JP2000349363A - 磁電変換素子及びその製造方法 - Google Patents
磁電変換素子及びその製造方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/07—Hall effect devices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁電変換素子部への集磁効果を高めることに
より、低磁場での感度をさらに向上させることができる
磁電変換素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１１の表面側にはホール素
子部１５が形成され、シリコン基板１１の裏面側に形成
されたエッチング溝１９の表面上には第１の磁性体膜２
３が形成され、シリコン基板１１ａに形成されたエッチ
ング溝１９ａの表面上には第２の磁性体膜２７が形成さ
れ、ポリイミド層２５により第２の磁性体膜２７が形成
されたシリコン基板１１ａをシリコン基板１１の表面側
に張り合わせてなるため、両方の磁性体膜がホール素子
部１５を挟み込む形状となる。このため、外部磁界は第
１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２７によりホール
素子部１５に効率よく集束される。
より、低磁場での感度をさらに向上させることができる
磁電変換素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１１の表面側にはホール素
子部１５が形成され、シリコン基板１１の裏面側に形成
されたエッチング溝１９の表面上には第１の磁性体膜２
３が形成され、シリコン基板１１ａに形成されたエッチ
ング溝１９ａの表面上には第２の磁性体膜２７が形成さ
れ、ポリイミド層２５により第２の磁性体膜２７が形成
されたシリコン基板１１ａをシリコン基板１１の表面側
に張り合わせてなるため、両方の磁性体膜がホール素子
部１５を挟み込む形状となる。このため、外部磁界は第
１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２７によりホール
素子部１５に効率よく集束される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ギア等の
回転数を検出する磁気センサに用いられる磁電変換素子
及びその製造方法に関する。
回転数を検出する磁気センサに用いられる磁電変換素子
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、家電製品や産業機械、自動車のイ
ンテリジェント化に伴い、各種のセンサ技術が重要なも
のになっている。磁気センサの一つであるホール素子
は、磁界の大きさに応じた電圧信号を出力するものであ
り、非接触型で汚れに強い特徴を持ち、広い分野で応用
されている。例えば、自動車等の車両では、ホール素子
を有する磁気センサをギア等の回転数を検出する回転セ
ンサとして用いている。
ンテリジェント化に伴い、各種のセンサ技術が重要なも
のになっている。磁気センサの一つであるホール素子
は、磁界の大きさに応じた電圧信号を出力するものであ
り、非接触型で汚れに強い特徴を持ち、広い分野で応用
されている。例えば、自動車等の車両では、ホール素子
を有する磁気センサをギア等の回転数を検出する回転セ
ンサとして用いている。
【０００３】この場合、凹凸のあるギア（被検出対象）
とバイアス磁石との間にホール素子を配置すると、バイ
アス磁石からの外部磁界はホール素子を貫き、ギアの凹
凸面に向かう。すると、ホール素子からは外部磁界の大
きさに応じた電圧信号が出力される。
とバイアス磁石との間にホール素子を配置すると、バイ
アス磁石からの外部磁界はホール素子を貫き、ギアの凹
凸面に向かう。すると、ホール素子からは外部磁界の大
きさに応じた電圧信号が出力される。
【０００４】ここで、凹凸のあるギアが回転すると、磁
界がギアの凹凸により変化するので、ホール素子を貫く
磁界も変化し、この磁界の変化によりホール素子から取
り出される電圧信号も変化する。従って、電圧信号の変
化によりギアの回転数を検出することができる。
界がギアの凹凸により変化するので、ホール素子を貫く
磁界も変化し、この磁界の変化によりホール素子から取
り出される電圧信号も変化する。従って、電圧信号の変
化によりギアの回転数を検出することができる。
【０００５】しかし、ホール素子の感度が低い場合に
は、適切な検出電圧出力が得られなくなる。そこで、従
来では、低磁場でのホール素子の感度を向上させるため
に、集磁体付ホール素子が考案されている。この集磁体
付ホール素子の概略図を図１０（ａ）に、側面図を図１
０（ｂ）に示す。同図からもわかるように、化合物半導
体から構成されるホール素子本体１０１は、ＮｉＺｎ系
のフェライトからなるサブスレート１０３上に形成さ
れ、さらに４本のリードフレーム１０５に入出力端子１
０７，１０８，１０９，１１０がそれぞれ接続されてい
る。
は、適切な検出電圧出力が得られなくなる。そこで、従
来では、低磁場でのホール素子の感度を向上させるため
に、集磁体付ホール素子が考案されている。この集磁体
付ホール素子の概略図を図１０（ａ）に、側面図を図１
０（ｂ）に示す。同図からもわかるように、化合物半導
体から構成されるホール素子本体１０１は、ＮｉＺｎ系
のフェライトからなるサブスレート１０３上に形成さ
れ、さらに４本のリードフレーム１０５に入出力端子１
０７，１０８，１０９，１１０がそれぞれ接続されてい
る。
【０００６】また、ホール素子本体１０１の上面には、
角形磁性体または円筒形磁性体からなる集磁体としての
トップジャケット１１１が配置され、このトップジャケ
ット１１１、サブストレート１０３及びリードフレーム
は接着剤１１３により固定されている。そして、トップ
ジャケット１１１により外部磁界をホール素子本体１０
１に集束させることで低磁場でのホール素子の感度を向
上させている。
角形磁性体または円筒形磁性体からなる集磁体としての
トップジャケット１１１が配置され、このトップジャケ
ット１１１、サブストレート１０３及びリードフレーム
は接着剤１１３により固定されている。そして、トップ
ジャケット１１１により外部磁界をホール素子本体１０
１に集束させることで低磁場でのホール素子の感度を向
上させている。
【０００７】また、特開平７−１９８４３３号公報には
集磁体付の磁気センサを用いた面積式流量計が記載され
ている。この集磁体付の磁気センサを図１１（ａ），図
１１（ｂ）に示す。磁気センサであるホール素子Ａの各
感磁面に、パーマロイ合金などの高透磁率のテーパ状の
集磁体１２７を設けている。そして、マグネットで発生
した磁界を集磁体１２７で捕捉し、捕捉された磁界を集
磁体１２７の小経な基部に集束されて感度が大となるの
で、磁界はホール素子の感磁面に集束されてホール素子
の出力が増大される。
集磁体付の磁気センサを用いた面積式流量計が記載され
ている。この集磁体付の磁気センサを図１１（ａ），図
１１（ｂ）に示す。磁気センサであるホール素子Ａの各
感磁面に、パーマロイ合金などの高透磁率のテーパ状の
集磁体１２７を設けている。そして、マグネットで発生
した磁界を集磁体１２７で捕捉し、捕捉された磁界を集
磁体１２７の小経な基部に集束されて感度が大となるの
で、磁界はホール素子の感磁面に集束されてホール素子
の出力が増大される。
【０００８】さらに、特開昭５９−１５４０８５号公報
には磁気抵抗効果素子が記載されている。この公報に記
載された磁気抵抗効果素子は、高透磁率の強磁性体薄膜
よりなる集磁用パタンを、絶縁体薄膜を介して電気的に
絶縁を保ちながら、電気抵抗変化の検出に用いるセンサ
パタンに近接して設置したものである。
には磁気抵抗効果素子が記載されている。この公報に記
載された磁気抵抗効果素子は、高透磁率の強磁性体薄膜
よりなる集磁用パタンを、絶縁体薄膜を介して電気的に
絶縁を保ちながら、電気抵抗変化の検出に用いるセンサ
パタンに近接して設置したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５９−１５４０８５号公報に記載された磁気抵抗効果素
子にあっては、磁性体の配置ではセンサ面に水平方向の
磁界に感度を有する強磁性体磁気抵抗素子には有効であ
るが、ホール素子のような素子面に対して鉛直方向に感
度を有するものには有効ではない。
５９−１５４０８５号公報に記載された磁気抵抗効果素
子にあっては、磁性体の配置ではセンサ面に水平方向の
磁界に感度を有する強磁性体磁気抵抗素子には有効であ
るが、ホール素子のような素子面に対して鉛直方向に感
度を有するものには有効ではない。
【００１０】また、図１０，図１１に示したホール素子
にあっては、ホール素子に対して後付けで磁性体を貼り
付ける必要があり、センサ全体の厚みが増加してしま
う。また、磁性体を一つ一つホール素子に取り付けなけ
ればならず、その作業が大変であった。さらに、ホール
素子のサイズが小さくなるに従って、磁性体をホール素
子に貼り付けが困難になる。このため、ホール素子の生
産性が悪かった。
にあっては、ホール素子に対して後付けで磁性体を貼り
付ける必要があり、センサ全体の厚みが増加してしま
う。また、磁性体を一つ一つホール素子に取り付けなけ
ればならず、その作業が大変であった。さらに、ホール
素子のサイズが小さくなるに従って、磁性体をホール素
子に貼り付けが困難になる。このため、ホール素子の生
産性が悪かった。
【００１１】そこで、本出願人は、これらの問題点を解
決したものとして、特願平１０−６３５７５号（平成１
０年３月１３日出願）に記載された磁電変換素子及びそ
の製造方法を出願済みである。
決したものとして、特願平１０−６３５７５号（平成１
０年３月１３日出願）に記載された磁電変換素子及びそ
の製造方法を出願済みである。
【００１２】この磁電変換素子は、図１２に示すよう
に、シリコン基板２１１と、シリコン基板２１１の表面
２１３側に形成され且つ外部磁界の大きさに応じた電気
信号を出力するホール素子部（磁電変換素子部）２１５
と、シリコン基板２１１の裏面２１７側のホール素子部
２１５に対向する部分で且つホール素子部２１５の近傍
までの部分に、裏面２１７からホール素子部２１５に向
かうに従って小径となるテーパ状に形成されたエッチン
グ溝２１９と、このエッチング溝２１９の表面上に形成
され外部磁界をホール素子部２１５に集束させる高透磁
率の磁性体膜２２３とを備える。
に、シリコン基板２１１と、シリコン基板２１１の表面
２１３側に形成され且つ外部磁界の大きさに応じた電気
信号を出力するホール素子部（磁電変換素子部）２１５
と、シリコン基板２１１の裏面２１７側のホール素子部
２１５に対向する部分で且つホール素子部２１５の近傍
までの部分に、裏面２１７からホール素子部２１５に向
かうに従って小径となるテーパ状に形成されたエッチン
グ溝２１９と、このエッチング溝２１９の表面上に形成
され外部磁界をホール素子部２１５に集束させる高透磁
率の磁性体膜２２３とを備える。
【００１３】このように構成された磁電変換素子によれ
ば、外部磁界はテーパ状の溝部の表面に形成された磁性
体膜２２３によりホール素子部２１５に集束される。す
なわち、ホール素子部２１５の表面及び裏面に鉛直方向
の磁界を集束させるため、低磁場でのホール素子の感度
が向上する。
ば、外部磁界はテーパ状の溝部の表面に形成された磁性
体膜２２３によりホール素子部２１５に集束される。す
なわち、ホール素子部２１５の表面及び裏面に鉛直方向
の磁界を集束させるため、低磁場でのホール素子の感度
が向上する。
【００１４】また、シリコン基板２１１内にホール素子
部２１５を形成し、エッチング溝２１９に磁性体膜２２
３を最初のシリコン基板２１１厚みからの大きな厚み増
加はなく、小型化を図ることができる。また、磁性体膜
の形成を含め、シリコン基板に沢山の素子を一度に作成
できるので、ホール素子の生産性が向上する。
部２１５を形成し、エッチング溝２１９に磁性体膜２２
３を最初のシリコン基板２１１厚みからの大きな厚み増
加はなく、小型化を図ることができる。また、磁性体膜
の形成を含め、シリコン基板に沢山の素子を一度に作成
できるので、ホール素子の生産性が向上する。
【００１５】また、最近では、従来のこの種の磁電変換
素子部への集界効果を高め、磁電変換素子による低磁場
での感度をさらに向上させることが要望されていた。
素子部への集界効果を高め、磁電変換素子による低磁場
での感度をさらに向上させることが要望されていた。
【００１６】本発明は、磁電変換素子部への集磁効果を
高めることにより、低磁場での感度をさらに向上させる
ことができる磁電変換素子及びその製造方法を提供する
ことを課題とする。
高めることにより、低磁場での感度をさらに向上させる
ことができる磁電変換素子及びその製造方法を提供する
ことを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下の構成とした。請求項１の磁電変換素子
の発明は、半導体素子からなる第１のウェハの表面側及
び裏面側の一方の面側に形成され且つ外部磁界の大きさ
に応じた電気信号を出力する磁電変換素子部と、前記第
１のウェハの表面側及び裏面側の他方の面側の前記磁電
変換素子部に対向するウェハ部分で且つ前記磁電変換素
子部の近傍までのウェハ部分に、前記他方の面から前記
磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテーパ状に
形成された溝部と、この溝部の表面上に形成され且つ前
記外部磁界を前記磁電変換素子部に集束させる第１の磁
性体膜と、半導体素子からなる第２のウェハの前記磁電
変換素子部に対向するウェハ部分に、前記磁電変換素子
部に向かうに従って小径となるテーパ状に形成されたテ
ーパ部と、このテーパ部の表面上に形成され且つ前記外
部磁界を前記磁電変換素子部に集束させる第２の磁性体
膜と、前記テーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された
前記第２のウェハを前記第１のウェハの表面側に張り合
わせる張合部とを備えることを特徴とする。
するために以下の構成とした。請求項１の磁電変換素子
の発明は、半導体素子からなる第１のウェハの表面側及
び裏面側の一方の面側に形成され且つ外部磁界の大きさ
に応じた電気信号を出力する磁電変換素子部と、前記第
１のウェハの表面側及び裏面側の他方の面側の前記磁電
変換素子部に対向するウェハ部分で且つ前記磁電変換素
子部の近傍までのウェハ部分に、前記他方の面から前記
磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテーパ状に
形成された溝部と、この溝部の表面上に形成され且つ前
記外部磁界を前記磁電変換素子部に集束させる第１の磁
性体膜と、半導体素子からなる第２のウェハの前記磁電
変換素子部に対向するウェハ部分に、前記磁電変換素子
部に向かうに従って小径となるテーパ状に形成されたテ
ーパ部と、このテーパ部の表面上に形成され且つ前記外
部磁界を前記磁電変換素子部に集束させる第２の磁性体
膜と、前記テーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された
前記第２のウェハを前記第１のウェハの表面側に張り合
わせる張合部とを備えることを特徴とする。
【００１８】請求項１の発明の磁電変換素子によれば、
第１のウェハの一方の面側には磁電変換素子部が形成さ
れ、第１のウェハの他方の面側に形成されたテーパ状の
溝部の表面上には第１の磁性体膜が形成され、第２のウ
ェハに形成されたテーパ状のテーパ部の表面上には第２
の磁性体膜が形成され、張合部により第２の磁性体膜が
形成された第２のウェハを第１のウェハの表面側に張り
合わせるため、磁性体膜が磁電変換素子を挟み込む形状
となる。このため、外部磁界は第１の磁性体膜及び第２
の磁性体膜により磁電変換素子部により効率よく集束さ
れる。すなわち、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直
方向の磁界を集束させるため、低磁場での磁電変換素子
の感度がさらに向上する。
第１のウェハの一方の面側には磁電変換素子部が形成さ
れ、第１のウェハの他方の面側に形成されたテーパ状の
溝部の表面上には第１の磁性体膜が形成され、第２のウ
ェハに形成されたテーパ状のテーパ部の表面上には第２
の磁性体膜が形成され、張合部により第２の磁性体膜が
形成された第２のウェハを第１のウェハの表面側に張り
合わせるため、磁性体膜が磁電変換素子を挟み込む形状
となる。このため、外部磁界は第１の磁性体膜及び第２
の磁性体膜により磁電変換素子部により効率よく集束さ
れる。すなわち、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直
方向の磁界を集束させるため、低磁場での磁電変換素子
の感度がさらに向上する。
【００１９】請求項２の発明の磁電変換素子は、前記テ
ーパ部の先端部分には前記磁電変換素子部の表面及び裏
面に対して略直交する方向に突起状の山部が形成されて
なることを特徴とする。
ーパ部の先端部分には前記磁電変換素子部の表面及び裏
面に対して略直交する方向に突起状の山部が形成されて
なることを特徴とする。
【００２０】請求項２の発明の磁電変換素子によれば、
テーパ部の先端部分には磁電変換素子部の表面及び裏面
に対して略直交する方向に突起状の山部が形成されてな
るため、外部磁界の一部は、テーパ部の先端部分に形成
された山部を通って、磁電変換素子部の表面及び裏面に
対して略直交する方向に向かう。従って、磁電変換素子
部を貫く殆どの磁界が磁電変換素子部の表面及び裏面に
対して略直交する磁界となり、鉛直方向の磁界がより効
率よく集束されるため、低磁場での磁電変換素子の感度
がさらに向上する。
テーパ部の先端部分には磁電変換素子部の表面及び裏面
に対して略直交する方向に突起状の山部が形成されてな
るため、外部磁界の一部は、テーパ部の先端部分に形成
された山部を通って、磁電変換素子部の表面及び裏面に
対して略直交する方向に向かう。従って、磁電変換素子
部を貫く殆どの磁界が磁電変換素子部の表面及び裏面に
対して略直交する磁界となり、鉛直方向の磁界がより効
率よく集束されるため、低磁場での磁電変換素子の感度
がさらに向上する。
【００２１】請求項３の発明の磁電変換素子において、
前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成された台
形形状の溝部からなることを特徴とする。
前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成された台
形形状の溝部からなることを特徴とする。
【００２２】請求項３の発明の磁電変換素子によれば、
テーパ部が、異方性エッチングにより形成された台形形
状の溝部からなることで、磁電変換素子部の表面及び裏
面に鉛直方向の磁界を集束できるため、低磁場での磁電
変換素子の感度がさらに向上する。
テーパ部が、異方性エッチングにより形成された台形形
状の溝部からなることで、磁電変換素子部の表面及び裏
面に鉛直方向の磁界を集束できるため、低磁場での磁電
変換素子の感度がさらに向上する。
【００２３】請求項４の発明の磁電変換素子において、
前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成された台
形形状の２つの溝部相互間に形成された突起部からなる
ことを特徴とする。
前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成された台
形形状の２つの溝部相互間に形成された突起部からなる
ことを特徴とする。
【００２４】請求項４の発明の磁電変換素子によれば、
テーパ部が、異方性エッチングにより形成された台形形
状の２つの溝部相互間に形成された突起部からなること
で、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を
集束できるため、低磁場での磁電変換素子の感度がさら
に向上する。
テーパ部が、異方性エッチングにより形成された台形形
状の２つの溝部相互間に形成された突起部からなること
で、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を
集束できるため、低磁場での磁電変換素子の感度がさら
に向上する。
【００２５】請求項５の磁電変換素子の製造方法の発明
は、半導体素子からなるウェハの表面側及び裏面側の一
方の面側に外部磁界の大きさに応じた電気信号を出力す
る磁電変換素子部を形成する第１の工程と、前記ウェハ
の表面側及び裏面側の他方の面側の前記磁電変換素子部
に対向するウェハ部分で且つ前記磁電変換素子部の近傍
までのウェハ部分に、前記他方の面から前記磁電変換素
子部に向かうに従って小径となるテーパ状の溝部を形成
する第２の工程と、前記外部磁界を前記磁電変換素子部
に集束させるための第１の磁性体膜を前記溝部の表面上
に形成する第３の工程と、半導体素子からなる第２のウ
ェハの前記磁電変換素子部に対向するウェハ部分に、前
記磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテーパ状
のテーパ部を形成する第４の工程と、前記外部磁界を前
記磁電変換素子部に集束させるための第２の磁性体膜を
前記テーパ部の表面上に形成する第５の工程と、前記テ
ーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された前記第２のウ
ェハを前記第１のウェハの表面側に張り合わせる第６の
工程とを含むことを特徴とする。
は、半導体素子からなるウェハの表面側及び裏面側の一
方の面側に外部磁界の大きさに応じた電気信号を出力す
る磁電変換素子部を形成する第１の工程と、前記ウェハ
の表面側及び裏面側の他方の面側の前記磁電変換素子部
に対向するウェハ部分で且つ前記磁電変換素子部の近傍
までのウェハ部分に、前記他方の面から前記磁電変換素
子部に向かうに従って小径となるテーパ状の溝部を形成
する第２の工程と、前記外部磁界を前記磁電変換素子部
に集束させるための第１の磁性体膜を前記溝部の表面上
に形成する第３の工程と、半導体素子からなる第２のウ
ェハの前記磁電変換素子部に対向するウェハ部分に、前
記磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテーパ状
のテーパ部を形成する第４の工程と、前記外部磁界を前
記磁電変換素子部に集束させるための第２の磁性体膜を
前記テーパ部の表面上に形成する第５の工程と、前記テ
ーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された前記第２のウ
ェハを前記第１のウェハの表面側に張り合わせる第６の
工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】請求項６の発明の磁電変換素子の製造方法
は、前記テーパ部の先端部分には前記磁電変換素子部の
表面及び裏面に対して略直交する方向に突起状の山部が
形成されてなることを特徴とする。
は、前記テーパ部の先端部分には前記磁電変換素子部の
表面及び裏面に対して略直交する方向に突起状の山部が
形成されてなることを特徴とする。
【００２７】請求項７の発明の磁電変換素子の製造方法
は、前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成され
た台形形状の溝部からなることを特徴とする。請求項８
の発明の磁電変換素子の製造方法は、前記テーパ部は、
異方性エッチングにより形成された台形形状の２つの溝
部相互間に形成された突起部からなることを特徴とす
る。
は、前記テーパ部は、異方性エッチングにより形成され
た台形形状の溝部からなることを特徴とする。請求項８
の発明の磁電変換素子の製造方法は、前記テーパ部は、
異方性エッチングにより形成された台形形状の２つの溝
部相互間に形成された突起部からなることを特徴とす
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁電変換素子及び
その製造方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。
その製造方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。
【００２９】＜第１の実施の形態＞図１に第１の実施の
形態の磁電変換素子の構成図を示す。図１を用いて磁電
変換素子の構成を説明する。磁電変換素子は、シリコン
ホール素子であり、図１に示すように、シリコンウェハ
としてのシリコン基板１１の表面１３側に、外部磁界の
大きさに応じた電気信号を出力するホール素子部１５が
形成されている。
形態の磁電変換素子の構成図を示す。図１を用いて磁電
変換素子の構成を説明する。磁電変換素子は、シリコン
ホール素子であり、図１に示すように、シリコンウェハ
としてのシリコン基板１１の表面１３側に、外部磁界の
大きさに応じた電気信号を出力するホール素子部１５が
形成されている。
【００３０】また、シリコン基板１１の裏面１７側のホ
ール素子部１５に対向する部分で且つホール素子部１５
の近傍までの部分には、台形形状のエッチング溝１９が
形成されている。
ール素子部１５に対向する部分で且つホール素子部１５
の近傍までの部分には、台形形状のエッチング溝１９が
形成されている。
【００３１】このエッチング溝１９は、４つの傾斜面と
１つの溝底面２０からなり、裏面１７からホール素子部
１５に向かうに従って小径となるテーパ状の台形溝であ
る。このエッチング溝１９の表面には外部磁界をホール
素子部１５に集束させる高透磁率材料からなるパーマロ
イ、フェライトなどの第１の磁性体膜２３が形成されて
いる。
１つの溝底面２０からなり、裏面１７からホール素子部
１５に向かうに従って小径となるテーパ状の台形溝であ
る。このエッチング溝１９の表面には外部磁界をホール
素子部１５に集束させる高透磁率材料からなるパーマロ
イ、フェライトなどの第１の磁性体膜２３が形成されて
いる。
【００３２】シリコン基板１１の厚みは、例えば、３５
０μｍ〜４５０μｍである。溝底面２０とホール素子部
１５の下面とのギャップは、例えば、１０μｍ〜５０μ
ｍである。
０μｍ〜４５０μｍである。溝底面２０とホール素子部
１５の下面とのギャップは、例えば、１０μｍ〜５０μ
ｍである。
【００３３】また、シリコン基板１１の表面上に酸化ケ
イ素（ＳｉＯ2）またはＳｉＮ等の絶縁膜２９が積層さ
れ、この絶縁膜２９の上にはＡｌ（アルミニウム）等に
よる配線部２６が配置されている。
イ素（ＳｉＯ2）またはＳｉＮ等の絶縁膜２９が積層さ
れ、この絶縁膜２９の上にはＡｌ（アルミニウム）等に
よる配線部２６が配置されている。
【００３４】さらに、配線部２６の上にはポリイミド層
２５が積層されている。このポリイミド層２５は、絶縁
性を有し、シリコン基板１１とシリコン基板１１ａとを
張り合わせるものである。
２５が積層されている。このポリイミド層２５は、絶縁
性を有し、シリコン基板１１とシリコン基板１１ａとを
張り合わせるものである。
【００３５】ポリイミド層２５の上にはシリコン基板１
１ａが積層され、このシリコン基板１１ａの前記ホール
素子部１５に対向する位置には、ホール素子部１５に向
かうに従って小径となるテーパ状に形成されたエッチン
グ溝１９ａが形成されている。このエッチング溝１９ａ
の表面上には外部磁界をホール素子部１５に集束させる
高透磁率材料からなるパーマロイ、フェライトなどの第
２の磁性体膜２７が形成されている。
１ａが積層され、このシリコン基板１１ａの前記ホール
素子部１５に対向する位置には、ホール素子部１５に向
かうに従って小径となるテーパ状に形成されたエッチン
グ溝１９ａが形成されている。このエッチング溝１９ａ
の表面上には外部磁界をホール素子部１５に集束させる
高透磁率材料からなるパーマロイ、フェライトなどの第
２の磁性体膜２７が形成されている。
【００３６】次に、第１の実施の形態の磁電変換素子の
製造方法を図２及び図３を参照して説明する。
製造方法を図２及び図３を参照して説明する。
【００３７】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板１１の表面１３側において、不純物拡散またはエピ
タキシャル成長によってホール素子部１５を形成し、図
２（ｂ）に示すように、シリコン基板１１の表面１３の
面上にＳｉＯ2、ＳｉＮ等の絶縁膜２９を形成し、さら
に、リード線等の配線部２６を形成する。
基板１１の表面１３側において、不純物拡散またはエピ
タキシャル成長によってホール素子部１５を形成し、図
２（ｂ）に示すように、シリコン基板１１の表面１３の
面上にＳｉＯ2、ＳｉＮ等の絶縁膜２９を形成し、さら
に、リード線等の配線部２６を形成する。
【００３８】次に、シリコン基板１１の裏面１７側にお
いて、図２（ｃ）に示すように、裏面１７からホール素
子部１５に対応する部分にシリコン異方性エッチングに
より台形形状にエッチングを行い、エッチング溝１９を
形成する。
いて、図２（ｃ）に示すように、裏面１７からホール素
子部１５に対応する部分にシリコン異方性エッチングに
より台形形状にエッチングを行い、エッチング溝１９を
形成する。
【００３９】この場合、Ｓｉの（１００）に近い面方位
のウェハを使用すると、裏面１７とエッチング溝１９と
のなす角度θは、５４．７゜（条件により４０〜７０
゜）となる。なお、シリコン異方性エッチングについて
は、後で詳細に説明する。
のウェハを使用すると、裏面１７とエッチング溝１９と
のなす角度θは、５４．７゜（条件により４０〜７０
゜）となる。なお、シリコン異方性エッチングについて
は、後で詳細に説明する。
【００４０】さらに、図２（ｄ）に示すように、形成さ
れたエッチング溝１９の表面上に蒸着等により高透磁率
の第１の磁性体膜２３を形成し、さらに、図２（ｅ）に
示すように、配線部２６の上面にポリイミド層２５を積
層する。
れたエッチング溝１９の表面上に蒸着等により高透磁率
の第１の磁性体膜２３を形成し、さらに、図２（ｅ）に
示すように、配線部２６の上面にポリイミド層２５を積
層する。
【００４１】次に、図３（ａ）に示すように、シリコン
基板１１ａの表面側からホール素子部１５に対応する部
分にシリコン異方性エッチングにより台形形状にエッチ
ングを行い、エッチング溝１９ａを形成する。
基板１１ａの表面側からホール素子部１５に対応する部
分にシリコン異方性エッチングにより台形形状にエッチ
ングを行い、エッチング溝１９ａを形成する。
【００４２】さらに、図３（ｂ）に示すように、形成さ
れたエッチング溝１９ａの表面上に蒸着等により高透磁
率の第２の磁性体膜２７を形成し、図３（ｃ）に示すよ
うに、シリコン基板１１ａの裏面側にポリイミド層２５
を形成する。その後に、シリコン基板１１ａに形成され
たポリイミド層２５及びシリコン基板１１に形成された
ポリイミド層２５により、シリコン基板１１ａをシリコ
ン基板１１に張り合わせる。
れたエッチング溝１９ａの表面上に蒸着等により高透磁
率の第２の磁性体膜２７を形成し、図３（ｃ）に示すよ
うに、シリコン基板１１ａの裏面側にポリイミド層２５
を形成する。その後に、シリコン基板１１ａに形成され
たポリイミド層２５及びシリコン基板１１に形成された
ポリイミド層２５により、シリコン基板１１ａをシリコ
ン基板１１に張り合わせる。
【００４３】この張り合わせとしては、例えば、２個の
ＬＳＩチップを向かい合わせて張り合わせ、拡散溶接に
より上下の回路を電気的に接続することにより２層構造
のＬＳＩを実現する積層技術であるＥＬＶＩＣ（Elemen
tal Level Vertically Integrated Circuit）技術を用
いる。
ＬＳＩチップを向かい合わせて張り合わせ、拡散溶接に
より上下の回路を電気的に接続することにより２層構造
のＬＳＩを実現する積層技術であるＥＬＶＩＣ（Elemen
tal Level Vertically Integrated Circuit）技術を用
いる。
【００４４】これによって、ホール素子部１５の近傍に
第１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２７を配置した
集磁体付ホール素子を形成することができる。
第１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２７を配置した
集磁体付ホール素子を形成することができる。
【００４５】このように、第１の実施の形態のホール素
子によれば、第１の磁性体膜２３が形成されたシリコン
基板１１と第２の磁性体膜２７が形成されたシリコン基
板１１ａとを張り合わせることにより、両方の磁性体膜
がホール素子部１５を挟み込む形状になる。
子によれば、第１の磁性体膜２３が形成されたシリコン
基板１１と第２の磁性体膜２７が形成されたシリコン基
板１１ａとを張り合わせることにより、両方の磁性体膜
がホール素子部１５を挟み込む形状になる。
【００４６】このため、図示しないバイアス磁石からの
外部磁界は、第１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２
７により溝底面２０及びギャップを通り、ホール素子部
１５に効率よく集束される。すなわち、ホール素子部１
５の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を効率よく集束させ
る。このため、低磁場でのホール素子の感度がさらに向
上する。
外部磁界は、第１の磁性体膜２３及び第２の磁性体膜２
７により溝底面２０及びギャップを通り、ホール素子部
１５に効率よく集束される。すなわち、ホール素子部１
５の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を効率よく集束させ
る。このため、低磁場でのホール素子の感度がさらに向
上する。
【００４７】また、シリコン異方性エッチング等のＩＣ
プロセスにより、シリコン基板１１内にホール素子部１
５を形成し、エッチング溝１９に第１の磁性体膜２３を
形成するので、最初の基板厚みからの大きな厚み増加が
なく、小型化を図ることができる。
プロセスにより、シリコン基板１１内にホール素子部１
５を形成し、エッチング溝１９に第１の磁性体膜２３を
形成するので、最初の基板厚みからの大きな厚み増加が
なく、小型化を図ることができる。
【００４８】さらに、第１の磁性体膜２３及び第２の磁
性体膜２３の形成を含め、シリコン基板１１，１１ａ上
に沢山の素子を一度に作成できるので、ホール素子の生
産性が向上する。さらに、シリコン基板１１，１１ａを
用いているので、ホール素子以外の部分に増幅回路等の
ＩＣ（集積回路）を組み込むことができる。
性体膜２３の形成を含め、シリコン基板１１，１１ａ上
に沢山の素子を一度に作成できるので、ホール素子の生
産性が向上する。さらに、シリコン基板１１，１１ａを
用いているので、ホール素子以外の部分に増幅回路等の
ＩＣ（集積回路）を組み込むことができる。
【００４９】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施の形態の磁電変換素子及びその製造方法を図面を
参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の
磁電変換素子の構成図である。
の実施の形態の磁電変換素子及びその製造方法を図面を
参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の
磁電変換素子の構成図である。
【００５０】第１の実施の形態の磁電変換素子では、エ
ッチング溝１９ａに第２の磁性体膜２７が形成されてい
るのに対して、第２の実施の形態の磁電変換素子では、
突起部に第２の磁性体膜２７が形成されていることを特
徴とする。なお、図４に示すシリコン基板１１の構成
は、図１に示すシリコン基板と同一構成であるので、こ
こではその説明は省略する。
ッチング溝１９ａに第２の磁性体膜２７が形成されてい
るのに対して、第２の実施の形態の磁電変換素子では、
突起部に第２の磁性体膜２７が形成されていることを特
徴とする。なお、図４に示すシリコン基板１１の構成
は、図１に示すシリコン基板と同一構成であるので、こ
こではその説明は省略する。
【００５１】シリコン基板１１ｂの一方の面には一定距
離離れて２つのエッチング溝１９ｂ，１９ｃが形成され
ている。２つのエッチング溝１９ｂ，１９ｃ相互間には
台形形状の突起部２８が形成されており、この突起部２
８の表面上には高透磁率材料からなるパーマロイ、フェ
ライトなどの第２の磁性体膜２７ａが形成されている。
第２の磁性体膜２７ａが形成されたシリコン基板１１ｂ
は、ポリイミド層２５によりシリコン基板１１に張り合
わせられている。
離離れて２つのエッチング溝１９ｂ，１９ｃが形成され
ている。２つのエッチング溝１９ｂ，１９ｃ相互間には
台形形状の突起部２８が形成されており、この突起部２
８の表面上には高透磁率材料からなるパーマロイ、フェ
ライトなどの第２の磁性体膜２７ａが形成されている。
第２の磁性体膜２７ａが形成されたシリコン基板１１ｂ
は、ポリイミド層２５によりシリコン基板１１に張り合
わせられている。
【００５２】図５は第２の実施の形態の磁電変換素子に
設けられた第２の磁性体膜の詳細構成図である。図６は
図５に示す第２の磁性体膜における磁束分布を示す図で
ある。第２の磁性体膜２７ａは、２つの傾斜部３１と、
この傾斜部３１に連結された先端部分としての底面部３
３とからなり、底面部３３にはホール素子部１５の表面
及び裏面に対して略直交する方向（ここでは、上方向）
に突起状の２つの山部３５が形成されている。この山部
３５は、ホール素子部１５の幅に応じて山数を変えても
よい。山部３５の角度αは、約５４．７°近傍が最も良
い。
設けられた第２の磁性体膜の詳細構成図である。図６は
図５に示す第２の磁性体膜における磁束分布を示す図で
ある。第２の磁性体膜２７ａは、２つの傾斜部３１と、
この傾斜部３１に連結された先端部分としての底面部３
３とからなり、底面部３３にはホール素子部１５の表面
及び裏面に対して略直交する方向（ここでは、上方向）
に突起状の２つの山部３５が形成されている。この山部
３５は、ホール素子部１５の幅に応じて山数を変えても
よい。山部３５の角度αは、約５４．７°近傍が最も良
い。
【００５３】次に、第２の実施の形態の磁電変換素子の
製造方法を図７を参照して説明する。図７は第２の実施
の形態の磁電変換素子の製造プロセスの後半部分を示す
図である。第２の実施の形態の磁電変換素子の製造プロ
セスの前半部分は、図２に示す第１の実施の形態の磁電
変換素子の製造プロセスの前半部分と同一であるので、
その説明は省略し、ここでは、製造プロセスの後半部分
を図７を参照して説明する。
製造方法を図７を参照して説明する。図７は第２の実施
の形態の磁電変換素子の製造プロセスの後半部分を示す
図である。第２の実施の形態の磁電変換素子の製造プロ
セスの前半部分は、図２に示す第１の実施の形態の磁電
変換素子の製造プロセスの前半部分と同一であるので、
その説明は省略し、ここでは、製造プロセスの後半部分
を図７を参照して説明する。
【００５４】まず、図７（ａ）に示すように、シリコン
基板１１ｂの裏面側のマスク部１４をマスクして２つの
凹部１２を形成し、さらに、図７（ｂ）に示すように、
凹部１２の部分にシリコン異方性エッチングにより台形
形状にエッチングを行い、エッチング溝１９ｂ，１９ｃ
を形成する。
基板１１ｂの裏面側のマスク部１４をマスクして２つの
凹部１２を形成し、さらに、図７（ｂ）に示すように、
凹部１２の部分にシリコン異方性エッチングにより台形
形状にエッチングを行い、エッチング溝１９ｂ，１９ｃ
を形成する。
【００５５】さらに、図７（ｃ）に示すように、形成さ
れたエッチング溝１９ｂ，１９ｃの相互間に形成された
突起部２８の表面上に蒸着等により高透磁率の第２の磁
性体膜２７ａを形成する。
れたエッチング溝１９ｂ，１９ｃの相互間に形成された
突起部２８の表面上に蒸着等により高透磁率の第２の磁
性体膜２７ａを形成する。
【００５６】さらに、図７（ｄ）に示すように、シリコ
ン基板１１ｂの裏面側にポリイミド層２５を形成し、シ
リコン基板１１ｂに形成されたポリイミド層２５及びシ
リコン基板１１に形成されたポリイミド層２５により、
シリコン基板１１ｂをシリコン基板１１に張り合わせ
る。これにより、ホール素子部１５の近傍に第１の磁性
体膜２３及び第２の磁性体膜２７ａを配置した集磁体付
ホール素子を形成することができる。
ン基板１１ｂの裏面側にポリイミド層２５を形成し、シ
リコン基板１１ｂに形成されたポリイミド層２５及びシ
リコン基板１１に形成されたポリイミド層２５により、
シリコン基板１１ｂをシリコン基板１１に張り合わせ
る。これにより、ホール素子部１５の近傍に第１の磁性
体膜２３及び第２の磁性体膜２７ａを配置した集磁体付
ホール素子を形成することができる。
【００５７】このように第２の実施の形態のホール素子
によれば、第１の磁性体膜２３が形成されたシリコン基
板１１と第２の磁性体膜２７ａが形成されたシリコン基
板１１ｂとを張り合わせることにより、両方の磁性体膜
がホール素子部１５を挟み込む形状になる。このため、
第２の実施の形態の磁電変換素子においても、第１の実
施の形態の磁電変換素子の効果と同様な効果を得ること
ができる。
によれば、第１の磁性体膜２３が形成されたシリコン基
板１１と第２の磁性体膜２７ａが形成されたシリコン基
板１１ｂとを張り合わせることにより、両方の磁性体膜
がホール素子部１５を挟み込む形状になる。このため、
第２の実施の形態の磁電変換素子においても、第１の実
施の形態の磁電変換素子の効果と同様な効果を得ること
ができる。
【００５８】この場合、外部磁界Ｈは、図６に示すよう
に、ホール素子部１５を通り抜けるが、一部の磁界Ｈ１
は、２つの傾斜部３１に導かれる。また、突起部２８の
先端部分である底面部３３にはホール素子部１５の表面
及び裏面に対して略直交する方向に突起状の山部３５が
形成されてなるため、外部磁界Ｈの残りの磁界Ｈ２は、
山部３５を通って、ホール素子部１５の表面及び裏面に
対して略直交する方向、すなわち上方向に向かう。
に、ホール素子部１５を通り抜けるが、一部の磁界Ｈ１
は、２つの傾斜部３１に導かれる。また、突起部２８の
先端部分である底面部３３にはホール素子部１５の表面
及び裏面に対して略直交する方向に突起状の山部３５が
形成されてなるため、外部磁界Ｈの残りの磁界Ｈ２は、
山部３５を通って、ホール素子部１５の表面及び裏面に
対して略直交する方向、すなわち上方向に向かう。
【００５９】従って、ホール素子部１５を貫く殆どの磁
界がホール素子部１５の表面及び裏面に対して略直交す
る磁界となり、鉛直方向の磁界がより効率よく集束され
るため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向上す
る。
界がホール素子部１５の表面及び裏面に対して略直交す
る磁界となり、鉛直方向の磁界がより効率よく集束され
るため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向上す
る。
【００６０】（シリコン異方性エッチング）次に、第１
の実施の形態及び第２の実施の形態で上げたシリコン異
方性エッチングについて詳細に説明する。シリコン異方
性エッチングとは、ある種のアルカリエッチング液によ
りシリコンを異方的にエッチングするものである。これ
は、エッチング速度がシリコンの結晶面方位によって異
なるためであり、この性質を利用して横方向に狭く縦方
向に深いエッチング溝を作製できる。エッチング液とし
ては、ＥＤＰ、ＫＯＨ、Ｎ2Ｈ4、ＮａＯＨ等が上げられ
る。
の実施の形態及び第２の実施の形態で上げたシリコン異
方性エッチングについて詳細に説明する。シリコン異方
性エッチングとは、ある種のアルカリエッチング液によ
りシリコンを異方的にエッチングするものである。これ
は、エッチング速度がシリコンの結晶面方位によって異
なるためであり、この性質を利用して横方向に狭く縦方
向に深いエッチング溝を作製できる。エッチング液とし
ては、ＥＤＰ、ＫＯＨ、Ｎ2Ｈ4、ＮａＯＨ等が上げられ
る。
【００６１】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に
（１００）面シリコンウェハのエッチング形状を示す。
（１００）面をもつシリコン基板にエッチング用のマス
ク窓を通して深いシリコンエッチングを行ったとき、
（１００）面上で（１１０）方向に配列した４個の辺に
より囲まれたエッチング溝が形成される。
（１００）面シリコンウェハのエッチング形状を示す。
（１００）面をもつシリコン基板にエッチング用のマス
ク窓を通して深いシリコンエッチングを行ったとき、
（１００）面上で（１１０）方向に配列した４個の辺に
より囲まれたエッチング溝が形成される。
【００６２】エッチング窓の形状により、最終的にエッ
チングされる溝の形状が異なる。図８（ａ）に示すよう
に、エッチング溝４１は、任意の形状をしたマスク窓５
１に外接する矩形（長方形）となり、図８（ｂ）に示す
ように、エッチング溝４３は、円形のマスク窓５３に外
接する矩形（正方形）となる。図８（ｃ）では、一辺が
（１１０）方向に配列した長方形のマスク窓５５を通し
てエッチングを行ったときのエッチング形状を示してい
る。
チングされる溝の形状が異なる。図８（ａ）に示すよう
に、エッチング溝４１は、任意の形状をしたマスク窓５
１に外接する矩形（長方形）となり、図８（ｂ）に示す
ように、エッチング溝４３は、円形のマスク窓５３に外
接する矩形（正方形）となる。図８（ｃ）では、一辺が
（１１０）方向に配列した長方形のマスク窓５５を通し
てエッチングを行ったときのエッチング形状を示してい
る。
【００６３】図９に（１００）面シリコンウェハのエッ
チング形状断面図を示す。エッチング溝は、（１１１）
面に配向した４つの壁により構成される。溝が小さいと
きには、同図の左に示すようにエッチング溝が逆ピラミ
ッドの形状となり、エッチングが自動的に停止する。
（１１１）面は基板表面（１００）面と５４．７度の傾
きをもっているため、このエッチングの深さはエッチン
グ溝の一辺の長さに２の平方根を除した値となる。
チング形状断面図を示す。エッチング溝は、（１１１）
面に配向した４つの壁により構成される。溝が小さいと
きには、同図の左に示すようにエッチング溝が逆ピラミ
ッドの形状となり、エッチングが自動的に停止する。
（１１１）面は基板表面（１００）面と５４．７度の傾
きをもっているため、このエッチングの深さはエッチン
グ溝の一辺の長さに２の平方根を除した値となる。
【００６４】また、エッチング溝が大きくなると、同図
の右に示すようにエッチングの底に薄いダイアフラム面
（図１の溝底面２０に対応）が形成される。このダイア
フラム面の大きさはエッチング開始時のマスク窓の大き
さよりも、エッチング深さの２の平方根だけ小さい値と
なる。
の右に示すようにエッチングの底に薄いダイアフラム面
（図１の溝底面２０に対応）が形成される。このダイア
フラム面の大きさはエッチング開始時のマスク窓の大き
さよりも、エッチング深さの２の平方根だけ小さい値と
なる。
【００６５】なお、本発明は前述した第１の実施の形態
及び第２の実施の形態の磁電変換素子に限定されるもの
ではなく、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の磁
電変換素子を組み合わせて用いても良い。例えば、第２
の実施の形態の磁電変換素子に設けられた第２の磁性体
膜２７ａの山部３５を第１の実施の形態の磁電変換素子
に設けられた第２の磁性体膜２７に形成しても良い。
及び第２の実施の形態の磁電変換素子に限定されるもの
ではなく、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の磁
電変換素子を組み合わせて用いても良い。例えば、第２
の実施の形態の磁電変換素子に設けられた第２の磁性体
膜２７ａの山部３５を第１の実施の形態の磁電変換素子
に設けられた第２の磁性体膜２７に形成しても良い。
【００６６】また、第１の実施の形態及び第２の実施の
形態では、シリコン基板１１にシリコンウェハを用い、
シリコン異方性エッチングを行い、エッチング溝１９，
１９ａに磁性体膜を配置し、シリコンウェハに鉛直方向
の磁界を集束させた。従って、シリコンウェハ上に形成
でき、素子に鉛直な方向に感度があるものであれば、シ
リコンホール素子以外の磁電変換素子を用いても良い。
形態では、シリコン基板１１にシリコンウェハを用い、
シリコン異方性エッチングを行い、エッチング溝１９，
１９ａに磁性体膜を配置し、シリコンウェハに鉛直方向
の磁界を集束させた。従って、シリコンウェハ上に形成
でき、素子に鉛直な方向に感度があるものであれば、シ
リコンホール素子以外の磁電変換素子を用いても良い。
【００６７】さらに、第１の実施の形態及び第２の実施
の形態では、エッチング溝１９を台形形状としたが、台
形形状に限定されるものではなく、裏面からホール素子
部１５に向かうに従って小径となるテーパ状になってい
れば良い。従って、テーパ状の角形溝やテーパ状の円筒
溝などでも良い。
の形態では、エッチング溝１９を台形形状としたが、台
形形状に限定されるものではなく、裏面からホール素子
部１５に向かうに従って小径となるテーパ状になってい
れば良い。従って、テーパ状の角形溝やテーパ状の円筒
溝などでも良い。
【００６８】
【発明の効果】請求項１の発明の磁電変換素子、請求項
５の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、第１のウ
ェハの一方の面側には磁電変換素子部が形成され、第１
のウェハの他方の面側に形成されたテーパ状の溝部の表
面上には第１の磁性体膜が形成され、第２のウェハに形
成されたテーパ状のテーパ部の表面上には第２の磁性体
膜が形成され、張合部により第２の磁性体膜が形成され
た第２のウェハを第１のウェハの表面側に張り合わせる
ため、磁性体膜が磁電変換素子を挟み込む形状となる。
このため、外部磁界は第１の磁性体膜及び第２の磁性体
膜により磁電変換素子部により効率よく集束される。す
なわち、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁
界を集束させるため、低磁場での磁電変換素子の感度が
さらに向上する。
５の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、第１のウ
ェハの一方の面側には磁電変換素子部が形成され、第１
のウェハの他方の面側に形成されたテーパ状の溝部の表
面上には第１の磁性体膜が形成され、第２のウェハに形
成されたテーパ状のテーパ部の表面上には第２の磁性体
膜が形成され、張合部により第２の磁性体膜が形成され
た第２のウェハを第１のウェハの表面側に張り合わせる
ため、磁性体膜が磁電変換素子を挟み込む形状となる。
このため、外部磁界は第１の磁性体膜及び第２の磁性体
膜により磁電変換素子部により効率よく集束される。す
なわち、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁
界を集束させるため、低磁場での磁電変換素子の感度が
さらに向上する。
【００６９】請求項２の発明の磁電変換素子、請求項６
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部の
先端部分には磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略
直交する方向に突起状の山部が形成されてなるため、外
部磁界の一部は、テーパ部の先端部分に形成された山部
を通って、磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略直
交する方向に向かう。従って、磁電変換素子部を貫く殆
どの磁界が磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略直
交する磁界となり、鉛直方向の磁界がより効率よく集束
されるため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向
上する。
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部の
先端部分には磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略
直交する方向に突起状の山部が形成されてなるため、外
部磁界の一部は、テーパ部の先端部分に形成された山部
を通って、磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略直
交する方向に向かう。従って、磁電変換素子部を貫く殆
どの磁界が磁電変換素子部の表面及び裏面に対して略直
交する磁界となり、鉛直方向の磁界がより効率よく集束
されるため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向
上する。
【００７０】請求項３の発明の磁電変換素子、請求項７
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部
が、異方性エッチングにより形成された台形形状の溝部
からなることで、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直
方向の磁界を集束できるため、低磁場での磁電変換素子
の感度がさらに向上する。
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部
が、異方性エッチングにより形成された台形形状の溝部
からなることで、磁電変換素子部の表面及び裏面に鉛直
方向の磁界を集束できるため、低磁場での磁電変換素子
の感度がさらに向上する。
【００７１】請求項４の発明の磁電変換素子、請求項８
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部
が、異方性エッチングにより形成された台形形状の２つ
の溝部相互間に形成された突起部からなることで、磁電
変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を集束でき
るため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向上す
る。
の発明の磁電変換素子の製造方法によれば、テーパ部
が、異方性エッチングにより形成された台形形状の２つ
の溝部相互間に形成された突起部からなることで、磁電
変換素子部の表面及び裏面に鉛直方向の磁界を集束でき
るため、低磁場での磁電変換素子の感度がさらに向上す
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁電変換素子の構
成図である。
成図である。
【図２】第１の実施の形態の磁電変換素子の製造プロセ
スの前半部分を示す図である。
スの前半部分を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の磁電変換素子の製造プロセ
スの後半部分を示す図である。
スの後半部分を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の磁電変換素子の構
成図である。
成図である。
【図５】第２の実施の形態の磁電変換素子に設けられた
第２の磁性体膜の詳細構成図である。
第２の磁性体膜の詳細構成図である。
【図６】図５に示す第２の磁性体膜における磁束分布を
示す図である。
示す図である。
【図７】第２の実施の形態の磁電変換素子の製造プロセ
スの後半部分を示す図である。
スの後半部分を示す図である。
【図８】（１００）面シリコンウェハのエッチング形状
を示す図である。
を示す図である。
【図９】（１００）面シリコンウェハのエッチング形状
断面図である。
断面図である。
【図１０】従来の集磁体付きホール素子の一例を示す構
成図である。
成図である。
【図１１】従来の集磁体付きホール素子の他の例を示す
構成図である。
構成図である。
【図１２】従来の磁電変換素子を示す構成図である。
１１ シリコン基板 １３ 表面 １５ ホール素子部 １７ 裏面 １９ エッチング溝 ２０ 溝底面 ２３ 第１の磁性体膜 ２５ ポリイミド層 ２６ 配線部 ２７ 第２の磁性体膜 ２８ 突起部 ２９ 絶縁膜 ４１，４３，４５ マスク窓 １０１ ホール素子本体 １０３ サブスレート １０５ リードフレーム １１１ トップジャッケット １１３ 接着剤 １２７ 集磁体
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体素子からなる第１のウェハの表面
側及び裏面側の一方の面側に形成され且つ外部磁界の大
きさに応じた電気信号を出力する磁電変換素子部と、 前記第１のウェハの表面側及び裏面側の他方の面側の前
記磁電変換素子部に対向するウェハ部分で且つ前記磁電
変換素子部の近傍までのウェハ部分に、前記他方の面か
ら前記磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテー
パ状に形成された溝部と、 この溝部の表面上に形成され且つ前記外部磁界を前記磁
電変換素子部に集束させる第１の磁性体膜と、 半導体素子からなる第２のウェハの前記磁電変換素子部
に対向するウェハ部分に、前記磁電変換素子部に向かう
に従って小径となるテーパ状に形成されたテーパ部と、 このテーパ部の表面上に形成され且つ前記外部磁界を前
記磁電変換素子部に集束させる第２の磁性体膜と、 前記テーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された前記第
２のウェハを前記第１のウェハの表面側に張り合わせる
張合部と、を備えることを特徴とする磁電変換素子。 - 【請求項２】 前記テーパ部の先端部分には前記磁電変
換素子部の表面及び裏面に対して略直交する方向に突起
状の山部が形成されてなることを特徴とする請求項１記
載の磁電変換素子。 - 【請求項３】 前記テーパ部は、異方性エッチングによ
り形成された台形形状の溝部からなることを特徴とする
請求項１または請求項２記載の磁電変換素子。 - 【請求項４】 前記テーパ部は、異方性エッチングによ
り形成された台形形状の２つの溝部相互間に形成された
突起部からなることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の磁電変換素子。 - 【請求項５】 半導体素子からなるウェハの表面側及び
裏面側の一方の面側に外部磁界の大きさに応じた電気信
号を出力する磁電変換素子部を形成する第１の工程と、 前記ウェハの表面側及び裏面側の他方の面側の前記磁電
変換素子部に対向するウェハ部分で且つ前記磁電変換素
子部の近傍までのウェハ部分に、前記他方の面から前記
磁電変換素子部に向かうに従って小径となるテーパ状の
溝部を形成する第２の工程と、 前記外部磁界を前記磁電変換素子部に集束させるための
第１の磁性体膜を前記溝部の表面上に形成する第３の工
程と、 半導体素子からなる第２のウェハの前記磁電変換素子部
に対向するウェハ部分に、前記磁電変換素子部に向かう
に従って小径となるテーパ状のテーパ部を形成する第４
の工程と、 前記外部磁界を前記磁電変換素子部に集束させるための
第２の磁性体膜を前記テーパ部の表面上に形成する第５
の工程と、 前記テーパ部に前記第２の磁性体膜が形成された前記第
２のウェハを前記第１のウェハの表面側に張り合わせる
第６の工程と、を含むことを特徴とする磁電変換素子の
製造方法。 - 【請求項６】 前記テーパ部の先端部分には前記磁電変
換素子部の表面及び裏面に対して略直交する方向に突起
状の山部が形成されてなることを特徴とする請求項５記
載の磁電変換素子の製造方法。 - 【請求項７】前記テーパ部は、異方性エッチングにより
形成された台形形状の溝部からなることを特徴とする請
求項５または請求項６記載の磁電変換素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記テーパ部は、異方性エッチングによ
り形成された台形形状の２つの溝部相互間に形成された
突起部からなることを特徴とする請求項５または請求項
６記載の磁電変換素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159355A JP2000349363A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 磁電変換素子及びその製造方法 |
| US09/584,843 US6396114B1 (en) | 1999-06-07 | 2000-06-01 | Magneto-electric device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159355A JP2000349363A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 磁電変換素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349363A true JP2000349363A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15692047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11159355A Abandoned JP2000349363A (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 磁電変換素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6396114B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000349363A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6722206B2 (en) | 2001-05-29 | 2004-04-20 | Sony Precision Engineering Center (Singapore) Pte Ltd. | Force sensing MEMS device for sensing an oscillating force |
| JP2006041177A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 磁気検出装置、地磁気センサ、及び磁気検出装置の製造方法 |
| JP2007170523A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Tokai Rika Co Ltd | 自動変速機のシフト位置検出装置 |
| JP2007278734A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
| JP2008020308A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
| JP2010237217A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-10-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 磁気検出装置、地磁気センサ |
| US8169215B2 (en) | 2006-04-13 | 2012-05-01 | Asahi Kasei Emd Corporation | Magnetic sensor and method of manufacturing thereof |
| CN107091997A (zh) * | 2016-02-17 | 2017-08-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 锥形磁体 |
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|---|---|---|---|---|
| EP2333573B1 (en) * | 2009-11-30 | 2012-10-24 | STMicroelectronics Srl | Integrated magnetic sensor for detecting horizontal magnetic fields and manufacturing process thereof |
| IT1397983B1 (it) * | 2010-02-05 | 2013-02-04 | St Microelectronics Srl | Sensore magnetico integrato di rilevamento di campi magnetici verticali e relativo procedimento di fabbricazione |
| US9209385B2 (en) | 2013-02-04 | 2015-12-08 | Stmicroelectronics S.R.L. | Magnetic sensor integrated in a chip for detecting magnetic fields perpendicular to the chip and manufacturing process thereof |
| KR101876587B1 (ko) * | 2013-03-08 | 2018-08-03 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 자기 센서 및 그 제조 방법 |
| KR101768254B1 (ko) * | 2013-06-12 | 2017-08-16 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 기반의 자기 센서 및 그 제조 방법 |
| DE102013217305A1 (de) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Robert Bosch Gmbh | Sensorbauteil für eine Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für ein Sensorbauteil einer Sensorvorrichtung |
| EP4679118A1 (en) * | 2024-07-01 | 2026-01-14 | Melexis Technologies SA | Method of producing a semiconductor substrate with magnetic flux concentrators, and a magnetic sensor device |
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| JPS59154085A (ja) | 1983-02-23 | 1984-09-03 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
| US5041780A (en) * | 1988-09-13 | 1991-08-20 | California Institute Of Technology | Integrable current sensors |
| US5149962A (en) * | 1991-06-03 | 1992-09-22 | Simmonds Precision Products, Inc. | Proximity detector using faraday effect and bidirectional transmission |
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| JP2929158B2 (ja) | 1993-12-29 | 1999-08-03 | 東京計装株式会社 | 面積式流量計 |
| JP3360519B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2002-12-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 積層型磁界検出装置 |
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-
1999
- 1999-06-07 JP JP11159355A patent/JP2000349363A/ja not_active Abandoned
-
2000
- 2000-06-01 US US09/584,843 patent/US6396114B1/en not_active Expired - Lifetime
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