(57)【要約】【課題】コアのギャップ長のさらなる短縮を可能としつつも、コアとホール素子との位置決め精度の向上を図ることのできる電流センサを提供する。【解決手段】半導体基板１０の素子形成面１０ａの一部に縦型ホール素子１２を形成し、この縦型ホール素子１２をギャップ１１ａにて挟む態様で、同じく素子形成面１０ａに磁性材料からなるギャップ付き環状コア１１を形成する。この環状コア１１の内周部中央には、半導体基板１０を厚さ方向に貫通する貫通孔１０ｂを設け、この貫通孔１０ｂ内に被検出電流Ｉｆが流れる電流線ＣＬを挿入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の素子形成面に形成された磁性材料からなるギャップ付き環状コアと、
前記素子形成面の前記環状コアのギャップに形成され、且つ制御電流の流路が前記素子形成面と垂直な方向とされたホール素子と、
を備えることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記環状コアの内周部に形成されて前記半導体基板をその厚さ方向に貫通する電流線挿通用の貫通孔をさらに備える
請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記半導体基板の前記環状コアの内周部に形成されて同半導体基板の厚さ方向に延びる部分を有する配線をさらに備える
請求項１に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記配線はアルミニウムからなる
請求項３に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記ホール素子は縦型ホール素子である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流センサ。
【請求項６】
半導体基板の素子形成面に、制御電流の流路が前記素子形成面と直交する方向となるようにホール素子を形成する工程と、
前記ホール素子の形成領域を両端部で挟むように一部が開放された環状のトレンチ溝を前記素子形成面に形成する工程と、
前記形成されたトレンチ溝に磁性材料を充填する工程と、
を備える電流センサの製造方法。
【請求項７】
前記磁性材料の充填は、前記トレンチ溝の内部に同磁性材料を蒸着することで行われる
請求項６に記載の電流センサの製造方法。
【請求項８】
前記磁性材料の充填は、前記トレンチ溝と同一平面形状をなす磁性材料のコアを該トレンチ溝内に貼着することで行われる
請求項６に記載の電流センサの製造方法。
【請求項９】
前記トレンチ溝で囲まれた部分の中央部に前記半導体基板を貫通する電流線挿通用の貫通孔を形成する工程をさらに備える
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電流センサの製造方法。
【請求項１０】
前記素子形成面の前記トレンチ溝で囲まれた部分の中央部から前記半導体基板の内部の厚さ方向に延びるとともに、前記トレンチ溝の下方を迂回して前記素子形成面の前記トレンチ溝外部に導出される配線を形成する工程をさらに備える
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電流センサの製造方法。
【請求項１１】
前記ホール素子は縦型ホール素子である
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の電流センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホール素子の特性を利用して電流を検出する電流センサが知られている。ホール素子は、半導体材料からなる素子であり、その内部に制御電流が流れている状態で制御電流の方向に対して直交する方向に磁界が印加されたときにホール効果の発現によってその磁界の大きさに応じたホール電圧を出力する。電流の流れる導体の周囲には電流の方向に対して直交する方向に同電流の大きさに応じた磁界が発生するため、電流の流れる導体、すなわち電流線に近接してホール素子を配設することで、その電流の大きさを検出することができる。詳しくは、ホール素子内を流れる制御電流の方向と電流線を流れる被検出電流の方向とが平行となるように両者を近接させて配置することにより、上記電流線に流れる被検出電流をホール素子において発生する上記ホール電圧に基づいて求めることができるようになる。そして近年は、こうした電流センサとしての小型化、製造コストの低減等への要求に応えるべく、上記ホール素子をその周辺回路とともにパッケージ化したホールＩＣも広く実用化されている。
【０００３】
一方、このようにホールＩＣと電流線とを近接させて同電流線に流れる被検出電流を直接検出する方式では、電流線の周囲に発生する磁束の一部が外部空間に漏れてしまうため、電流センサとしての検出感度の向上には自ずと限界がある。そこで、電流線の周囲に発生する磁束をパーマロイ等の磁性材料からなるコアにより集磁するようにした電流センサも提案され、広く実用化されている。例えば特許文献１に記載の電流センサでは、ケース内に集磁用のコアがインサート成形されたケース内にホールＩＣの実装された基板を配設するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１４８２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のように集磁用のコアを備える電流センサでは、コアとホールＩＣとの位置関係によってホール素子周囲の磁界の強さが変化してしまうため、それらの組み付け位置の精度によって電流の検出精度が大きく影響されてしまう。また、たとえ組み付け時にそれらの位置精度が十分に確保されていたとしても、例えば周囲温度の変化等に起因して時間の経過とともに同位置関係が変化し、電流センサとしての検出精度が悪化してしまうおそれもある。
【０００５】
さらに近年は、装置や設備の省電力化等に伴い、被検出電流が小電流となる傾向にあり、電流センサの更なる高感度化が要望されている。一般に、電流センサの感度の向上には、コアのギャップ長を短くして、同ギャップ内に配設されたホール素子への鎖交磁束数を増加させることが有効である。しかしながら、コアのギャップ内に配設されるホール素子は通常、上述のようにホールＩＣというかたちでパッケージ化されており、設定可能なギャップ長の最小値はそうしたホールＩＣのパッケージの大きさによって制限されることとなる。すなわち、ギャップ長の短縮には自ずと限界があった。またギャップ長が短縮されれば、コアとホールＩＣとの組み付け位置にもより高い精度が要求されるようになる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コアのギャップ長のさらなる短縮を可能としつつも、コアとホール素子との位置決め精度の向上を図ることのできる電流センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体基板の素子形成面に形成された磁性材料からなるギャップ付き環状コアと、上記素子形成面の上記環状コアのギャップに形成され、且つ制御電流の流路が上記素子形成面と垂直な方向とされたホール素子と、を備えて電流センサを構成するようにした。
【０００８】
上記構成では、電流センサを構成する環状コアとホール素子とが同一の半導体基板上に形成される。このため、環状コアとホール素子との位置決めを、半導体プロセス技術を用いて極めて高い精度で行うことができるようになる。また、このように半導体基板にホール素子が形成されることから、ホール素子の小型化を通じて環状コアのギャップ長の短縮も容易に図られるようになり、ひいては電流センサの感度の向上も図られるようになる。
【０００９】
こうした請求項１に記載の電流センサでは、環状コアの軸心方向に沿って被検出電流が流れると、この被検出電流の周囲に発生して且つ環状コアにより集磁される磁界がホール素子における制御電流と直交することとなって、ホール素子には被検出電流の大きさに高い精度をもって追従するホール電圧が発生するようになる。このため、このホール素子におけるホール電圧に基づき上記被検出電流を検出することができる。ここで、上記環状コアの軸心方向、すなわち半導体基板の厚さ方向に沿って被検出電流が流れるための電流センサの具体的な構造としては、例えば請求項２に記載の発明によるように、
（イ）上記環状コアの内周部に形成されて上記半導体基板をその厚さ方向に貫通する電流線挿通用の貫通孔をさらに備える構造。
あるいは、請求項３に記載の発明によるように、
（ロ）上記半導体基板の上記環状コアの内周部に形成されて同半導体基板の厚さ方向に延びる部分を有する配線をさらに備える構造。
等々がある。ちなみに、上記（イ）の構造では、被検出電流の流れる電流線を上記貫通孔に挿通させることにより、同電流線に流れる被検出電流を電流センサにより高精度に検出することができるようになる。一方、上記（ロ）の構造では、上記配線に被検出電流を流すことにより、該配線自体に流れる被検出電流を電流センサによって高精度に検出することができるようになる。またこの場合には、被検出電流の流れる流路が上記配線として電流センサ自身に設けられているため、上記環状コアと上記配線との位置精度の向上も図られ、上記（イ）の構造よりも高い精度のもとに被検出電流を検出することができるようにもなる。
【００１０】
なお、請求項３に記載の電流センサにおいて、上記配線としては、例えば請求項４に記載の発明によるように、一般の半導体装置においても半導体材料として採用されることの多いアルミニウムを用いることが、生産性や電気的特性の面でより有効である。
【００１１】
また、請求項１〜４のいずれかに記載の電流センサにおいて、請求項５に記載の発明によるように、上記ホール素子を縦型ホール素子とすれば、半導体プロセス技術によって半導体基板にホール素子を高い精度のもとに形成することができ、ひいては被検出電流をより高精度に検出することができるようになる。
【００１２】
一方、請求項６に記載の発明では、電流センサの製造方法として、半導体基板の素子形成面に、制御電流の流路が上記素子形成面と直交する方向となるようにホール素子を形成する工程と、上記ホール素子の形成領域を両端部で挟むように一部が開放された環状のトレンチ溝を上記素子形成面に形成する工程と、上記形成されたトレンチ溝に磁性材料を充填する工程と、を備えるようにした。
【００１３】
上記製造方法では、半導体基板の素子形成面に形成されたトレンチ溝に磁性材料が充填されることで上述したギャップ付き環状コアが形成される。そしてその半導体基板の素子形成面には、結果としてこの形成されたギャップ付き環状コアのギャップ内に位置するようにホール素子が形成されるようにもなる。すなわち、同製造方法によれば、電流センサを構成するコアとホール素子とが同一の半導体基板上に形成されるとともに、半導体基板の素子形成面における環状コアの位置は、それを構成する磁性材料の充填されるトレンチ溝の位置により決まることから、環状コアとホール素子との位置決めを、半導体プロセス技術を用いて、極めて高い精度で行うことができるようになる。また、このように半導体基板にホール素子が形成されることから、環状コアのギャップ長の短縮も容易に図られるようになり、ひいては電流センサの感度の向上も図られるようになる。
【００１４】
こうした請求項６に記載の電流センサの製造方法において、上記環状コアを構成する磁性材料の具体的な充填方法としては、例えば請求項７に記載の発明によるように、
（ハ）上記磁性材料の充填を、上記トレンチ溝の内部に同磁性材料を蒸着することで行う。
あるいは、請求項８に記載の発明によるように、
（ニ）上記磁性材料の充填を、上記トレンチ溝と同一平面形状をなす磁性材料のコアを該トレンチ溝内に貼着することで行う。
等々、種々の方法を採用することができ、いずれの方法によっても上記集磁機能を有するギャップ付き環状コアを容易に実現することができるようになる。
【００１５】
また、請求項６〜８のいずれかに記載の電流センサの製造方法において、半導体基板の厚さ方向に沿って被検出電流が流れるための電流センサの具体的な構造は、例えば請求項９に記載の発明によるように、
（ホ）上記トレンチ溝で囲まれた部分の中央部に上記半導体基板を貫通する電流線挿通用の貫通孔を形成する工程。
あるいは、請求項１０に記載の発明によるように、
（ヘ）上記素子形成面の上記トレンチ溝で囲まれた部分の中央部から上記半導体基板の内部の厚さ方向に延びるとともに、上記トレンチ溝の下方を迂回して上記素子形成面の上記トレンチ溝外部に導出される配線を形成する工程。
等々、の工程をさらに備えることにより実現される。ちなみに、上記（ホ）の工程を備えることとすれば、上記（イ）の構造が実現されることとなり、被検出電流の流れる電流線を上記貫通孔に挿通させることにより、同電流線に流れる被検出電流を電流センサにより高精度に検出することができるようになる。一方、上記（ヘ）の工程を備えることとすれば、上記（ロ）の構造が実現されることとなり、上記配線に被検出電流を流すことにより、該配線自体に流れる被検出電流を電流センサによって高精度に検出することができるようになる。またこの場合には、被検出電流の流れる流路が上記配線として電流センサ自身に設けられるため、上記環状コアと上記配線との位置精度の向上も図られ、上記（イ）の構造よりも高い精度のもとに被検出電流を検出することができるようにもなる。
【００１６】
なお、請求項６〜１０のいずれかに記載の電流センサの製造方法おいて、請求項１１に記載の発明によるように、上記ホール素子を縦型ホール素子とすれば、半導体プロセス技術によって半導体基板にホール素子を高い精度のもとに形成することができるため、被検出電流をより高精度に検出することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる電流センサ及びその製造方法を具体化した第１の実施の形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００１８】
はじめに、図１を参照して、この実施の形態にかかる電流センサの構造について詳述する。なお、図１（ａ）はこの電流センサの平面構造を模式的に示したものであり、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａに沿った同電流センサの断面構造を模式的に示したものである。
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）に示されるように、半導体基板１０の素子形成面１０ａには、パーマロイ等の磁性材料からなるギャップ付き環状コア１１が形成されている。この環状コア１１のギャップ１１ａには、以下に説明する制御電流Ｉｂの流路が上記素子形成面１０ａと垂直な方向とされた縦型ホール素子１２が形成されている。縦型ホール素子１２の各電極は、半導体基板１０の素子形成面１０ａに形成されたワイヤボンディングパッド１３〜１６にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２０】
また、半導体基板１０の中央部には、環状コア１１の内周部に形成されて半導体基板１０をその厚さ方向に貫通する貫通孔１０ｂが形成されている。なお、この貫通孔１０ｂには、被検出電流Ｉｆが流れる電流線ＣＬが挿通される。
【００２１】
ここで、上記縦型ホール素子１２の構造、並びに機能について、図２を参照して詳細に説明する。図２（ａ）はこの縦型ホール素子１２の平面構造を模式的に示したものであり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂに沿った同縦型ホール素子１２の断面構造とともにその斜視構造を併せて示したものである。
【００２２】
特に図２（ｂ）に示すように、縦型ホール素子１２は、半導体基板１０の素子形成面１０ａに垂直な成分を含む制御電流Ｉｂが供給された状態で、同半導体基板１０の素子形成面１０ａに平行な磁界Ｔが印加されるとき、その磁界Ｔに対応するホール電圧Ｖｈを出力する素子である。そして、その平面構造を図２（ａ）に示すように、例えばＰ型の半導体基板１０によってＮ型ウェル層２１が囲繞されるとともに、同Ｎ型ウェル層２１の上面がＰ型ウェル層２２によって２つの領域に分割された構造を有している。また、図２（ｂ）にその斜視構造及び一部断面構造を示すように、上記Ｐ型ウェル層２２は、Ｎ型ウェル層２１の中央部において半導体基板１０の厚さ方向、すなわち素子形成面１０ａに垂直な方向に延びるように断面略四角形状に形成されるとともに、Ｎ型ウェル層２１の中央上部においてのみ該Ｎ型ウェル層２１を分割するように形成されている。さらに、このように分割された上記Ｎ型ウェル層２１の上面には、一方の領域に制御電流Ｉｂの入力電極ＳがＮ型ウェル層２１とオーミック接合するように形成されるとともに、他方の領域に制御電流Ｉｂの出力電極Ｇが、同じくＮ型ウェル層２１とオーミック接合するように形成されている。また、上記入力電極Ｓが形成されている領域にはさらに、ホール電圧Ｖｈを検出するための電極である第１検出電極Ｖ１及び第２検出電極Ｖ２が、上記入力電極Ｓを上記Ｐ型ウェル層２２に沿って挟むかたちで配置されるとともに、Ｎ型ウェル層２１とオーミック接合するように形成されている。そして、出力電極Ｇが図１に示したワイヤボンディングパッド１３に、入力電極Ｓが同じく図１に示したワイヤボンディングパッド１４に、第１検出電極Ｖ１が同じくワイヤボンディングパッド１５に、第２検出電極Ｖ２がこれも同じくワイヤボンディングパッド１６にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２３】
以上の構造を有する縦型ホール素子１２では、ワイヤボンディングパッド１４を介して入力電極Ｓから出力電極Ｇの接続されたワイヤボンディングパッド１３に制御電流Ｉｂを流すと、この制御電流Ｉｂは、Ｎ型ウェル層２１内を上記Ｐ型ウェル層２２に沿って流れる。すなわち、制御電流Ｉｂは、上記入力電極Ｓから上記素子形成面１０ａと垂直に下方へ流れた後、素子形成面１０ａに沿って流れるとともに、その後、上記素子形成面１０ａと垂直に上方へ流れることとなる。
【００２４】
また、同縦型ホール素子１２では、このように半導体基板１０の素子形成面１０ａに垂直な方向に制御電流Ｉｂが流れている状態において、図２（ｂ）に示すように、素子形成面１０ａに平行な磁界Ｔが印加されると、ホール効果の発現により、制御電流Ｉｂの流れる方向に対して直交する方向にホール電圧Ｖｈが誘起される。このため、上記検出電極Ｖ１及び上記検出電極Ｖ２の間の電位差からホール電圧Ｖｈを検出することにより、該ホール電圧Ｖｈに基づいて磁界Ｔの大きさを求めることができる。すなわち、被検出電流Ｉｆ（図１（ａ））が流れるとその周囲には磁界が発生することから、被検出電流Ｉｆが素子形成面１０ａに垂直な方向に流れるようにすれば、その磁界が上記環状コア１１（図１）によって磁界Ｔとして集磁されるようになる。このため、このときの縦型ホール素子１２におけるホール電圧Ｖｈの大きさを求めることで被検出電流Ｉｆの大きさを検出することができるようになる。
【００２５】
次に図３を参照して、この実施の形態にかかる電流センサの製造方法について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、この実施の形態にかかる電流センサの平面構造及び各々Ｂ−Ｂ線に沿った断面構造をそれぞれ対応させて、その製造プロセスを模式的に示したものである。以下、同電流センサの製造工程を、この図３（ａ）〜（ｄ）の参照のもとに順次説明する。
【００２６】
１．まず、図３（ａ）に示す半導体基板１０を用意する。そして、この半導体基板１０の素子形成面１０ａに、上記制御電流Ｉｂ（図２（ｂ））の流路が素子形成面１０ａと直交する方向となるように縦型ホール素子１２を形成するとともに、半導体基板１０の表面にワイヤボンディングパッド１３〜１６を形成する。なお、上述のように、縦型ホール素子１２の各電極Ｇ，Ｓ，Ｖ１，Ｖ２は、ワイヤボンディングパッド１３〜１６にそれぞれ配線によって電気的に接続される。
【００２７】
２．次いで、図３（ｂ）に示すように、縦型ホール素子１２の形成領域が上記ギャップ付き環状コア１１（図１）のギャップ内に位置するように、一部が開放された環状のトレンチ溝１０ｃを上記素子形成面１０ａに形成する。具体的には、半導体基板１０の素子形成面１０ａに上記トレンチ溝１０ｃの平面形状と同一形状の領域が開口されたマスクＭＫを載置してパターンエッチングを施すことによりトレンチ溝１０ｃを形成する。
【００２８】
３．次いで、図３（ｃ）に示すように、上記トレンチ溝１０ｃ内に、パーマロイ等の磁性材料を、同図に矢印にて示す方向から蒸着する。これにより、トレンチ溝１０ｃ内に磁性材料が充填されることとなり、半導体基板１０の素子形成面１０ａに磁性材料からなる上記ギャップ付き環状コア１１が形成される。また、その環状コア１１のギャップ１１ａには、縦型ホール素子１２が位置する。
【００２９】
４．その後、図３（ｄ）に示すように、上記環状コア１１の内周部に半導体基板１０を厚さ方向に貫通する電流線挿通用の貫通孔１０ｂを形成する。なお実際には、同環状コア１１及び縦型ホール素子１２が形成された半導体基板１０は、強度の確保や防錆等の目的で、後工程において樹脂モールドされることとなる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態にかかる電流センサは、半導体プロセス技術を用いて製造される。このため、環状コア１１のギャップ１１ａに縦型ホール素子１２を極めて高い精度で位置決めすることができるようになる。
【００３１】
こうした電流センサにおいて、図４（ａ），（ｂ）に示すように、半導体基板１０の上記貫通孔１０ｂに被検出電流Ｉｆの流れる電流線ＣＬを挿通すると、この被検出電流Ｉｆの流れる方向が半導体基板１０の素子形成面１０ａに垂直な方向となるため、この電流センサにて同電流線ＣＬに流れる被検出電流Ｉｆを検出することができるようになる。ちなみに、上記環状コア１１について、同図４（ａ），（ｂ）に示すように、
・外周寸法を「４．０×３．５ｍｍ」、内周寸法を「２．０×２．０ｍｍ」とする準環状に形成する。
・上記縦型ホール素子１２の形成領域に対応する外周寸法についてはこれを「４．０×０．５ｍｍ」に設定してその中央部に「０．２ｍｍ」のギャップ１１ａを設ける。
といった態様で同環状コア１１を半導体基板１０に形成した例では、該電流センサとしての感度が「６．０ｍＴ／Ａ」となった。この感度は、従来の電流センサの約１０倍に相当する感度であり、上記被検出電流Ｉｆが小電流であっても、本実施の形態にかかる電流センサではこれを的確に検出可能であることが発明者によって確認された。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態にかかる電流センサ及びその製造方法によれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
（１）電流センサを構成する環状コア１１と縦型ホール素子１２とを同一の半導体基板１０上に形成した。そして半導体基板１０の素子形成面１０ａにおけるギャップ付き環状コア１１の位置が、それを構成する磁性材料の充填されるトレンチ溝１０ｃの形成位置により決まるようにした。このため、環状コア１１と縦型ホール素子１２との位置決めを極めて高い精度で行うことができるようになる。また、このように半導体基板１０に縦型ホール素子１２が形成されることから、環状コア１１のギャップ長の短縮も容易に図られるようになり、ひいては電流センサとしての感度の向上も併せて図られるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかる電流センサの第２の実施の形態について、図５および図６を参照して説明する。なお、この実施の形態にかかる電流センサもその基本的な構造は先の第１の実施の形態と同様であるため、先の第１の実施の形態と同様あるいはそれに準じた構造については、同一の符号を付してその重複する説明は割愛する。
【００３３】
本実施の形態の電流センサでは、図５（ａ）に示されるように、半導体基板３０の素子形成面３０ａに形成されたギャップ付き環状コア１１の内周部に接続電極３１が設けられるとともに、この接続電極３１に対して同環状コア１１をその幅方向に挟んだ位置に同形状の接続電極３２が設けられる。これら接続電極３１，３２は、配線３３によって電気的に接続されている。具体的には、図５（ｂ）に示されるように、半導体基板３０には、接続電極３１と接続電極３２とを接続するように、素子形成面３０ａに対して上記環状コア１１の下方を迂回して凹状に配線３３が形成されている。この配線３３の基端部は、同半導体基板３０の厚さ方向に延びるように形成されている。なお、本実施の形態においては、この配線３３として、一般の半導体装置においても配線材料として採用されることの多いアルミニウムを用いている。また、上記接続電極３１，３２としては、はんだのぬれ性が良好な金属を用いている。
【００３４】
こうした本実施の形態にかかる電流センサは、先の第１の実施の形態にかかる電流センサにおいて前記貫通孔１０ｂを形成する工程に代えて、配線３３を形成する工程が加わることとなる。そして、この配線３３は、上記環状コア１１や縦型ホール素子１２の形成と同様、半導体プロセス技術により、以下に示す手順にしたがって形成される。
【００３５】
図６（ａ）〜（ｄ）は、この実施の形態にかかる電流センサの断面構造のうち、配線３３周囲の断面構造のみを、その製造プロセスにしたがって模式的に示したものであり、以下、同図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、この電流センサの製造方法、特に上記配線３３の形成方法について順次説明する。
【００３６】
１．まず、図６（ａ）に示すように、凹状をなす配線３３のうち、その底辺部分の配線となる下部配線３３ｂを半導体基板３０上に形成する。この下部配線３３ｂの水平方向の長さは、上記接続電極３１から接続電極３２までの距離に相当する長さに設定される。また、この下部配線３３ｂの幅は、接続電極３１，３２における同方向の幅と同一となるように設定される。
【００３７】
２．次いで、図６（ｂ）に示すように、この下部配線３３ｂが形成された半導体基板３０上に絶縁層３０ｄを積層する。
３．そして、図６（ｃ）に示すように、上記下部配線３３ｂの端部に達するトレンチ溝３０ｅを同下部配線３３ｂの両端部のそれぞれに対応して形成する。
【００３８】
４．その後、図６（ｄ）に示すように、これらトレンチ溝３０ｅのうち、ギャップ付き環状コア１１（図５）の内周部側となるトレンチ溝３０ｅに内側配線３３ａを形成するとともに、その上面に接続電極３１を形成する。また、上記環状コア１１の外周部側となるトレンチ溝３０ｅに外側配線３３ｃを形成するとともに、その上面に接続電極３２を形成する。その結果、同図６（ｄ）に示される態様で半導体基板３０に、内側配線３３ａ、下部配線３３ｂ、及び外側配線３３ｃからなる配線３３が形成される。なお、これら内側配線３３ａ及び外側配線３３ｃによって挟まれた領域の絶縁層３０ｄには、その後の工程において、上記環状コア１１を蒸着形成するためのトレンチ溝３０ｃ（図５（ｂ））が形成される。
【００３９】
こうして、先の図５（ｂ）に示した配線３３、すなわち素子形成面３０ａの上記環状コア１１内周部から半導体基板３０の内部の厚さ方向に延びるとともに、同環状コア１１の下方を迂回して素子形成面３０ａの環状コア１１外周部に導出される配線３３が形成されることとなる。
【００４０】
以上の構造の電流センサでは、接続電極３１（３２）から配線３３を介して接続電極３２（３１）に被検出電流Ｉｆを流すと、環状コア１１の内周部において半導体基板３０の厚さ方向に被検出電流Ｉｆが流れるため、先の第１の実施の形態にかかる電流センサと同様の原理に基づいて被検出電流Ｉｆの大きさを検出することができるようになる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態にかかる電流センサによれば、先の第１の実施の形態の前記（１）の効果に加え、さらに以下のような効果を得ることができるようになる。
（２）素子形成面３０ａのギャップ付き環状コア１１内周部から半導体基板３０の内部の厚さ方向に延びるとともに、同環状コア１１の下方を迂回して素子形成面３０ａの環状コア１１外周部に導出される配線３３を、半導体基板３０に形成するようにした。このため、ギャップ付き環状コア１１と配線３３との位置精度の向上も併せて図られ、より高い精度のもとに被検出電流Ｉｆを検出することができるようになる。特に、微小な被検出電流Ｉｆを高精度に検出するには、環状コア１１と縦型ホール素子１２との位置関係はもとより、被検出電流Ｉｆの流れる導体と上記環状コア１１との位置関係についても高い精度が要求される。この点、本実施の形態では、被検出電流Ｉｆの流れる導体としての配線３３が半導体基板３０に一体に形成されるため、微小な被検出電流Ｉｆについても高い精度のもとに検出することができるようになる。また、被検出電流Ｉｆの大きさに応じて配線３３の断面積を減少させることにより、上記環状コア１１を小型化することも可能である。
【００４２】
（３）配線３３としてアルミニウムを用いたことにより、生産性や電気的特性の面でより有効である。
なお、この発明にかかる電流センサ及びその製造方法は上記各実施の形態に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００４３】
・上記第２の実施の形態において、電流センサとしての構造上可能であれば、配線３３を、素子形成面３０ａのギャップ付き環状コア１１内周部から半導体基板３０の内部の厚さ方向に延びるとともに、同半導体基板３０の裏面に導出されるように形成してもよい。要するに、配線３３は、半導体基板３０の上記環状コア１１の内周部に形成されて同半導体基板３０の厚さ方向に延びる部分を有する構造であればよい。このように配線３３を形成するようにしても、同配線３３に被検出電流Ｉｆを流すことにより、該配線３３自体に流れる被検出電流Ｉｆを電流センサによって高精度に検出することができる。またこの場合には、配線３３の形状が簡素となるため、その製造方法を簡素化することができるようにもなる。
【００４４】
・上記第２の実施の形態において、配線３３として用いる材料はアルミニウムに限定されるものではなく、導電性の材料であれば任意に選択可能である。
・上記各実施の形態においては、磁性材料をトレンチ溝１０ｃあるいは３０ｃ内に蒸着することによってギャップ付き環状コア１１を形成するようにした。しかし、トレンチ溝内に同環状コア１１を形成する方法、すなわち充填する方法としてはこの他にも、例えば図７に示すように、トレンチ溝１０ｃ（３０ｃ）と同一平面形状をなす磁性材料からなる環状コア１１を予め製造しておき、この環状コア１１をトレンチ溝１０ｃ（３０ｃ）に貼着するようにしてもよい。
【００４５】
・上記各実施の形態において、半導体基板１０（３０）に形成されるホール素子は縦型ホール素子に限定されず、制御電流Ｉｂの方向が半導体基板１０（３０）の厚さ方向となるように、横型ホール素子を半導体基板１０（３０）に形成するようにしてもよい。要するに、制御電流Ｉｂの方向が半導体基板１０（３０）の厚さ方向となるようであれば、ホール素子としては任意のものを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）は、本発明にかかる電流センサの第１の実施の形態についてその平面構造を模式的に示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａに沿った同電流センサの断面構造を示す断面図。
【図２】（ａ）は、同実施の形態の電流センサにおいて、縦型ホール素子の平面構造を模式的に示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂに沿った同縦型ホール素子の断面構造を併せて示す斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態にかかる電流センサの平面構造及び断面構造を、その製造プロセスにしたがって模式的に示す平面図及び断面図。
【図４】（ａ）は、同実施の形態にかかる電流センサと電流線との関係を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃに沿った同電流センサの断面構造を示す断面図。
【図５】（ａ）は、本発明にかかる電流センサの第２の実施の形態についてその平面構造を模式的に示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄに沿った同電流センサの断面構造を示す断面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の電流センサの断面構造のうち配線周囲の断面構造を、その製造プロセスにしたがって模式的に示す断面図。
【図７】本発明にかかる電流センサの製造方法の他の実施の形態についてその斜視構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４７】
１０，３０…半導体基板、１０ａ，３０ａ…素子形成面、１０ｂ…貫通孔、１０ｃ，３０ｃ，３０ｅ…トレンチ溝、３０ｄ…絶縁層、１１…環状コア、１１ａ…ギャップ、１２…縦型ホール素子、１３，１４，１５，１６…ワイヤボンディングパッド、３１，３２…接続電極、３３…配線、３３ａ…内側配線、３３ｂ…下部配線、３３ｃ…外側配線。
【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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