本發(fā)明涉及使用霍爾元件的磁傳感器及其制造方法，特別涉及具備磁會聚板、探測垂直及水平方向的磁場的磁傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)：

霍爾元件作為磁傳感器能夠以非接觸方式進行位置探測或角度探測，因此用于各種用途。

首先，對霍爾元件的磁檢測原理進行說明。若對物質(zhì)中流過的電流施加垂直的磁場則在與該電流和磁場兩者垂直的方向產(chǎn)生電場（霍爾電壓）。因此，一般的霍爾元件中，使電流流過硅等的半導體襯底（晶圓）表面而檢測垂直的磁場分量。

進而，已知與利用具有高導磁率的材料制作的磁性體薄膜組合、并將磁性體薄膜用作為改變磁通的朝向而向霍爾元件引導的磁會聚板，從而不僅能檢測出垂直方向磁場，還能檢測出水平方向磁場（例如，參照專利文獻1）。

具備磁會聚板的磁傳感器，例如，能夠通過在硅襯底形成霍爾元件后，利用電解鍍來在硅襯底上形成磁會聚板、或者在硅襯底的表面形成聚酰亞胺等的保護膜，并利用電解鍍來在該保護膜上形成磁會聚板而制作（例如，參照專利文獻2）。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002－071381號公報

專利文獻2：國際公開第wo07/119569號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在形成有霍爾元件的硅襯底上形成磁會聚板的情況下，由于金屬的磁性體和硅襯底或聚酰亞胺等的保護膜的熱膨脹率顯著不同，所以產(chǎn)生較大的應力。該應力對磁傳感器產(chǎn)生影響，使磁特性的偏移、偏差增大。

因而，本發(fā)明目的在于提供一種抑制應力造成的影響并且磁特性的偏移、偏差小的磁傳感器及其制造方法。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的一實施例所涉及的磁傳感器，其特征在于具備：在表面具備霍爾元件的半導體襯底；設(shè)在所述半導體襯底的背面上的導電層；以及設(shè)在所述導電層上的磁會聚板。

本發(fā)明的一實施例所涉及的磁傳感器的制造方法，其特征在于具備：在半導體襯底的表面形成霍爾元件的工序；在所述半導體襯底的背面上形成基底導電層的工序；所述基底導電層上形成具有磁會聚板形成用的開口的抗蝕劑的工序；在形成了所述抗蝕劑的狀態(tài)下進行電解鍍、在所述開口內(nèi)形成磁會聚板的工序；除去所述抗蝕劑的工序；以及以所述磁會聚板為掩模蝕刻除去所述基底導電層的一部分的工序。

發(fā)明效果

依據(jù)本發(fā)明的一實施例，由于在表面具備霍爾元件的半導體襯底的背面上設(shè)有磁會聚板，所以由半導體襯底和磁會聚板的熱膨脹率之差產(chǎn)生的應力會從半導體襯底的背面?zhèn)仁┘?，能夠以與半導體襯底的厚度相應的量抑制施加到設(shè)在半導體襯底的表面?zhèn)鹊幕魻栐膽?。因而，能夠減小磁傳感器的磁特性的隨時間變化、偏差。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實施方式的磁傳感器的構(gòu)造的截面圖。

圖2是示出本發(fā)明的實施方式的磁傳感器的制造方法的工序截面圖。

具體實施方式

以下，一邊參照附圖一邊對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細說明。

圖1是示出本發(fā)明的實施方式的磁傳感器的構(gòu)造的截面圖。

如圖1所示，本實施方式的磁傳感器具備：半導體襯底1；設(shè)在半導體襯底1的表面并且互相分離地配置的一對霍爾元件2；覆蓋包含霍爾元件2的半導體襯底1的表面的保護膜3；設(shè)在半導體襯底1的背面上的導電層11；以及隔著導電層11設(shè)在半導體襯底1的背面上的磁會聚板10。

在本實施方式中，半導體襯底1為p型半導體襯底，霍爾元件2是包括具有正方形或十字型的4節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的垂直磁場感受部、和在其各頂點及端部具有同一形狀的表面n型高濃度雜質(zhì)區(qū)域的垂直磁場檢測控制電流輸入端子及垂直磁場霍爾電壓輸出端子的橫臥型霍爾元件。

為了實現(xiàn)特性偏差小的磁傳感器，重要的是霍爾元件與磁會聚板的位置關(guān)系，磁會聚板10以在俯視下與一對霍爾元件2各自的至少一部分重疊的方式配置。

通過該結(jié)構(gòu)，因半導體襯底1和磁會聚板10的熱膨脹率之差而產(chǎn)生的應力會從半導體襯底1的背面?zhèn)仁┘樱虼艘耘c半導體襯底1的厚度相應的量抑制施加到設(shè)在半導體襯底1的表面的霍爾元件2的應力。由此，能夠得到磁特性的隨時間變化、偏差小的磁傳感器。

在此，若半導體襯底1的厚度過大則磁會聚板10與半導體襯底1表面的霍爾元件2的距離較遠而磁傳感器得不到充分的靈敏度，另外過小則施加到半導體襯底1的表面的霍爾元件2的應力會變大，因此優(yōu)選為100～400μm左右。

另外，若磁會聚板10的膜厚過小則磁傳感器的靈敏度會變小，過大則應力的影響會變大，因此優(yōu)選為20～50μm左右。

接著，利用圖2，對圖1所示的磁傳感器的制造方法進行說明。

圖2（a）～（f）是示出本實施方式的磁傳感器的制造方法的工序截面圖。

首先，如圖2（a）所示，利用通常的半導體制造工藝在p型半導體襯底1的表面形成霍爾元件2及其控制電路等的周邊電路（未圖示）。

接著，如圖2（b）所示，對形成霍爾元件2及周邊電路的半導體襯底1的背面進行磨削，使半導體襯底1的厚度薄達100～400μm左右。

接著，如圖2（c）所示，在半導體襯底1的背面上形成磁會聚板10的基底導電層11。在此，磁會聚板10的基底導電層11成為電解鍍的電極。為了抑制應力，基底導電層11的厚度優(yōu)選0.3～1.0μm左右。

接著，如圖2（d）所示，通過光刻來形成具備具有所形成的磁會聚板10的形狀的開口（也稱為“磁會聚板形成用的開口”）20a的抗蝕劑20。此時，通過對齊設(shè)在半導體襯底1的對準標記、和設(shè)在用于對形成在半導體襯底1的背面上的抗蝕劑20進行構(gòu)圖的曝光用掩模的對準標記，能夠精度良好地將磁會聚板形成用的開口20a形成在期望的位置。在此，抗蝕劑20的厚度需要比所形成的磁會聚板10的厚度大，因此優(yōu)選為30～60μm左右。

接著，如圖2（e）所示，通過電解鍍，在抗蝕劑20的開口20a內(nèi)形成20～50μm左右厚度的磁會聚板10。磁會聚板10優(yōu)選以坡莫合金或鎳鉬鐵超導磁合金等的具有低頑磁力且高導磁率的軟磁性體材料制作。

而且，如圖2（f）所示，通過除去抗蝕劑20，能得到期望形狀的磁會聚板10。

進而，以磁會聚板10為掩模蝕刻除去基底導電層11的不需要的部分，從而如圖1所示，在期望的區(qū)域形成磁會聚板10。

如以上說明的那樣，依據(jù)本實施方式，能夠提供應力造成的磁特性的偏差、偏移小的磁傳感器及其制造方法。另外，由于能夠通過光刻和電解鍍來形成磁會聚板，也能抑制制造成本。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)顯然能夠進行各種變更。

例如，在上述實施方式中，形成了保護膜3，但也不必一定設(shè)置。

另外，上述實施方式示出作為半導體襯底1使用p型半導體襯底的例子，但是也可以使用n型半導體襯底。

標號說明

1半導體襯底；2霍爾元件；3保護膜；10磁會聚板；11基底導電層；20抗蝕劑。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
提供磁傳感器及其制造方法。磁傳感器具備：在表面具備霍爾元件的半導體襯底；設(shè)在半導體襯底的背面上的導電層；以及設(shè)在導電層上的磁會聚板。磁會聚板通過在半導體襯底的背面上形成基底導電層，并在基底導電層上形成具有磁會聚板形成用的開口的抗蝕劑，利用電解鍍在抗蝕劑的開口內(nèi)形成磁會聚板，再除去抗蝕劑，以磁會聚板為掩模蝕刻除去基底導電層的一部分而形成在半導體襯底的背面上。

技術(shù)研發(fā)人員：飛岡孝明;海老原美香;高橋?qū)?岸松雄;高浜未英
受保護的技術(shù)使用者：精工半導體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.15
技術(shù)公布日：2017.09.22