(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有する基板と、
上記基板の上記第１面上に配置され、上記基板の上記第１面に対する第１傾斜面および第２傾斜面をそれぞれが備えている複数の第１バンプと、
上記複数の第１バンプの上記第１傾斜面にわたって配置された第１ホイートストンブリッジ回路と、
上記複数の第１バンプの上記第２傾斜面にわたって配置された第２ホイートストンブリッジ回路とを備え、
上記複数の第１バンプにおけるバンプは、同じ第１軸と位置合わせされており、
上記複数の第１バンプにおける各バンプは、対応する上記第１傾斜面上の上記第１ホイートストンブリッジ回路からの第１素子と、対応する上記第２傾斜面上の上記第２ホイートストンブリッジ回路からの第１素子とを備え、上記第１ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置が、上記第２ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置に対応することを特徴とする磁力計。
【請求項２】
上記基板の上記第１面上に配置され、上記基板の上記第１面に対する第１傾斜面および第２傾斜面をそれぞれが備えている複数の第２バンプと、
上記複数の第２バンプの上記第１傾斜面にわたって配置された第３ホイートストンブリッジ回路と、
上記複数の第２バンプの上記第２傾斜面にわたって配置された第４ホイートストンブリッジ回路とをさらに備え、
上記複数の第２バンプにおけるバンプは、同じ第２軸と位置合わせされており、
上記第２軸は、上記第１軸に直交することを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項３】
上記第１ホイートストンブリッジ回路および上記第２ホイートストンブリッジ回路は、それぞれ複数の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項４】
上記第３ホイートストンブリッジ回路および上記第４ホイートストンブリッジ回路は、それぞれ複数の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を備えていることを特徴とする請求項２に記載の磁力計。
【請求項５】
上記複数の第２バンプにおける各バンプは、対応する上記第１傾斜面上の上記第３ホイートストンブリッジ回路からのＡＭＲ素子と、対応する上記第２傾斜面上の上記第４ホイートストンブリッジ回路からのＡＭＲ素子とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の磁力計。
【請求項６】
上記複数の第１バンプの上記第１傾斜面および上記第２傾斜面は、上記基板の上記第１面に対して同じ第１角度にあることを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項７】
上記複数の第２バンプの上記第１傾斜面および上記第２傾斜面は、上記基板の上記第１面に対して同じ第２角度にあることを特徴とする請求項２に記載の磁力計。
【請求項８】
各バンプは、台形状断面を有していることを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項９】
各バンプは、三角形状断面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項１０】
上記複数の第１バンプの上記第１傾斜面および上記第２傾斜面は、上記基板の上記第１面に対して同じ第１角度にあり、
上記複数の第２バンプの上記第１傾斜面および上記第２傾斜面は、上記基板の上記第１面に対して同じ第２角度にあり、
上記第１角度および上記第２角度は、同じであることを特徴とする請求項２に記載の磁力計。
【請求項１１】
上記第１軸に直交する軸に沿って方向付けられた上記基板の上記第１面上に配置された平らなホイートストンブリッジ回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁力計。
【請求項１２】
第１面を有する基板と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第１角度にそれぞれが配置された複数の第１異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を備えた第１ホイートストンブリッジ回路と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第２角度にそれぞれが配置された複数の第２ＡＭＲ素子を備えた第２ホイートストンブリッジ回路と、
上記基板の上記第１面上に配置された第３ホイートストンブリッジ回路とを備え、
上記第１角度および上記第２角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、
上記基板の上記第１面上に配置され、上記基板の上記第１面に対して上記第１角度および上記第２角度にそれぞれ配置された第１傾斜面および第２傾斜面をそれぞれが備えている複数の第１バンプをさらに備え、
上記第１ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第１バンプの上記第１傾斜面にわたって配置され、
上記第２ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第１バンプの上記第２傾斜面にわたって配置され、
上記複数の第１バンプにおけるバンプは、同じ第１軸に位置合わせされており、
上記第３ホイートストンブリッジは、上記第１軸に直交する第２軸に位置合わせされており、
上記複数の第１バンプにおける各バンプは、対応する上記第１傾斜面上の上記第１ホイートストンブリッジ回路からの第１素子と、対応する上記第２傾斜面上の上記第２ホイートストンブリッジ回路からの第１素子とを備え、上記第１ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置が、上記第２ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置に対応し、
上記第３ホイートストンブリッジは、上記第１軸に直交する第２軸に一致することを特徴とする３軸磁力計。
【請求項１３】
第１面を有する基板と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第１角度にそれぞれが配置された複数の第１異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を備えた第１ホイートストンブリッジ回路と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第２角度にそれぞれが配置された複数の第２ＡＭＲ素子を備えた第２ホイートストンブリッジ回路と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第３角度にそれぞれが配置された複数の第３ＡＭＲ素子を備えた第３ホイートストンブリッジ回路と、
上記基板上に配置され、上記第１面に対して第４角度にそれぞれが配置された複数の第４ＡＭＲ素子を備えた第４ホイートストンブリッジ回路とを備え、
上記第１角度および上記第２角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、
上記第３角度および上記第４角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、上記第１角度および上記第２角度に直交し、
上記基板の上記第１面上に配置され、上記基板の上記第１面に対して上記第１角度および上記第２角度にそれぞれ配置された第１傾斜面および第２傾斜面をそれぞれが備えた複数の第１バンプと、
上記基板の上記第１面上に配置され、上記基板の上記第１面に対して上記第３角度および上記第４角度にそれぞれ配置された第３傾斜面および第４傾斜面をそれぞれが備えた複数の第２バンプとをさらに備え、
上記第１ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第１バンプの上記第１傾斜面にわたって配置され、
上記第２ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第１バンプの上記第２傾斜面にわたって配置され、
上記第３ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第２バンプの上記第３傾斜面にわたって配置され、
上記第４ホイートストンブリッジ回路の上記ＡＭＲ素子は、上記複数の第２バンプの上記第４傾斜面にわたって配置され、
上記複数の第１バンプにおける各バンプは、対応する上記第１傾斜面上の上記第１ホイートストンブリッジ回路からの第１素子と、対応する上記第２傾斜面上の上記第２ホイートストンブリッジ回路からの第１素子とを備え、上記第１ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置が、上記第２ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置に対応し、
上記複数の第２バンプにおける各バンプは、対応する上記第１傾斜面上の上記第３ホイートストンブリッジ回路からの第１素子と、対応する上記第２傾斜面上の上記第４ホイートストンブリッジ回路からの第１素子とを備え、上記第３ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置が、上記第４ホイートストンブリッジ回路における上記第１素子の電気的位置に対応し、
上記複数の第１バンプにおけるバンプは、同じ第１軸に位置合わせされており、
上記複数の第２バンプにおけるバンプは、上記第１軸に直交する同じ第２軸に位置合わせされていることを特徴とする３軸磁力計。
【請求項１４】
上記第１・第２傾斜面の横幅方向の端と、上記平らなホイートストンブリッジ回路の端とが、互いに隣接していることを特徴とする請求項１１に記載の磁力計。
【請求項１５】
上記第１・第２傾斜面の横幅方向の端と、上記第３ホイートストンブリッジ回路の端とが、隣接していることを特徴とする請求項１２に記載の３軸磁力計。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
３軸磁気センサ等の多軸磁気センサまたは磁力計は、最近の電子コンパス用途に特に望ましいものである。しかしながら、ＡＭＲ（異方性ＭＲ）センサ、ＧＭＲ（巨大ＭＲ）センサおよびＴＧＭＲ（トンネルＧＭＲ）センサ等の公知の磁気抵抗（ＭＲ）センサは、装置の面に平行な磁束のみを検出することが可能であり、装置の面に対して垂直な磁束を検出することができない。一方、ホール効果センサは、装置の面に対して垂直な（つまり、Ｚ軸に沿った）磁束を検知することができるが、装置の面に平行な（つまり、ＸＹ面における）磁束を検知することができない。したがって、単一の装置で３軸全てを測定するためには、これらのセンサの複雑な幾何学的配置が必要となる。
【０００２】
磁場センサの最も一般的な種類の１つは、公知の磁気抵抗（ＭＲ）センサである。当該磁気抵抗センサにおいては、通常、センサの抵抗率は、磁気抵抗として同一面内に方向付けられた局所的な磁場に応じて変化する。１つの軸に沿った磁場の検知に、方向（またはベクトル）情報が含まれるように、「バーバーポール（barber pole）」構造が追加される。磁気抵抗センサは、２つのセンサと、追加された１つのセンサとを用いて、電子コンパス用途に上手く利用されている。当該２つのセンサは、自身が設置されている面と同じ面（ＸＹ）における磁場を検出するためのものであり、当該追加された１つのセンサは、システムの面に直交（Ｚ）する磁場の成分を検知するために、ゲージ受感部が適切に配列されるように特定の方法で設置されている。
【０００３】
３軸感度を有する磁気センサを製造するための公知の方法が多く存在する。１つの方法は、Ｘ軸センサおよびＹ軸センサと同じ技術のＺ軸センサを、二軸ＸＹセンサに対して直交する配置で被包するものである。例えば、モジュールとしてＰＣＢに半田付けされる前に、３つのセンサが別々に被包される。この場合、直交（Ｚ）軸センサが、例えば米国特許第７，２７１，５８６号に開示されているように面に沿ってではなく、ＰＣＢに直交する軸に沿って直接的に設置される。しかし、このような特定の直交軸センサの設置は、技術的に困難なものになり得、製造コストを大きく増加させ得ると共に、最終製品の厚みを増加させることになり得る。
【０００４】
その他の方法は、共通する金型に設置される２種類のセンサ技術を使用するものであり、一方のセンサは垂直磁束信号を検知するように構成され、他方のセンサは水平磁束信号を検知するように構成されている。
【０００５】
多軸感度は、傾斜面に複数のセンサを構築することによって実現することも可能である。例えば、米国特許第７，１２６，３３０号は、同一平面上の直交するＸ軸およびＹ軸を検出するために２つの磁場検知装置が第１面上に設置され、Ｚ軸における磁場を検出するために３つ目の磁場検知装置が当該第１面に形成された溝に設置されている装置を開示している。しかし、この米国特許第７，１２６，３３０号は、溝の傾斜壁が同一の傾斜角を有するように形成され得る精度によって限定される。
【０００６】
公知の方法各々に関連する欠点がある。例えば、検知方向が装置（ＸＹ）の面に垂直であるＺ軸磁場センサと、Ｘ軸磁場センサまたはＹ軸磁場センサとを組み合わせる場合、角度を大きく変化させることなくＺ軸磁場センサを垂直に設置するために１つ以上の被包工程を追加する必要がある。この追加された被包工程は、製品製造工程全体のコストを大きく増加させる。さらに、Ｚ軸磁場センサが完全に垂直ではない場合、ＸＹ面からクロストーク信号が送られることから、配置角度が変化すると信号処理が複雑化する。
【０００７】
したがって、簡潔な製造工程を利用して大量に製造することが可能な、薄型で安価でありながら、高性能な３軸磁場センサが必要とされる。
【０００８】
〔発明の概要〕
３軸磁気センサまたは磁力計が提供される。バーバーポールＡＭＲ構造を用いた２つの磁気検知ホイートストンブリッジが、シリコン基板またはその他の基板あるいはウエハ上に形成されたバンプ構造の両側（つまり、基板の平面に対して所定の角度を有する面）に形成されている。一実施形態においては、当該バンプ構造は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてシリコン基板上に形成されたＳｉＯ２である。あるいは、当該バンプ構造は、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ポリイミド、ハードベークフォトレジスト、または磁気センサをその上に製造可能な他の素材であってもよい。バンプ構造の傾斜角は変更することが可能であり、フォトリソグラフィ工程のみによって制限される。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、ブリッジアセンブリがＹ軸に沿って方向付けられ、ブリッジ信号の処理によってＹチャンネル信号およびＺチャンネル信号の生成が可能となるように当該ブリッジが互いに連結されている。Ｘチャンネル信号は、基板またはウエハの水準面に設置されたＸ軸センサによって供給することができる。
【００１０】
本発明のその他の態様においては、ブリッジアセンブリは、Ｘチャンネル信号およびＺチャンネル信号を生成するためにＸ軸に沿って方向付けられていてもよい。この場合、Ｙチャンネル信号は、基板またはウエハの水準面上のＹ軸センサによって供給することができる。
【００１１】
〔図面のいくつかの図の簡単な説明〕
本発明の少なくとも１つの実施形態の種々の態様が、添付図面を参照して以下に説明される。図面の単純化および明瞭化のため、図面に示された各部材は、正確に描画または一定の縮尺で描画されているとは限らないことが理解されたい。例えば、いくつかの部材の寸法が、明瞭化のために他の部材に比べて誇張され得、あるいは複数の物理的部材が１つの機能ブロックまたは部材に含まれ得る。さらに、適切であると考えられる限りにおいて、対応する部材または類似の部材を示すために、参照符号を図面間で繰り返し使用し得る。明瞭化のため、全ての図面において全ての部材が標示されているとは限らない。各図は、例示および説明のために提供されたものであり、本発明の限定的な定義として意図されたものではない。
【００１２】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態の回路模式図である。
【００１４】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
【００１５】
図４は、本発明の一実施形態に係るバンプ構造に設けられたバーバーポールＡＭＲ素子の模式図である。
【００１６】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【００１７】
図６は、本発明の一実施形態の物理的配置を示す模式図である。
【００１８】
図７は、本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【００１９】
図８は、本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
【００２０】
図９は、図８に示す本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【００２１】
〔発明の詳細な説明〕
以下の詳細な説明において、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために、多数の具体的な項目が示されている。これらの具体的な項目のいくつかが示されていなくても、本発明の実施形態が実施可能であることは当業者によって理解される。その他の場合においては、本発明の実施形態を分かり難くしないように、公知の方法、手順、構成部材および構造については、詳細に説明されていない場合がある。
【００２２】
本発明の少なくとも１つの実施形態の詳細な説明を行う前に、以下に説明されているまたは図面に示されている各部材の構造および配置の細目への適用に本発明が限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態でも実施可能でもあるし、種々の方法で実施または実行が可能でもある。また、本明細書において採用される用語および専門用語は説明のためのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。
【００２３】
明瞭化のために別々の実施形態の文中において説明されている本発明の特定の構成は、単一の実施形態において組み合わせて設けられていてもよいことを理解されたい。逆に、簡略化のために単一の実施形態の文中において説明されている本発明の種々の構成は、別々にあるいは任意の適切なサブコンビネーションで設けられていてもよい。
【００２４】
概要として図１Ａを参照すると、一般的に３軸磁力計１００は、シリコン基板等の平面基板１０４を含んでいる。バンプ１０８は、例えばフォトリソグラフィ等の任意の公知ウエハ処理を実施することによって表面１０４上に形成されている。ウエハ処理では、まず基板１０４がＳｉＯ２で覆われた後、ＳｉＯ２で覆われた基板１０４上にフォトレジストがスピン塗布され、パターン化される。熱リフロー工程を経て、フォトレジストの側壁が丸くなる。次のドライエッチング工程では、ＳｉＯ２と共にフォトレジスが同時に取り除かれる。その結果、パターンおよび側壁の形状がＳｉＯ２に転写される。バンプ構造１０８はＳｉＯ２から作られていてもよいし、他の素材（Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ポリイミド、ハードベークフォトレジストまたはシリコン等）から作られていてもよい。フォトリソグラフィ工程にとって過度に急傾斜でなければ、傾斜角を変えてもよい。
【００２５】
バンプ１０８は、上方傾斜面１１２と、下方傾斜面１１６とを含んでいる。「上方」および「下方」という用語を使用したのは、２つの表面１１２，１１６を標示して、本発明の説明を補足するための説明的な目的にすぎない。第１ホイートストンブリッジＷＢｙは上方面１１２上に設置され、第２ホイートストンブリッジＷＢｚは下方面１１６上に設置されている。第３ホイートストンブリッジＷＢｘは平面基板１０４上に設置されている。これらの各ブリッジは、本技術において公知であるように、バーバーポール（ＢＢＰ）抵抗器を備えている。
【００２６】
慣習として、図に示すように、ＷＢｘはＸ軸に沿った磁場を検出するように方向付けられている。Ｚ軸は、図１Ａの側面図である図１Ｂに示すように、平面１０４に対して垂直な軸として定義される。一方、Ｙ軸は、Ｘ軸と同一平面上にあるが、Ｘ軸に対して垂直である。したがって、図１Ｂから分かるように、傾斜面１１２，１１６の２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚは、Ｙ軸およびＺ軸各々からの成分を有する磁場を検出する。傾斜角が同じであるため、２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚからの信号は、以下により詳細に説明するように、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれにおける値を得るように処理することができる。２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚの配置は、本明細書においてＹ／Ｚ検出器と称し得る。
【００２７】
ここで、図２Ａを参照すると、ブリッジＷＢｙは、公知のホイートストンブリッジ構造に配置された４つのＢＢＰ抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を備えている。Ｙ＋，Ｙ−の２つの信号は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と同一平面上であり、かつ、当該抵抗器Ｒ１〜Ｒ４に対して垂直である軸に沿った磁場の強度を決定するために用いられるタップを表している。ブリッジＷＢｙが上方面１１２上にて角度を有しているため、当該ブリッジＷＢｙによって測定される磁場はＹ軸およびＺ軸の成分を有することになる。同様に、ブリッジＷＢｚも公知のホイートストンブリッジ構造に配置された４つのＢＢＰ抵抗器Ｒ５〜Ｒ８を備えている。Ｚ＋，Ｚ−の２つの信号は、抵抗器Ｒ５〜Ｒ８と同一平面上であり、かつ、当該抵抗器Ｒ５〜Ｒ８に対して垂直である軸に沿った磁場の強度を決定するために用いられるタップを表している。ブリッジＷＢｚにおけるタップは、ブリッジＷＢｙのＹ軸成分と反対のＹ軸成分を示すように配置されているが、ブリッジＷＢｚが下方面１１６上にて角度を有しているため、当該ブリッジＷＢｚによって測定される磁場もＹ軸およびＺ軸の成分を有することになる。
【００２８】
図２Ａにおいては、Ｘ軸およびＹ軸は図面平面内にあるが、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸の交わりの点で表されているように、図面平面から上方に向かって出ている。
【００２９】
動作にあたっては、ＷＢｙによって検出された磁場を示すものとして、Ｙ＋およびＹ−間の差であるΔＶｙを決定するために第１差動増幅器２０４が使用され、第２差動増幅器２０８はＷＢｚによって検出された磁場を示すものとして、Ｚ＋およびＺ−間の差であるΔＶｚを決定する。Ｚ軸に沿った磁場Ｖｚを決定するために、各信号ΔＶｚ，ΔＶｙにおける反対のＹ軸成分を「相殺」するために、第１加算器２１２の動作によってΔＶｚとΔＶｙとが合計される。Ｙ軸に沿った磁場Ｖｙは、Ｚ軸成分を「相殺する」ために、減算器２１６を用いて、ΔＶｙからΔＶｚを引くことによって決定される。
【００３０】
図２Ａに示すように、ブリッジＷＢｘは、公知の原理に従って動作し、第３差動増幅器２２０は、Ｘ＋およびＸ−間の差を測ることでＶｘを決定する。
【００３１】
本発明の実施形態においては、複数のバンプＢ１〜Ｂ８が、図３Ａおよび図３Ｂに示すように設置されている。各バンプＢ１〜Ｂ８は、上述したように、上方面１１２と下方面１１６とを備えている。このことは図３Ｂにおける３Ａ−３Ａ方向において示されている。以下に説明するように、Ｙ軸およびＺ軸に沿った磁場を検出するために、バンプＢ１〜Ｂ８にわたってブリッジＷＢｙ，ＷＢｚが配置されている。
【００３２】
上述したように、ブリッジＷＢｙ，ＷＢｚにおける抵抗器Ｒ１〜Ｒ８各々はＢＢＰ構造４０４を備えている。図４に示すように、ＡＭＲ材料帯４０８と複数の導電性ストラップ４１２とを備えているこれらのＢＢＰ構造４０４は、上方面１１２および下方面１１６に配置されている。ＡＭＲ型センサユニットの好適な説明は、上述した米国特許第７，１２６，３３０号でなされている。本明細書が従う慣例として、上方面１１２上のＢＢＰ構造４０４は、順方向ＢＢＰと称される。つまり、複数の導電性ストラップは、／／／／／／／／方向にある。一方、下方面１１６上のＢＢＰ構造４０４は、複数の導電性ストラップが＼＼＼＼＼＼＼＼方向にあるため、逆方向ＢＢＰと称される。各方向は、矢印Ｈによって表される磁場Ｈに対する方向である。
【００３３】
８個のバンプＢ１〜Ｂ８があるため、２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚの８つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ８各々は、図５Ａおよび図５Ｂに模式的に示されるように、ＡおよびＢの抵抗素子に分けられる。
【００３４】
以上のように、ブリッジＷＢｙの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は、バンプＢ１〜Ｂ８の上方面１１２に配置され、抵抗器Ｒ１−Ａ，Ｒ１−Ｂ，Ｒ３−Ａ，Ｒ３−Ｂは順方向ＢＢＰであり、抵抗器Ｒ２−Ａ，Ｒ２−Ｂ，Ｒ４−Ａ，Ｒ４−Ｂは逆方向ＢＢＰである。ブリッジＷＢｚの抵抗器Ｒ５〜Ｒ８は、バンプＢ１〜Ｂ８の下方面１１６に配置され、抵抗器Ｒ５−Ａ，Ｒ５−Ｂ，Ｒ７−Ａ，Ｒ７−Ｂは逆方向ＢＢＰであり、抵抗器Ｒ６−Ａ，Ｒ６−Ｂ，Ｒ８−Ａ，Ｒ８−Ｂは順方向ＢＢＰである。
【００３５】
図６を参照すると、抵抗素子Ｒ１−Ａ，Ｒ１−Ｂ，…Ｒ８−Ａ，Ｒ８−ＢがバンプＢ１〜Ｂ８にわたって配置されている。有利なことに、複数のバンプの傾斜面の角度におけるいかなる工程偏差または僅かな差異は、２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚの抵抗素子を組み合わせることによって平均化される。
【００３６】
２つのブリッジＷＢｙ，ＷＢｚおよびそれぞれのバンプＢ１〜Ｂ８の電気的な模式図が図７に示されている。本図に示すように、２つのブリッジは、同一バンプの対向面に対応する抵抗器を配置することによって、互いに組み合わさっている。例えば、バンプＢ３は、上方面１１２上に順方向抵抗素子Ｒ１−Ａを含み、当該バンプＢ３の下方面１１６上に逆方向抵抗素子Ｒ５−Ａを含んでいる。
【００３７】
上述の実施形態においては、統合装置を用いて全３軸における磁場の測定値を得るために、Ｘ軸検出器と共にＹ／Ｚ検出器が使用されている。他の実施形態においては、Ｘ軸検出器が、Ｙ／Ｚ検出器を構成している複数のバンプに直交するように方向付けられている２組目のバンプ上の追加された２つのホイートストンブリッジに代わっている。
【００３８】
したがって、図８に示すように、Ｙ／Ｚ検出器と同じ構成を有しているＸ／Ｚ検出器が、Ｙ／Ｚ検出器に直交して基板に配置されている。本図に示すように、Ｘ／Ｚ検出器は、対応する上方面および下方面と複数のＢＢＰ抵抗素子とを有するバンプＢ９〜Ｂ１６を含んでおり、既述したＹ／Ｚ検出器と同様に構成されている。したがって、バンプＢ１〜Ｂ８の上方／下方面のバンプ軸ＢａｙはＹ軸に一致し、バンプＢ９〜Ｂ１６のバンプ軸ＢＡｘはＸ軸に一致する。２つのホイートストンブリッジＷＢｘ，ＷＢｚ１が、基板上に設置され、Ｘ軸およびＹ軸における磁場をそれぞれ検知する。
【００３９】
動作にあたっては、図９の模式図を参照すると、Ｙ軸に沿った磁場の測定値が上述したように得られる。同様に、減算器９０６の動作によって、ΔＶｚ１とΔＶｘとの差を測ることによって、Ｘ軸に沿った測定値が得られる。
【００４０】
有利なことに、Ｙ軸における対抗測定値（opposing measurement）と同様に、Ｘ軸における対抗測定値が互いに相殺され、その結果、Ｚ軸における磁場による測定値のみが残るように、加算器２１２，９０８，９１０によって、ΔＶｚ０、ΔＶｙ、ΔＶｚ１およびΔＶｘを合計することでＹ軸に沿った磁場のより正確な測定値が得られる。
【００４１】
ＢＢＰ構造４０４は、公知のフォトリソグラフィ蒸着工程によって、上方傾斜面１１２および下方傾斜面１１６上に配置されてもよい。したがって、バンプの傾斜角は、蒸着処理に影響し、その結果、ＡＭＲ帯および導電性ストラップは、傾斜の下部における蒸着に関連して、傾斜の上部においてわずかに厚みが増すことになる。蒸着工程は、傾斜の全ての部分が一定の厚みを有するようにブリッジを蒸着するように構成することも可能であることは明白であるが、この厚みにおける僅かな差が機能的な利点をもたらすことが確認された。
【００４２】
バンプの数は、８よりも大きい数を選択してもよく、当業者であれば複数のバンプにわたってどのようにブリッジ抵抗素子を配置すべきか理解するであろう。
【００４３】
さらに、複数のバンプは、上方面１１２および下方面１１６の間に平面（つまり台形状断面）を有するように示されているが、当該バンプは、その断面がより三角形状になっていてもよく、最上部に平面部を有しておらず最上部が先端になっていてもよい。つまり、「バンプ」は、一組の隣接した左右対称の傾斜面を提供する構造である。
【００４４】
さらに、差動増幅器、加算器および減算器は、基板に組み込まれていてもよいし、基板と一体化していてもよいし、基板から「離して」設置してもよい。加えて、差動増幅器、加算器および減算器の機能は、例えば、デジタル、アナログまたは複合的な導入によってＡＳＩＣ内に導入されていてもよく、そのような導入は本開示の範囲に含まれると考えられる。
【００４５】
本発明の少なくとも１つの実施形態におけるいくつかの構成を以上のように説明したことにより、種々の変更、修正および改良は、当業者であれば容易に思い付くことを理解されたい。そのような変更、修正および改良は、本開示の一部であり、本発明の範囲に含まれることを意図している。したがって、上述の説明および図面は、単に例示の目的でなされたものであり、本発明の範囲は、添付の請求項の適切な解釈、およびその均等物により決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態の回路模式図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態の回路模式図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るバンプ構造に設けられたバーバーポールＡＭＲ素子の模式図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【図６】本発明の一実施形態の物理的配置を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【図８】本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
【図９】図８に示す本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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