２００μｍ、幅Ｗが１００μｍの十字形状のパターンに対して、角取り部７の一辺がＸ＝１０μｍの大きさとなっている。このような構成により、内隅部分３の幾何学的アンバランスにより生じていた不平衡電圧を小さくすることができる。
また、特許文献２に記載のホール素子は、感磁部の形状を十字型にして、さらに感磁部を半導体チップの表裏両面に設けて感度の向上を図るようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２９８３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１０１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、磁気センサ製品の小型化が要求されており、それに伴い、ホール素子の小型化が要求される。ホール素子の小型化は、感磁部の小型化につながり、感磁部の小型化はＳ／Ｎ（シグナルとノイズの比）の悪化につながる。Ｓ／Ｎが悪化すると、感磁部に印加された磁気の大きさを正確に検出することが出来なくなる。
上述した特許文献１のホール素子、特許文献２のホール素子どちらもＳ／Ｎが十分ではないという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ｓ／Ｎの優れたホール素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、基板と、前記基板上に形成された第１の電極から第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、前記感磁部は、平面視で矩形状である第１の感磁領域と、平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、を有し、前記第１の電極と前記第３の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、前記第２の電極と前記第４の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、前記第１の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とし、前記第２の感磁領域の各頂点を時計回りに順にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４としたときに、前記第１の電極は、平面視で、前記Ａ１及び前記Ａ２と接続しており、前記第２の電極は、平面視で、前記Ｂ１及び前記Ｂ２と接続しており、前記第３の電極は、平面視で、前記Ａ３及び前記Ａ４と接続しており、前記第４の電極は、平面視で、前記Ｂ３及び前記Ｂ４と接続しており、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（１）〜（３）
【数１】
2016063510.tif 000003
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（２）
ただし、
【数２】
2016063510.tif 000004
０＜ａ≦０．１４、０＜ｂ≦０．６８、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．５９
の関係を満たす。【０００７】
本発明の第２の態様においては、基板と、前記基板上に形成された第１の電極から第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、前記感磁部は、平面視で矩形状である第１の感磁領域と、平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、を有し、前記第１の電極と前記第３の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、前記第２の電極と前記第４の電極は、平面視で、前記交差領域を挟んで対向する位置に配置されており、前記第１の感磁領域の各頂点を順に時計回りにＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とし、前記第２の感磁領域の各頂点を順に時計回りにＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４としたときに、前記第１の電極は、平面視で、前記Ａ１及び前記Ａ２と接続しており、前記第２の電極は、平面視で、前記Ｂ１及び前記Ｂ２と接続しており、前記第３の電極は、平面視で、前記Ａ３及び前記Ａ４と接続しており、前記第４の電極は、平面視で、前記Ｂ３及び前記Ｂ４と接続しており、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（４）〜（６）
【数３】
2016063510.tif 000005
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（５）
ただし、
【数４】
2016063510.tif 000006
０＜ａ≦０．１、０＜ｂ≦０．５４、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２
の関係を満たす。【０００８】
本発明の第３の態様においては、基板と、前記基板上に形成される第１の電極と、前記第１の電極と向かい合って形成される第３の電極と、第２の電極と、前記第２の電極と向かい合って形成される第４の電極と、前記第１の電極から第４の電極のそれぞれに接続される感磁部と、を備えるホール素子であって、前記感磁部は、前記第１の電極と前記第３の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状である第１の感磁領域と、前記第２の電極と前記第４の電極とで挟まれた間の領域であり、前記感磁部をはみ出さない最大の大きさの平面視で矩形状であり、かつ、前記第１の感磁領域と垂直に交差する第２の感磁領域と、平面視で前記第１の感磁領域と前記第２の感磁領域の交差する領域である交差領域の近傍に形成された第３の感磁領域から第６の感磁領域と、を有し、前記第１の感磁領域の各頂点を、第１の電極側をＡ１、Ａ２、第３の電極側をＡ３、Ａ４とし、前記第２の感磁領域の各頂点を、第２の電極側をＢ１、Ｂ２、第３の電極側をＢ３、Ｂ４とし、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ１、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ２及び前記Ｂ３を結ぶ線分との交点をＣ２、前記Ａ２及び前記Ａ３を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ３、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分と前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分との交点をＣ４、前記Ｂ２及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ１、前記Ａ１及び前記Ｃ１を結ぶ線分上の点をＤ２、前記Ａ２及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ３、前記Ｂ３及び前記Ｃ２を結ぶ線分上の点をＤ４、前記Ｂ４及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ５、前記Ａ３及び前記Ｃ３を結ぶ線分上の点をＤ６、前記Ａ４及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ７、前記Ｂ１及び前記Ｃ４を結ぶ線分上の点をＤ８、としたときに、前記第３の感磁領域は、前記Ｃ１、前記Ｄ１及び前記Ｄ２を結ぶ三角形の領域であり、前記第４の感磁領域は、前記Ｃ２、前記Ｄ３及び前記Ｄ４を結ぶ三角形の領域であり、前記第５の感磁領域は、前記Ｃ３、前記Ｄ５及び前記Ｄ６を結ぶ三角形の領域であり、前記第６の感磁領域は、前記Ｃ４、前記Ｄ７及び前記Ｄ８を結ぶ三角形の領域であり、前記Ａ１及び前記Ａ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、前記Ａ１及び前記Ａ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、前記Ｂ１及び前記Ｂ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、前記第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（７）〜（９）
【数５】
2016063510.tif 000007
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  、０＜ａ≦０．１、０＜ｂ≦０．５４、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２・・・（８）
ただし、
【数６】
2016063510.tif 000008
の関係を満たす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、Ｓ／Ｎ比の優れたホール素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、特許文献１に記載のホール素子を説明するための構成図である。
【図２】図２は、本発明に係るホール素子の実施形態を説明するための構成図（その１）である。
【図３】図３は、本発明に係るホール素子の実施形態を説明するための構成図（その２）である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、図３に示したＡＲＭ１及びＡＲＭ２を有することにより、電極の位置がずれた時のホール素子の特性変動が少ないことを説明するための図である。
【図５】図５、感磁部に隣接する隣接領域を示す図である。
【図６】図６、図２における第１の感磁領域及び第２の感磁領域を説明するための図である。
【図７】図７は、図２における第３の感磁領域を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、Ｓ／Ｎが１．２倍以上から１．４倍以上となった領域を示したグラフを示す図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、Ｓ／Ｎが１．５倍以上から１．７倍以上となった領域を示したグラフを示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態のホール素子の最適な形状を説明するための構成図である。
【図１１】図１１は、本実施形態における感磁部がメサ構造内に形成されているホール素子の断面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態における感磁部が基板内に形成されているホール素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【００１２】
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。
図２は、本発明に係るホール素子の実施形態を説明するための構成図（その１）である。本実施形態のホール素子は、基板１００と、基板１００上に形成された第１の電極２２ａから第４の電極２３ｂと、第１の電極２２ａから第４の電極２３ｂに接続する感磁部１０とを備えているホール素子である。
つまり、本実施形態のホール素子は、基板１００と、基板１００上に配置される第１の電極２２ａ及び第２の電極２３ａと、基板１００上で、かつ、第１の電極２２ａと対向する位置に配置される第３の電極２２ｂと、基板１００上で、かつ、第２の電極２３ａと対向する位置に配置される第４の電極２３ｂと、第１から第４の電極に接続する感磁部１０とを備えている。第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂは感磁部１０に電流を流すための電流電極対である。第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂはホール起電力を検出するための出力電極対である。
【００１３】
なお、本実施形態では、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂを電流電極対、第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂを出力電極対としているが、第１の電極２２ａ及び第３の電極２２ｂからなる電極対、又は、第２の電極２３ａ及び第４の電極２３ｂからなる電極対のどちらか一方の電極対が、感磁部１０に電流を流すための電流電極対で、他方の電極対が、ホール起電力を検出するため出力電極対であればよい。
感磁部１０は、基板１００を平面視したときに矩形状である第１の感磁領域１０−１と、基板１００を平面視したときに矩形状であり、かつ、第１の感磁領域１０−１と垂直に交差する第２の感磁領域１０−２と、基板１００を平面視したときに第１の感磁領域１０−１と第２の感磁領域１０−２の交差する領域である交差領域１０−０の近傍に形成された第３の感磁領域１０−３から第６の感磁領域１０−６とを備えている。なお、「平面視したとき」とは、「基板１００を平面視したとき」を意味している。
【００１４】
第１の感磁領域１０−１の各頂点を時計回りに順にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とする。第１の電極２２ａは、平面視で、Ａ１及びＡ２と接続しており、第３の電極２２ｂは、平面視で、Ａ３及びＡ４と接続している。
また、第２の感磁領域１０−２の各頂点を時計回りに順にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４とする。第２の電極２３ａは、平面視で、Ｂ１及びＢ２と接続しており、第４の電極２３ｂは、平面視で、Ｂ３及びＢ４と接続している。
Ａ１及びＡ４を結ぶ線分とＢ２及びＢ３を結ぶ線分との交点をＣ１、Ａ２及びＡ３を結ぶ線分とＢ２及びＢ３を結ぶ線分との交点をＣ２、Ａ２及びＡ３を結ぶ線分とＢ１及びＢ４を結ぶ線分との交点をＣ３、Ａ１及びＡ４を結ぶ線分とＢ１及びＢ４を結ぶ線分との交点をＣ４とする。Ｃ１〜Ｃ４で囲まれた領域が、交差領域１０−０となる。
【００１５】
Ｂ２及びＣ１を結ぶ線分上の点をＤ１、Ａ１及びＣ１を結ぶ線分上の点をＤ２、Ａ２及びＣ２を結ぶ線分上の点をＤ３、Ｂ３及びＣ２を結ぶ線分上の点をＤ４、Ｂ４及びＣ３を結ぶ線分上の点をＤ５、Ａ３及びＣ３を結ぶ線分上の点をＤ６、Ａ４及びＣ４を結ぶ線分上の点をＤ７、Ｂ１及びＣ４を結ぶ線分上の点をＤ８としたときに、第３の感磁領域１０−３は、Ｃ１、Ｄ１及びＤ２を結ぶ三角形の領域であり、第４の感磁領域１０−４は、Ｃ２、Ｄ３及びＤ４を結ぶ三角形の領域であり、第５の感磁領域１０−５は、Ｃ３、Ｄ５及びＤ６を結ぶ三角形の領域であり、第６の感磁領域１０−６は、Ｃ４、Ｄ７及びＤ８を結ぶ三角形の領域である。
【００１６】
また、Ａ１及びＡ２を結ぶ線分の長さをＷＩＮ、Ｂ１及びＢ２を結ぶ線分の長さをＷＯＵＴ、Ａ１及びＡ４を結ぶ線分の長さをＬＩＮ、Ｂ１及びＢ４を結ぶ線分の長さをＬＯＵＴ、第３の感磁領域１０−３から第６の感磁領域１０−６の合計面積をＳ、としたときに、以下の式（１０）〜（１２）
【数７】
2016063510.tif 000009
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（１１）
ただし、
【数８】
2016063510.tif 000010
０＜ａ≦０．１４、０＜ｂ≦０．６８、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．５９
の関係を満たすように構成されている。
【００１７】
図３は、本発明に係るホール素子の実施形態を説明するための構成図（その２）である。図２と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
Ａ１及びＤ２を結ぶ線分の長さをＡＲＭ１、Ａ２及びＤ３を結ぶ線分の長さをＡＲＭ２、Ａ３及びＤ６を結ぶ線分の長さをＡＲＭ３、Ａ４及びＤ７を結ぶ線分の長さをＡＲＭ４、Ｂ１及びＤ８を結ぶ線分の長さをＡＲＭ５、Ｂ２及びＤ１を結ぶ線分の長さをＡＲＭ６、Ｂ３及びＤ４を結ぶ線分の長さをＡＲＭ７、Ｂ４及びＤ５を結ぶ線分の長さをＡＲＭ８とする。ＡＲＭ１からＡＲＭ８は全て０であってもよく、また、電極の位置がずれた時のホール素子の特性変動を少なくするために、ＡＲＭ１からＡＲＭ８は全て０でなくてもよい。
【００１８】
図４（ａ）及び（ｂ）は、図３に示したＡＲＭ１及びＡＲＭ２を有することにより、電極の位置がずれた時のホール素子の特性変動が少ないことを説明するための図である。図４（ａ）は、ＡＲＭ１及びＡＲＭ２がある場合で、図４（ｂ）は、ＡＲＭ１及びＡＲＭ２が無い場合を示している。なお、図２と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
図４（ａ）において、ＡＲＭ１及びＡＲＭ２があるので、第１の電極が矢印方向に位置ずれしてもＡ１，Ａ２間の距離は変わらない。したがって、第１の電極の位置ずれが生じても特性の変動は極めて小さい。
【００１９】
また、図４（ｂ）において、ＡＲＭがないので、第１の電極を形成する過程で、第１の電極が本来の位置から矢印方向に位置がずれて形成されたときに、Ａ１，Ａ２間の距離が大きく変わる。後述するように、ホール素子のＳ／ＮはＡ１，Ａ２間の距離、即ち、ＷＩＮによって大きく変化する。したがって、第１の電極の位置ずれが生じたときに特性は大きく変動する。
同様に、ＡＲＭ３から８を有するホール素子は、第２から第４の電極の位置ずれが生じても特性の変動は極めて小さい。
【００２０】
ＡＲＭ１から８が大きいほど、電極が大きく位置ずれしたときの特性の変動が少なくなる。ＡＲＭ１、ＡＲＭ２、ＡＲＭ３及びＡＲＭ４の少なくとも一つは０．５％×ＬＩＮ以上であってもよく、１．０％×ＬＩＮ以上であってもよく、２．０％×ＬＩＮ以上であってもよい。
ＡＲＭ１とＡＲＭ２は同じ大きさであることが好ましく、ＡＲＭ３とＡＲＭ４は同じ大きさであることが好ましい。
同様に、ＡＲＭ５、ＡＲＭ６、ＡＲＭ７及びＡＲＭ８の少なくとも一つは、０．５％×ＬＯＵＴ以上であってもよく、１．０％×ＬＯＵＴ以上であってもよく、２．０％×ＬＯＵＴ以上であってもよい。ＡＲＭ５とＡＲＭ６は同じ大きさであることが好ましく、ＡＲＭ７とＡＲＭ８は同じ大きさであることが好ましい。
【００２１】
また、第３の感磁領域１０−３及び第４の感磁領域１０−４は、平面視で、Ａ１及びＡ２を結ぶ線分の中点と、Ａ３及びＡ４を結ぶ線分の中点とを結ぶ直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されており、第５の感磁領域１０−５及び第６の感磁領域１０−６は、平面視で、直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されている。
このような構成にすることにより、電流を第２の電極２３ａから第４の電極２３ｂに流したときのホール起電力と、電流を第４の電極２３ｂから第２の電極２３ａに流したときのホール起電力との差が小さくなる。つまり、電流の向きを自由に設定することが可能となり、ホール素子の実装自由度が向上する。
【００２２】
第３の感磁領域１０−３及び第６の感磁領域１０−６は、平面視で、Ｂ１及びＢ２を結ぶ線分の中点と、Ｂ３及びＢ４を結ぶ線分の中点とを結ぶ直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されており、第４の感磁領域１０−４及び第５の感磁領域１０−５は、平面視で、直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されている。
このような構成にすることにより、電流を第１の電極２２ａから第３の電極２２ｂに流したときのホール起電力と、電流を第３の電極２２ｂから第１の電極２２ａに流したときのホール起電力との差が小さくなる。つまり、電流の向きを自由に設定することが可能となり、ホール素子の実装自由度が向上する。
【００２３】
また、感磁部１０は、平面視で、直線Ｍ１に対して線対称な形状であり、かつ、直線Ｍ２に対して線対称な形状である。
また、第３の感磁領域１０−３から第６の感磁領域１０−６の形状は、平面視で、互いに合同の形状である。
このような構成により、電流電極対と出力電極対を入れ替えて使用することができ、ホール素子の実装自由度が向上する。
なお、第３の感磁領域１０−３から第６の感磁領域１０−６の形状は、平面視で、互いに合同の形状でなくてもよい。
【００２４】
また、第３の感磁領域１０−３及び第４の感磁領域１０−４は、平面視で直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されていなくてもよく、第５の感磁領域１０−５及び第６の感磁領域１０−６は、平面視で、直線Ｍ１に対して線対称な位置に配置されていなくてもよい。
また、第３の感磁領域１０−３及び第６の感磁領域１０−６は、平面視で、直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されていなくてもよく、第４の感磁領域１０−４及び第５の感磁領域１０−５は、平面視で、直線Ｍ２に対して線対称な位置に配置されていなくてもよい。
【００２５】
また、感磁部１０は、平面視で、直線Ｍ１に対して線対称な形状でなくてもよく、直線Ｍ２に対して線対称な形状でなくてもよい。
第１の電極２２ａ及び第３の電極２２ｂは、平面視で、直線Ｍ１に対して線対称な形状であり、第２の電極２３ａ及び第４の電極２３ｂは、平面視で、直線Ｍ２に対して線対称な形状である。
電極が位置ずれしても感磁領域と電極との接触長さの変動が少なく、電極が位置ずれしても特性の変動が少ない。
また、第１の電極２２ａから第４の電極２３ｂは、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂとを結ぶ仮想直線と、第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂとを結ぶ仮想直線とが、平面視で交差するように基板１００上に配置されている。本実施形態では、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂとを結ぶ仮想直線と、第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂとを結ぶ仮想直線とが、平面視で直交している。
【００２６】
また、ＷＩＮ／ＷＯＵＴは、例えば、０．０５以上２０以下であり、０．１以上１０以下であり、０．２以上５以下である。
ＬＩＮ／ＬＯＵＴは、例えば、０．０５以上２０以下であり、０．２以上５以下であり、０．５以上２以下であり、０．８以上１．２５以下である。
ＬＩＮは、例えば、１μｍ以上３００μｍ以下であり、１０μｍ以上２００μｍ以下であり、３０μｍ以上１５０μｍ以下である。
ＬＯＵＴは、例えば、１μｍ以上３００μｍ以下であり、１０μｍ以上２００μｍ以下であり、３０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００２７】
図５は、感磁部に隣接する隣接領域を示す図である。感磁部１０と隣接領域は抵抗率によって区別され、隣接領域の抵抗率は、感磁部１０の抵抗率よりも１０倍以上高い。図中符号３１−３〜３１−６は、第３の感磁領域１０−３から第６の感磁領域１０−６に隣接する隣接領域を示している。なお、図２と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
感磁部１０は、ＧａＡｓ，ＩｎＳｂ，ＩｎＡｓ，Ｓｉなどの半導体にドナー又はアクセプタとなる不純物が添加された領域である。隣接領域も同様に、ＧａＡｓ，ＩｎＳｂ，ＩｎＡｓ，Ｓｉなどの半導体で形成されているが、ドナー又はアクセプタとなる不純物が少ないため、抵抗率が高い。
【００２８】
第１の感磁領域１０−１から第６の感磁領域１０−６のそれぞれの領域の抵抗率は、同程度の抵抗率である。例えば、第１の感磁領域１０−１の抵抗率をＲ１（Ω・ｍ）とすると、第２の感磁領域１０−２から第６の感磁領域１０−６の抵抗率Ｒ２〜Ｒ６は、０．２５×Ｒ１以上４×Ｒ１以下であることが好ましく、０．５×Ｒ１以上２×Ｒ１以下であることがより好ましい。
隣接領域のシートキャリア密度は、感磁部１０のシートキャリア密度よりも小さく、例えば、感磁部１０のシートキャリア密度の２．０％以下である。
【００２９】
第１の感磁領域１０−１から第６の感磁領域１０−６のそれぞれの領域のシートキャリア密度は、同程度の密度である。例えば、第１の感磁領域１０−１のシートキャリア密度をＤ１（個／ｃｍ２）とすると、第２の感磁領域１０−２から第６の感磁領域１０−６のシートキャリア密度Ｄ２〜Ｄ６は、０．２５×Ｄ１以上４×Ｄ１以下であることが好ましく、０．５×Ｄ１以上２×Ｄ１以下であることがより好ましい。
基板１００は、ＧａＡｓ，ＩｎＳｂ，ＩｎＡｓ，Ｓｉ基板などの半導体基板であってもよい。
【００３０】
図６は、図２における第１の感磁領域及び第２の感磁領域を説明するための図である。第１の感磁領域１０−１とは、感磁部１０のうち、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂに接続し、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂの間の領域で感磁部１０をはみ出さない最大の大きさの矩形状の領域である。つまり、電極の下の領域や電極付近のすそ野の領域は、第１の感磁領域１０−１に含まれない。
また、第２の感磁領域１０−２とは、感磁部１０のうち、第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂに接続し、第２の電極２３ａと第４の電極２３ｂの間の領域で感磁部１０をはみ出さない最大の大きさの矩形状の領域である。つまり、電極の下の領域や電極付近のすそ野の領域は、第２の感磁領域１０−２に含まれない。
【００３１】
図７は、図２における第３の感磁領域を説明するための図である。
第３の感磁領域１０−３は、Ｃ１、Ｄ１及びＤ２を結ぶ三角形の領域である。Ｄ１とＤ２は、Ｃ１、Ｄ１及びＤ２を結ぶ三角形が感磁部１０をはみ出さず、かつ、Ｃ１、Ｄ１及びＤ２を結ぶ三角形の面積が最大となる点である。第４から第６の感磁領域も同様に、Ｄ３からＤ８が定義される。
【００３２】
＜シミュレーション結果＞
まず、ＷＩＮ＝ＷＯＵＴ＝５２μｍ、ＬＩＮ＝ＬＯＵＴ＝１００μｍ、第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積Ｓ＝０の形状のホール素子（以下、基準ホール素子）のＳ／Ｎを測定した。
次に、本実施形態のホール素子について、ＬＩＮを１００μｍに固定し、ＬＯＵＴを８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０ｍ、１２０μｍに変化させ、ＷＩＮ、ＷＯＵＴ、点Ｄ１〜点Ｄ８の位置を様々変化させて、１３万点のサンプルを作成した。
最後に、作成したサンプルのＳ／Ｎを測定し、基準ホール素子のＳ／Ｎで規格化をした。
【００３３】
図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）は、得られた測定結果を横軸ｘ及び縦軸ｙでプロットした図である。ただし、ｘとｙの定義は以下の通りである。
【数９】
2016063510.tif 000011
【００３４】
なお、Ｓは第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積である。
図８（ａ）は、Ｓ／Ｎが１．２倍以上となった領域をグラフに示した図である。図８（ａ）の楕円Ａ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．２倍以上となった領域を近似するための点線である。図８（ａ）に示した楕円Ａは、下記式（１４）にａ＝０．１４、ｂ＝０．６８、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．５９を代入して得られた楕円である。
【００３５】
【数１０】
2016063510.tif 000012
【００３６】
楕円Ａの領域内で、かつ、下記式（１５）を満たす領域内（図８（ａ）の領域Ａ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．２倍以上となった。Ｓ／Ｎを１．２倍以上改善すると、手振れ補正の際の位置分解能を２倍にすることが可能となる。
ｘ＞０、ｙ＞０、０．７ｘ＋ｙ≦０．７  ・・・（１５）
なお、ａはホール素子の測定されたＳ／Ｎのプロット値の領域を示す楕円の短軸の長さ、ｂは楕円の長軸の長さ、となる。
【００３７】
図８（ｂ）は、Ｓ／Ｎが１．３倍以上となった領域をグラフに示した図である。図８（ｂ）の楕円Ｂ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．３倍以上となった領域を近似するための点線である。図８（ｂ）に示した楕円Ｂは、式（１４）にａ＝０．１２、ｂ＝０．６１、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．５９を代入して得られた楕円である。楕円Ｂの領域内で、かつ、式（１５）を満たす領域内（図８（ｂ）の領域Ｂ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．３倍以上となった。Ｓ／Ｎを１．３倍以上改善すると、微弱な磁気信号でも検出可能となる。
図８（ｃ）は、Ｓ／Ｎが１．４倍以上となった領域をグラフに示した図である。図８（ｃ）の楕円Ｃ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．４倍以上となった領域を近似するための点線である。図８（ｃ）に示した楕円Ｃは、式（１４）にａ＝０．１、ｂ＝０．５４、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２を代入して得られた楕円である。楕円Ｃの領域内で、かつ、式（１５）を満たす領域内（図８（ｃ）の領域Ｃ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．４倍以上となった。
【００３８】
図９（ａ）は、Ｓ／Ｎが１．５倍以上となった領域をグラフに示したである。図９（ａ）の楕円Ｄ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．５倍以上となった領域を近似するための点線である。図９（ａ）に示した楕円Ｄは、式（１４）にａ＝０．０９、ｂ＝０．４５、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２を代入して得られた楕円である。楕円Ｄの領域内で、かつ、式（１５）を満たす領域内（図９（ａ）の領域Ｄ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．５倍以上となった。
図９（ｂ）は、Ｓ／Ｎが１．６倍以上となった領域をグラフに示した図である。図９（ｂ）の楕円Ｅ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．６倍以上となった領域を近似するための点線である。図９（ｂ）に示した楕円Ｅは、式（１４）にａ＝０．０６４、ｂ＝０．３２、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２を代入して得られた楕円である。楕円Ｅの領域内で、かつ、式（１５）を満たす領域内（図９（ｂ）の領域Ｅ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．６倍以上となった。
【００３９】
図９（ｃ）は、Ｓ／Ｎが１．７倍以上となった領域をグラフに示した図である。図９（ｃ）の楕円Ｆ（点線）は、Ｓ／Ｎが１．７倍以上となった領域を近似するための点線である。図９（ｃ）に示した楕円Ｆは、式（１４）にａ＝０．０４、ｂ＝０．１９、ｘ０＝０．０８、ｙ０＝０．６２を代入して得られた楕円である。楕円Ｆの領域内で、かつ、式（１５）を満たす領域内（図９（ｃ）の領域Ｆ’）のホール素子で、Ｓ／Ｎが１．７倍以上となった。
ａ，ｂ，ｘ，ｙの関係は、以下の表１のとおりである。
【００４０】
【表１】
2016063510.tif 000013
【００４１】
図１０は、本実施形態のホール素子の最適な形状を説明するための構成図である。測定結果から、ＷＩＮとＷＯＵＴが小さく、第３の感磁領域から第６の感磁領域の合計面積Ｓが大きいと高いＳ／Ｎとなることがわかった。しかし、面積Ｓを大きくすることは、ＡＲＭ１から８を小さくすることに繋がり、ホール素子の特性変動に繋がる。Ｓ／Ｎが大きく、かつ、電極の位置ずれによる特性変動が少ないホール素子を得るためには、図１０に示すように、感磁部の形状を、短いＡＲＭ１から８と、小さいＷＩＮとＷＯＵＴと、大きい面積Ｓを有する形状にすればよい。
【００４２】
図１１は、本実施形態における感磁部がメサ構造内に形成されているホール素子の断面図である。感磁部１０は、基板１００上に形成されたメサ構造内に形成されていてもよい。
つまり、感磁部１０は、基板１００上に形成されたメサ構造内に形成されており、メサ構造の外縁は、平面視で、Ｂ２及びＤ１を結ぶ線分、Ｄ１及びＤ２を結ぶ線分、Ｄ２及びＡ１を結ぶ線分、Ａ２及びＤ３を結ぶ線分、Ｄ３及びＤ４を結ぶ線分、Ｄ４及びＢ３を結ぶ線分、Ｂ４及びＤ５を結ぶ線分、Ｄ５及びＤ６を結ぶ線分、Ｄ６及びＡ３を結ぶ線分、Ａ４及びＤ７を結ぶ線分、Ｄ７及びＤ８を結ぶ線分及びＤ８及びＢ１を結ぶ線分に沿っている。
【００４３】
図１２は、本実施形態における感磁部が基板内に形成されているホール素子の断面図で、第１の電極２２ａと第３の電極２２ｂを結ぶ直線が切断面である。第１の感磁領域１０−１から第６の感磁領域１０−６は、基板１００内に形成されていてもよい。
従来のホール素子として、単純な十字型のホール素子の場合、つまり、感磁部が第１の感磁領域と第２の感磁領域のみ有している場合、本実施形態における第３〜第６の感磁領域がないため、Ｓが０となり、ｙは０となる。
また、本実施形態のホール素子において、幾何学的に存在し得るホール素子の形状はｘ＞０かつ、ｙ＞０かつ、０．７ｘ＋ｙ≦０．７の数式で定義される。
【００４４】
＜製造方法＞
感磁部１０の形状を、上述した距離関係を有する形状とするためには、感磁部１０の形状を形成する際に使用するマスクの形状を上述した距離関係となるように設計すればよい。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の技術的範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又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。
【符号の説明】
【００４６】
２  感磁部
３  内隅部分
５  ホール端子
６  電流端子
７  角取り部
１０  感磁部
１０−０  交差領域
１０−１  第１の感磁領域
１０−２  第２の感磁領域
１０−３  第３の感磁領域
１０−４  第３の感磁領域
１０−５  第３の感磁領域
１０−６  第６の感磁領域
２２ａ  第１の電極
２２ｂ  第３の電極
２３ａ  第２の電極
２３ｂ  第４の電極
３１−３〜３１−６  隣接領域
１００  基板
【図１】
2016063510.tif 000020
【図２】
2016063510.tif 000021
【図３】
2016063510.tif 000022
【図４】
2016063510.tif 000023
【図５】
2016063510.tif 000024
【図６】
2016063510.tif 000025
【図７】
2016063510.tif 000026
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016063510.tif 000029
【図１１】
2016063510.tif 000030
【図１２】
2016063510.tif 000031
【国際調査報告】
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2016063510.tif 000033
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