JP6654386B2

JP6654386B2 - Hall sensor

Info

Publication number: JP6654386B2
Application number: JP2015187336A
Authority: JP
Inventors: 剛赤木; 貴明古屋
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: JP2017063106A

Description

本発明は、ホール素子及びホールセンサに関する。 The present invention relates to a hall element and a hall sensor.

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とを有している、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。 Conventionally, magnetic sensors have been applied to many magnetic sensor products such as current detection devices and position detection devices. As a typical example of the magnetic sensor, there is a Hall element utilizing the Hall effect.
The Hall element generally has a magnetic sensing part, a current electrode pair for flowing a current through the magnetic sensing part, and an output electrode pair for detecting a Hall electromotive force, and detecting from the output electrode pair. The magnitude and direction of the magnetism applied to the magnetic sensing unit are detected from the generated Hall electromotive force.

特許文献１には、半絶縁性ＧａＡｓ基板と、Ｎ型動作層と、Ｎ＋コンタクト層と、オーミック接合用金属膜と、ボンディング用金属膜と、絶縁膜と、を備えるホール素子が開示されている。
特許文献２には、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のホール素子が開示されている。
特許文献３には、半導体基板と、第１のＮ型拡散領域と、第２のＮ型拡散猟奇と、ＳＴＩ領域とを備えるシリコンホール素子が開示されている。 Patent Document 1 discloses a Hall element including a semi-insulating GaAs substrate, an N-type operation layer, an N + contact layer, an ohmic junction metal film, a bonding metal film, and an insulating film. .
Patent Literature 2 discloses a Hall element having a shape in which four inner corners of a cross-shaped Hall element are cut not at right angles but obliquely.
Patent Literature 3 discloses a silicon Hall element including a semiconductor substrate, a first N-type diffusion region, a second N-type diffusion region, and an STI region.

特開昭６０−１７５４７１号公報JP-A-60-175471 特開平１−２９８３５４号公報JP-A-1-298354 特開２０１２−２０４６１６号公報JP 2012-204616 A

しかしながら、従来のホールセンサは、ホール素子のオフセット電圧の変動への対策が不十分であった。
本発明の課題は、オフセット電圧の変動を抑制したホールセンサを提供することを目的としている。 However, the conventional Hall sensor has insufficient measures against the fluctuation of the offset voltage of the Hall element.
An object of the present invention is intended to provide a host Rusensa which suppresses fluctuation of the offset voltage.

上記課題を解決するため、本発明の一態様のホールセンサは、矩形状の半導体基板、前記半導体基板の一方の面に形成され、断面視による形状がメサ形状であり外縁部に斜面を有する感磁部、及び前記半導体基板の前記一方の面側の対角上の四隅に配置され、前記感磁部と電気的に接続された電極部、を有するホール素子と、端子部と、前記電極部と前記端子部とをそれぞれ接続する金属細線と、前記ホール素子の少なくとも一部、前記端子部の少なくとも一部、及び、前記金属細線を封止するモールド樹脂と、を備え、前記感磁部は、矩形状の主要感磁部を有し、平面視で、前記主要感磁部の外縁の各辺が該主要感磁部の該各辺と対向する前記半導体基板の辺とそれぞれ平行となるように配置されることを特徴とする。 To solve the above problem, the Hall sensor of one embodiment of the present invention, rectangular semiconductor board, is formed on one surface of the semiconductor substrate, the shape due cross section having a slope to be the outer edge mesa shape magnetosensitive portion, and are disposed at four corners on the diagonal of the one surface side of the semiconductor substrate, the magnetic sensitivity surfaces electrically connected to an electrode portion, and the Hall element having a terminal portion, the electrode A thin metal wire for connecting a portion to the terminal portion, at least a portion of the Hall element, at least a portion of the terminal portion, and a mold resin for sealing the thin metal wire; Has a rectangular main magnetically sensitive portion, and in plan view, each side of the outer edge of the main magnetically sensitive portion is parallel to a side of the semiconductor substrate facing each side of the main magnetically sensitive portion. It is characterized by being arranged as follows .

本発明の一態様によれば、ホールセンサのオフセット電圧の変動を抑制することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress the fluctuation of the offset voltage ho Rusensa.

本発明の第１の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。FIG. 2 is a plan view for explaining the configuration of the Hall element according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a configuration of the Hall element according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホールセンサの構成を説明するための図である。It is a figure for explaining composition of a Hall sensor of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホールセンサにおけるワイヤーボンディング領域を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a wire bonding region in the Hall sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホール素子の製造工程を説明するための工程断面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the Hall element according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホールセンサの製造工程を説明するための工程平面図である。FIG. 4 is a process plan view for explaining a manufacturing process of the Hall sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態のホールセンサの製造工程を説明するための工程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the Hall sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for explaining the composition of the Hall element of a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a configuration of a Hall element according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for explaining the composition of the Hall element of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a configuration of a Hall element according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態のホール素子の感磁部の構成を説明するための平面図である。It is a top view for explaining composition of a magnetic sensing part of a Hall element of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第４の実施形態のホール素子の構成を説明するための平面図である。It is a top view for explaining the composition of the Hall element of a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第４の実施形態のホール素子の構成を説明するための断面図である。It is a sectional view for explaining the composition of the Hall element of a 4th embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The dimensions, materials, other specific numerical values, and the like shown in the following embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

１．第１の実施形態
（１−１）構成
（１−１−１）ホール素子の構成
図１は、第１の実施形態のホール素子１００の構成を説明するための平面図である。
また、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示すホール素子１００の断面図であり、図２（ａ）は図１に示すホール素子１００のＡ１−Ａ’１断面を示す断面図、図２（ｂ）は図１に示すホール素子１００のＢ１−Ｂ’１断面を示す断面図である。 1. First Embodiment (1-1) Configuration (1-1-1) Configuration of Hall Element FIG. 1 is a plan view illustrating the configuration of a Hall element 100 according to the first embodiment.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of the Hall element 100 shown in FIG. 1, and FIG. 2A shows a cross section taken along line A1-A'1 of the Hall element 100 shown in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line B1-B'1 of the Hall element 100 shown in FIG.

図１及び図２に示すように、第１の実施形態のホール素子１００は、化合物半導体基板（以下、基板と記載する）１０を備えている。また、本実施形態のホール素子１００は、基板１０の一方の面（例えば上面）１０ａ側に形成された感磁部２０と、基板１０の一方の面側に形成されて感磁部２０と電気的に接続された第１〜第４の電極部３１〜３４と、を備える。第１の電極部３１及び第２の電極部３２がホール素子１００の入力電極であり、第３の電極部３３及び第４の電極部３４がホール素子１００の出力電極である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the Hall element 100 according to the first embodiment includes a compound semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a substrate) 10. In addition, the Hall element 100 of the present embodiment is configured such that the magnetically sensitive portion 20 formed on one surface (for example, the upper surface) 10a side of the substrate 10 and the magnetically sensitive portion 20 formed on one surface side of the substrate 10 First to fourth electrode units 31 to 34 that are electrically connected. The first electrode unit 31 and the second electrode unit 32 are input electrodes of the Hall element 100, and the third electrode unit 33 and the fourth electrode unit 34 are output electrodes of the Hall element 100.

以下、ホール素子１００の各部について詳細に説明する。
（基板）
基板１０は、例えばＧａＡｓ基板である。ＧａＡｓ基板の抵抗率は１．０×１０^７Ω・ｃｍ以上である。ＧａＡｓ基板の抵抗率の上限は特に制限はないが、一例を挙げると、１．０×１０^９Ω・ｃｍ以下である。また、基板１０は、Ｓｉ，ＩｎＳｂ等の材料により形成されていてもよい。
基板１０は、平面視で矩形状に形成されている。基板１０の平面視による形状（以下、平面形状と記載する）は、例えば、四角形状、長方形状、角丸四角形状、角丸長方形状である。基板１０は、平面視における外縁に辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有している。 Hereinafter, each part of the Hall element 100 will be described in detail.
(substrate)
The substrate 10 is, for example, a GaAs substrate. The resistivity of the GaAs substrate is 1.0 × 10 ⁷ Ω · cm or more. The upper limit of the resistivity of the GaAs substrate is not particularly limited, but is, for example, 1.0 × 10 ⁹ Ω · cm or less. Further, the substrate 10 may be formed of a material such as Si or InSb.
The substrate 10 is formed in a rectangular shape in plan view. The shape of the substrate 10 in plan view (hereinafter, referred to as a planar shape) is, for example, a square shape, a rectangular shape, a rounded square shape, or a rounded rectangular shape. The substrate 10 has sides S1, S2, S3, and S4 at the outer edge in plan view.

（感磁部）
感磁部２０は、基板１０上の一方の面（例えば上面）側に形成された基板１０よりも低抵抗の層（導電性の高い層）である。なお、本実施形態において、感磁部２０は主要感磁部として機能する。感磁部２０は、基板１０の上面に形成され、断面視による形状（以下、断面形状と記載する）がメサ形状に形成されている。感磁部２０は、断面形状がメサ形状とされることで、平面視における感磁部２０の外縁部に斜面２０ａ（図２参照）を有している。
本実施形態のホール素子１００において、感磁部２０は、平面視で矩形状に形成されている。感磁部２０の平面形状は、例えば、四角形状、長方形状、角丸四角形状、角丸長方形状である。感磁部２０は、平面視における外縁に辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４を有している。感磁部２０は、感磁部２０の外縁の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置される。なお、本実施形態において平行は、製造バラツキ等による角度ずれを含む。 (Magnetic sensing part)
The magnetic sensing unit 20 is a layer (a layer having higher conductivity) having a lower resistance than the substrate 10 formed on one surface (for example, the upper surface) of the substrate 10. In the present embodiment, the magnetic sensing unit 20 functions as a main magnetic sensing unit. The magnetic sensing unit 20 is formed on the upper surface of the substrate 10 and has a mesa shape in a cross-sectional view (hereinafter, referred to as a cross-sectional shape). The magnetic sensing unit 20 has a slope 20a (see FIG. 2) at the outer edge of the magnetic sensing unit 20 in a plan view because the cross-sectional shape is a mesa shape.
In the Hall element 100 of the present embodiment, the magneto-sensitive section 20 is formed in a rectangular shape in plan view. The planar shape of the magnetic sensing unit 20 is, for example, a square shape, a rectangular shape, a rounded square shape, or a rounded rectangular shape. The magnetic sensing unit 20 has sides s1, s2, s3, and s4 at the outer edge in plan view. The magnetic sensing unit 20 is disposed such that sides s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. In the present embodiment, the term “parallel” includes an angle shift due to manufacturing variations or the like.

これは、以下の理由による。
チップであるホール素子１００をモールド樹脂で封止したホールセンサでは、ホール素子１００とモールド樹脂との熱膨張率の違いから、ホール素子１００の基板１０の対角線上の領域には、相対的に強い応力分布が発生する。基板１０に応力分布が発生すると、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕが変動してしまう。
また、基板１０上にメサ形状に加工された感磁部２０を備えるホール素子１００では、感磁部２０の側面（上面視における外縁）に形成された斜面２０ａは、結晶学的に特に圧電効果が大きく、応力によって強い抵抗変動を起こし易い。そして、基板１０の対角線上の領域に斜面２０ａが設けられていることにより、オフセット電圧Ｖｕの変動の影響がより大きくなる。 This is for the following reason.
In the Hall sensor in which the Hall element 100, which is a chip, is sealed with a mold resin, a relatively strong area is provided in a diagonal region of the substrate 10 of the Hall element 100 due to a difference in thermal expansion coefficient between the Hall element 100 and the mold resin. Stress distribution occurs. When a stress distribution occurs on the substrate 10, the offset voltage Vu of the Hall element 100 fluctuates.
Further, in the Hall element 100 including the magnetically sensitive portion 20 processed in the mesa shape on the substrate 10, the inclined surface 20a formed on the side surface (outer edge in top view) of the magnetically sensitive portion 20 has a crystallographically particularly piezoelectric effect. , And a strong resistance change is easily caused by stress. Further, since the slope 20a is provided in a diagonal area of the substrate 10, the influence of the fluctuation of the offset voltage Vu is further increased.

上述したように、本実施形態のホール素子１００では、感磁部２０は、平面視で、感磁部２０の外縁の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。これにより、感磁部２０の斜面２０ａの多くの部分は、強い応力分布が発生する基板１０の対角線上の領域を避けた領域に形成される。このため、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。 As described above, in the Hall element 100 of the present embodiment, in the plan view, the magneto-sensitive portion 20 has the sides s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magneto-sensitive portion 20 as the sides S1, S2, S3, They are arranged so as to be parallel to S4. As a result, most of the slope 20a of the magneto-sensitive portion 20 is formed in a region avoiding a diagonal region of the substrate 10 where a strong stress distribution occurs. Therefore, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.

また、感磁部２０の辺ｓ１の長さは、基板１０の対向する辺Ｓ１の１／４以上の長さであることが好ましい。同様に、感磁部２０の辺ｓ２、ｓ３、ｓ４の長さは、それぞれ、基板１０の対向する辺Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の１／４以上の長さであることが好ましい。これにより、静電気放電（ＥＳＤ：Electro Static Discharge）による素子破壊が起こりにくくなる。また、感磁部２０の面積が大きくなることでホール素子１００の出力信号のノイズ（Ｎ／Ｓ比）が低減する。より好ましくは、１／３以上であり、さらに好ましくは、半分以上である。
また、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４の長さが、それぞれ基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の１／４以上の長さとなることで、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４のうち基板１０の対角線上の領域からより離れた位置に設けられる部分が増加する。したがって、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動がより抑制される。 Further, it is preferable that the length of the side s1 of the magneto-sensitive portion 20 is at least １／ of the length of the opposite side S1 of the substrate 10. Similarly, the lengths of the sides s2, s3, and s4 of the magneto-sensitive portion 20 are preferably at least の of the sides S2, S3, and S4 of the substrate 10 facing each other. As a result, element breakdown due to electrostatic discharge (ESD) is less likely to occur. In addition, the noise (N / S ratio) of the output signal of the Hall element 100 is reduced by increasing the area of the magnetic sensing unit 20. More preferably, it is 1/3 or more, and still more preferably half or more.
In addition, the length of the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 is equal to or longer than ４ of the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. A portion of s1, s2, s3, and s4 provided at a position further away from a diagonal region of the substrate 10 increases. Therefore, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is further suppressed.

感磁部２０の四隅の角ｃ１〜ｃ４の近傍の領域（以下、角部Ｃ１〜Ｃ４と記載する）は、電極部（第１〜第４の電極部３１〜３４）によってそれぞれ覆われていることが好ましい。本実施形態において、感磁部２０の角ｃ１は第１の電極部３１の下部に設けられている。また、感磁部２０の角ｃ２〜ｃ４は、第２〜第４の電極部３２〜３４の下部にそれぞれ設けられている。
これにより、感磁部２０の一部の領域が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する電極（第１〜第４の電極部３１〜３４）によって覆われる。したがって、感磁部２０は、ホール素子１００上面からの応力の影響を受けづらくなり、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。
また、感磁部２０の角部Ｃ１〜Ｃ４は、相対的に強い応力分布が発生する基板１０の対角線上の領域に位置している。相対的に強い応力分布の影響を受けやすい感磁部２０の斜面２０ａが基板１０の対角線上の領域において電極で覆われることにより、より効果的にホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。 Regions near the corners c1 to c4 of the four corners of the magnetic sensing unit 20 (hereinafter, referred to as corners C1 to C4) are covered by electrode units (first to fourth electrode units 31 to 34), respectively. Is preferred. In the present embodiment, the corner c <b> 1 of the magnetic sensing unit 20 is provided below the first electrode unit 31. Further, the corners c2 to c4 of the magnetic sensing unit 20 are provided below the second to fourth electrode units 32 to 34, respectively.
Thereby, a part of the magnetic sensing portion 20 is covered with the electrodes (first to fourth electrode portions 31 to 34) that are plastically deformed flexibly by the stress from the upper surface. Therefore, the magnetic sensing unit 20 is less likely to be affected by the stress from the upper surface of the Hall element 100, and the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.
The corners C1 to C4 of the magneto-sensitive portion 20 are located on diagonal regions of the substrate 10 where a relatively strong stress distribution occurs. Since the slope 20a of the magneto-sensitive portion 20 which is easily affected by the relatively strong stress distribution is covered with the electrode in the diagonal region of the substrate 10, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is more effectively suppressed. You.

図２に示すように、感磁部２０は、基板１０の上面に形成されている。また、感磁部２０は、導電層２１と、導電層２１上に形成された表面層２２とを備えている。導電層２１は、基板１０上に形成されたｎ型ＧａＡｓからなる層である。導電層２１の膜厚は特に制限されないが、製造容易性の観点から５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。
ｎ型ＧａＡｓのｎ型不純物（すなわち、ドナー型不純物）としては公知のものを用いることが可能であり、例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ等を用いることが可能である。ｎ型不純物の濃度（有効キャリア濃度）は特に制限されないが、ホール素子の出力および温度特性の観点から、有効キャリア濃度が、１．０×１０^１５［ｃｍ^−３］以上１．０×１０^１７［ｃｍ^−３］以下であることが好ましく、１．０×１０^１５［ｃｍ^−３］以上１．０×１０^１６［ｃｍ^−３］以下であることがより好ましく、１．０×１０^１５［ｃｍ^−３］以上５．０×１０^１５［ｃｍ^−３］以下であることがさらに好ましい。有効キャリア濃度が上記範囲内であれば、出力の温度依存性を抑制し、かつ、出力の絶対値を得ることが容易になるため好ましい。 As shown in FIG. 2, the magnetic sensing unit 20 is formed on the upper surface of the substrate 10. Further, the magnetic sensing unit 20 includes a conductive layer 21 and a surface layer 22 formed on the conductive layer 21. The conductive layer 21 is a layer made of n-type GaAs formed on the substrate 10. The thickness of the conductive layer 21 is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more and 2000 nm or less, and more preferably 100 nm or more and 1000 nm or less from the viewpoint of ease of production.
As the n-type impurity (that is, donor-type impurity) of the n-type GaAs, a known substance can be used, and for example, Si, Ge, Se, or the like can be used. Although the concentration (effective carrier concentration) of the n-type impurity is not particularly limited, the effective carrier concentration is 1.0 × 10 ¹⁵ [cm ⁻³ ] or more and 1.0 × 10 ¹⁷ from the viewpoint of the output and the temperature characteristics of the Hall element. [Cm ⁻³ ] or less, preferably 1.0 × 10 ¹⁵ [cm ⁻³ ] or more and 1.0 × 10 ¹⁶ [cm ⁻³ ] or less, more preferably 1.0 × 10 ¹⁵ [cm ⁻³ ]. cm ^-3 ] or more and 5.0 × 10 ¹⁵ [cm ^-3 ] or less. When the effective carrier concentration is within the above range, it is preferable because the temperature dependence of the output is suppressed and the absolute value of the output is easily obtained.

また、導電層２１を形成する方法としては、基板１０に不純物をイオン注入して、基板１０の表面近傍又は内部にｎ型ＧａＡｓ層を形成する方法が挙げられる。また、導電層２１を形成する別の方法としては、基板１０上にＭＢＥ（分子線エピタキシー）法若しくはＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition、有機金属気相成長）法により、不純物イオンをドープしながらＧａＡｓ薄膜をエピタキシャル成長させる方法が挙げられる。 As a method for forming the conductive layer 21, there is a method in which an impurity is ion-implanted into the substrate 10 to form an n-type GaAs layer near or inside the surface of the substrate 10. Another method for forming the conductive layer 21 is to dope GaAs while doping impurity ions on the substrate 10 by MBE (Molecular Beam Epitaxy) or MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). There is a method of epitaxially growing a thin film.

表面層２２は、導電層２１上に形成され、導電層２１よりも導電性の低いＧａＡｓ層や、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＡｓ等のなど高抵抗な結晶からなる層である。表面層２２の膜厚は、シート抵抗のばらつきが抑制されたホール素子１００を実現するためには、好ましくは１５０ｎｍ以上であり、より好ましくは２００ｎｍ以上である。また、表面層２２の膜厚は、製造容易性の観点から、好ましくは８００ｎｍ以下であり、より好ましくは６００ｎｍ以下である。なお、表面層はなくてもよい。 The surface layer 22 is formed on the conductive layer 21 and is a GaAs layer having lower conductivity than the conductive layer 21 or a layer made of a high-resistance crystal such as AlGaAs or AlAs. The thickness of the surface layer 22 is preferably 150 nm or more, more preferably 200 nm or more, in order to realize the Hall element 100 in which the sheet resistance variation is suppressed. In addition, the thickness of the surface layer 22 is preferably 800 nm or less, more preferably 600 nm or less, from the viewpoint of manufacturability. The surface layer may not be provided.

表面層２２を形成する方法は特に制限されず、例えばイオン注入法、又は、ＭＢＥ法若しくはＭＯＣＶＤ法を用いたエピタキシャル成長により形成することができる。表面層２２のように、導電層２１よりも導電性の低いＧａＡｓを得る方法としては、導電層２１よりも低い不純物濃度とする方法や、不純物を意図的にドープしない方法などが挙げられる。また、導電層２１と第１〜第４の電極部３１〜３４とを直接オーミック接続するために、表面層２２の一部がエッチングされて、薄膜化又は除去されていてもよい。 The method for forming the surface layer 22 is not particularly limited. For example, the surface layer 22 can be formed by ion implantation or epitaxial growth using MBE or MOCVD. As a method for obtaining GaAs having lower conductivity than the conductive layer 21 like the surface layer 22, there are a method in which the impurity concentration is lower than that in the conductive layer 21, a method in which impurities are not intentionally doped, and the like. Further, in order to directly make ohmic connection between the conductive layer 21 and the first to fourth electrode portions 31 to 34, a part of the surface layer 22 may be etched to be thinned or removed.

感磁部２０の外縁部分に形成された斜面２０ａは、基板１０に対して垂直に近い形状であることが好ましい。
メサ形状に形成された感磁部２０の斜面２０ａにおいて、導電層２１と絶縁膜４０との界面には、酸化物や欠陥に起因するキャリアトラップ源が存在する。このキャリアトラップ源は、ホール素子１００の電気伝導率が時間的にランダムに変化しホール素子１００の出力信号にノイズを発生させる原因となる。そして、感磁部２０の厚さが一定の場合において、感磁部２０の斜面２０ａの角度が垂直に近くなるほど感磁部２０の斜面２０ａから露出する導体層１２ｂの面積が小さくなり、ノイズ発生源となるキャリアトラップ源の存在量が少なくなる。このため、感磁部２０の斜面２０ａが基板１０に対して垂直に近い形状であるほどホール素子１００の出力信号のノイズが改善する。
感磁部２０は、温度特性の観点からＧａＡｓにより形成されることが好ましい。ただし、本実施形態は、ＧａＡｓを材料にして感磁部２０を形成する構成に限定されるものではなく、例えばＩｎＳｂやＩｎＡｓ等の化合物半導体も用いることができる。 It is preferable that the slope 20 a formed at the outer edge portion of the magnetic sensing unit 20 has a shape that is nearly perpendicular to the substrate 10.
At the interface between the conductive layer 21 and the insulating film 40 on the slope 20a of the magnetic sensing portion 20 formed in a mesa shape, a carrier trap source due to an oxide or a defect exists. The carrier trap source causes the electrical conductivity of the Hall element 100 to change randomly with time, causing noise in the output signal of the Hall element 100. When the thickness of the magneto-sensitive portion 20 is constant, the area of the conductor layer 12b exposed from the slope 20a of the magneto-sensitive portion 20 decreases as the angle of the slope 20a of the magneto-sensitive portion 20 becomes closer to the vertical. The amount of the carrier trap source serving as a source is reduced. For this reason, the noise of the output signal of the Hall element 100 is improved as the slope 20 a of the magnetic sensing unit 20 is closer to the shape perpendicular to the substrate 10.
The magnetically sensitive part 20 is preferably formed of GaAs from the viewpoint of temperature characteristics. However, the present embodiment is not limited to the configuration in which the magneto-sensitive portion 20 is formed using GaAs as a material. For example, a compound semiconductor such as InSb or InAs can be used.

（電極部）
第１〜第４の電極部３１〜３４は、基板１０の一方の面（例えば上面）側の対角上の四隅に配置され、感磁部２０と電気的に接続されている。図１に示すように、第１の電極部３１及び第２の電極部３２は、第１の方向Ｄ１で互いに向かい合っている。また、第３の電極部３３及び第４の電極部３４は、第１の方向Ｄ１と平面視で交差する（例えば、直交する）第２の方向Ｄ２で互いに向かい合っている。第１〜第４の電極部３１〜３４は、それぞれ、感磁部２０の角部から感磁部２０の中央部へ延出しており、平面視で、矩形状の一部の領域が除かれた形状（例えば五角形状）とされている。第１〜第４の電極部３１〜３４は、感磁部の中心部の領域を露出させる形状に形成されている。また、本実施形態において、第１の電極部３１、第２の電極部３２、第３の電極部３３及び第４の電極部３４は、それぞれ、感磁部２０の角部ｃ１〜ｃ４を覆う位置に形成される。 (Electrode part)
The first to fourth electrode units 31 to 34 are arranged at four diagonal corners on one surface (for example, the upper surface) side of the substrate 10, and are electrically connected to the magnetic sensing unit 20. As shown in FIG. 1, the first electrode unit 31 and the second electrode unit 32 face each other in a first direction D1. Further, the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 face each other in a second direction D2 that intersects (eg, is orthogonal to) the first direction D1 in plan view. Each of the first to fourth electrode portions 31 to 34 extends from a corner of the magneto-sensitive portion 20 to a central portion of the magneto-sensitive portion 20, and a part of a rectangular shape is removed in plan view. (For example, a pentagonal shape). The first to fourth electrode portions 31 to 34 are formed in a shape exposing a central region of the magnetic sensing portion. Further, in the present embodiment, the first electrode part 31, the second electrode part 32, the third electrode part 33, and the fourth electrode part 34 cover the corners c1 to c4 of the magnetic sensing part 20, respectively. Formed in position.

図２に示すように、第１の電極部３１は、材料が異なる第１の金属膜３１１及び第２の金属膜３１２の積層構造を有している。第１の金属膜３１１及び第２の金属膜３１２が積層された領域は、第１の電極部３１におけるコンタクト部として機能する。第２の電極部３２は、材料が異なる第１の金属膜３２１及び第２の金属膜３２２の積層構造を有している。第１の金属膜３２１及び第２の金属膜３２２が積層された領域は、第２の電極部３２におけるコンタクト部として機能する。なお、図２では、第１の電極部３１、第２の電極部３２の断面を図示しているが、図２に図示しない第３の電極部３３、第４の電極部３４も同様の積層構造を有している。すなわち、第３の電極部３２は、材料が異なる第１の金属膜３３１及び第２の金属膜３３２の積層構造を有している（図１参照）。第１の金属膜３３１及び第２の金属膜３３２が積層された領域は、第３の電極部３３におけるコンタクト部として機能する。第４の電極部３４は、材料が異なる第１の金属膜３４１及び第２の金属膜３４２の積層構造を有している。第１の金属膜３４１及び第２の金属膜３４２が積層された領域は、第４の電極部３４におけるコンタクト部として機能する。
第１の金属膜３１１，３２１としては、例えば、感磁部２０側から順にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕが積層された構造とすることができる。また、第２の金属膜３１２，３２２としては、例えば、感磁部２０側から順にＴｉ／Ａｕが積層された構造とすることができる。
図２に示すように、第１の電極部３１の第１の金属膜３１１及び第２の金属膜３１２間の一部の領域には、絶縁膜４０が形成されている。同様に、第２の電極部３２の第１の金属膜３２１及び第２の金属膜３２２間の一部の領域には、絶縁膜４０が形成されている。絶縁膜４０については後述する。 As shown in FIG. 2, the first electrode unit 31 has a laminated structure of a first metal film 311 and a second metal film 312 made of different materials. The region where the first metal film 311 and the second metal film 312 are stacked functions as a contact portion in the first electrode unit 31. The second electrode portion 32 has a laminated structure of a first metal film 321 and a second metal film 322 made of different materials. The region where the first metal film 321 and the second metal film 322 are stacked functions as a contact portion in the second electrode portion 32. Although FIG. 2 shows a cross section of the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32, the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 not shown in FIG. It has a structure. That is, the third electrode portion 32 has a stacked structure of the first metal film 331 and the second metal film 332 made of different materials (see FIG. 1). The region where the first metal film 331 and the second metal film 332 are stacked functions as a contact portion in the third electrode portion 33. The fourth electrode portion 34 has a stacked structure of a first metal film 341 and a second metal film 342 made of different materials. The region where the first metal film 341 and the second metal film 342 are stacked functions as a contact portion in the fourth electrode portion 34.
For example, the first metal films 311 and 321 may have a structure in which AuGe / Ni / Au are sequentially stacked from the magnetic sensing unit 20 side. Further, the second metal films 312 and 322 can have a structure in which Ti / Au is laminated in order from the magnetic sensing unit 20 side, for example.
As shown in FIG. 2, an insulating film 40 is formed in a part of the first electrode portion 31 between the first metal film 311 and the second metal film 312. Similarly, an insulating film 40 is formed in a part of the second electrode portion 32 between the first metal film 321 and the second metal film 322. The insulating film 40 will be described later.

（絶縁膜）
絶縁膜４０は、感磁部２０の表面及び側面（斜面２０ａ）を覆うように形成されている。また、絶縁膜４０は、第１の電極部３１の第１の金属膜３１１及び第２の金属膜３１２間の一部の領域及び第２の電極部３２の第１の金属膜３２１及び第２の金属膜３２２間の一部の領域に形成されている。絶縁膜４０は、各電極部（第１〜第４の電極部３１〜３４）間の絶縁性を高めるために設けられる。絶縁膜４０としては、例えばシリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）、無機膜（Ａｌ_２Ｏ_３）、ポリイミド膜、それらの膜を複数積層した多層膜を用いることができる。なお、絶縁膜４０は、図２のように第１の金属膜３１１、３２１上にも形成されても、第１の金属膜上には形成されなくともよく、第１の金属膜の下に一部入り込んで形成されてもよい。
なお、図１においては、ホール素子１００の構造を理解しやすくするため、絶縁膜４０は図示されていない。また、感磁部２０上には、図示しない保護層が形成されていてもよい。 (Insulating film)
The insulating film 40 is formed so as to cover the surface and the side surface (the slope 20 a) of the magnetic sensing unit 20. Further, the insulating film 40 is partially formed between the first metal film 311 and the second metal film 312 of the first electrode portion 31 and the first metal film 321 and the second metal film 321 of the second electrode portion 32. Is formed in a partial region between the metal films 322. The insulating film 40 is provided to enhance the insulation between the electrode portions (first to fourth electrode portions 31 to 34). As the insulating film 40, for example, a silicon nitride film (Si ₃ N ₄ film), a silicon oxide film (SiO ₂ film), an inorganic film (Al ₂ O ₃ ), a polyimide film, and a multilayer film in which a plurality of these films are stacked are used. be able to. Note that the insulating film 40 may be formed on the first metal films 311 and 321 as shown in FIG. 2 or may not be formed on the first metal film, and may be formed under the first metal film. It may be formed by partially entering.
In FIG. 1, the insulating film 40 is not shown in order to make the structure of the Hall element 100 easy to understand. Further, a protective layer (not shown) may be formed on the magnetic sensing part 20.

（ワイヤーボンディング領域）
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、ホール素子１００におけるワイヤーボンディング領域を示す平面図及び断面図であり、図３（ａ）はホール素子１００の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すホール素子１００のＣ３−Ｃ’３断面を示す断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＤ３−Ｄ’３断面を示す断面図である。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の電極部３１は、その上面の側に金属細線が接合される第１のワイヤーボンディング領域１４１を有する。第１の電極部３１を構成する第１の金属膜３１１が、第１の電極部３１が感磁部２０と接触するコンタクト領域となる。 (Wire bonding area)
3A to 3C are a plan view and a cross-sectional view illustrating a wire bonding region in the Hall element 100. FIG. 3A is a plan view of the Hall element 100, and FIG. 3A is a cross-sectional view showing a cross section taken along line C3-C'3 of the Hall element 100, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing a cross section taken along line D3-D'3 of FIG.
As shown in FIGS. 3A to 3C, the first electrode portion 31 has a first wire bonding region 141 to which a thin metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 311 forming the first electrode unit 31 becomes a contact region where the first electrode unit 31 contacts the magneto-sensitive unit 20.

また、第２の電極部３２は、その上面の側に金属細線が接合される第２のワイヤーボンディング領域１４２を有する。第２の電極部３２を構成する第１の金属膜３２１が、第２の電極部３２が感磁部２０と接触するコンタクト領域となる。
また、第３の電極部３３は、その上面の側に金属細線が接合される第３のワイヤーボンディング領域１４３を有する。第３の電極部３３を構成する第１の金属膜３３１が、第３の電極部３３が感磁部２０と接触するコンタクト領域となる。
また、第４の電極部３４は、その上面の側に金属細線が接合される第４のワイヤーボンディング領域１４４を有する。第４の電極部３４を構成する第１の金属膜３４１が、第４の電極部３４が感磁部２０と接触するコンタクト領域となる。 Further, the second electrode portion 32 has a second wire bonding region 142 to which a thin metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 321 constituting the second electrode unit 32 becomes a contact region where the second electrode unit 32 comes into contact with the magnetic sensing unit 20.
Further, the third electrode portion 33 has a third wire bonding region 143 to which a thin metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 331 that forms the third electrode unit 33 becomes a contact region where the third electrode unit 33 contacts the magnetic sensing unit 20.
Further, the fourth electrode portion 34 has a fourth wire bonding region 144 to which a thin metal wire is bonded on the upper surface side. The first metal film 341 constituting the fourth electrode unit 34 becomes a contact region where the fourth electrode unit 34 contacts the magnetic sensing unit 20.

つまり、本実施形態において、感磁部２０の中心から見て、第１〜第４のワイヤーボンディング領域１４１〜１４４の各中心位置よりも外側に、第１〜第４の電極部３１〜３４の各コンタクト領域がそれぞれ位置する。
上述したように、第１の電極部３１及び第２の電極部３２はホール素子１００の入力電極であるため、第１の電極部３１のコンタクト領域と第２の電極部３２のコンタクト領域との間の経路がホール素子１００における信号入力経路１４５となる。また、第３の電極部３３及び第４の電極部３４はホール素子１００の出力電極であるため、第３の電極部３３のコンタクト領域と第４の電極部３４のコンタクト領域との間の経路がホール素子１００における信号出力経路１４６となる。 That is, in the present embodiment, the first to fourth electrode portions 31 to 34 are located outside the center positions of the first to fourth wire bonding regions 141 to 144 when viewed from the center of the magnetic sensing portion 20. Each contact area is located.
As described above, since the first electrode portion 31 and the second electrode portion 32 are input electrodes of the Hall element 100, the contact region of the first electrode portion 31 and the contact region of the second electrode portion 32 are different. The path between them becomes the signal input path 145 in the Hall element 100. Further, since the third electrode portion 33 and the fourth electrode portion 34 are output electrodes of the Hall element 100, a path between the contact region of the third electrode portion 33 and the contact region of the fourth electrode portion 34 is provided. Are signal output paths 146 in the Hall element 100.

（１−１−２）ホールセンサの構成
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係るホールセンサ６００の構成例を示す図である。図４（ａ）は、図４（ｂ）に示すホールセンサ６００のＥ４−Ｅ’４断面を示す断面図である。図４（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るホールセンサ６００の構成を示す平面図であり、ホールセンサ６００の構成の理解を容易にするために、モールド部材を省略して示している。図４（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るホールセンサ６００の構成を示す底面図である。図４（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係るホールセンサ６００の構成を示す外観図である。 (1-1-2) Configuration of Hall Sensor FIGS. 4A to 4D are diagrams illustrating a configuration example of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view showing the E4-E′4 cross section of the Hall sensor 600 shown in FIG. 4B. FIG. 4B is a plan view illustrating the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention. In order to facilitate understanding of the configuration of the Hall sensor 600, a mold member is omitted. ing. FIG. 4C is a bottom view illustrating the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4D is an external view showing the configuration of the Hall sensor 600 according to the first embodiment of the present invention.

図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、ホールセンサ６００は、ホール素子１００と、リード端子５２０と、第１〜第４の金属細線（導電性接続部材）５３１〜５３４と、保護層５４０と、モールド部材５５０と、外装めっき層５６０とを備える。また、リード端子５２０は、第１〜第４の端子部５２１〜５２４を有する。
ホールセンサ６００は、例えばアイランドレス構造であり、外部との電気的接続を得るための複数の端子部５２１〜５２４を有する。図４（ｂ）に示すように、第１〜第４の端子部５２１〜５２４は、ホール素子１００の周囲に配置されている。
例えば、第１の端子部５２１と第２の端子部５２２とがホール素子１００を挟んで対向するように配置されており、また、第３の端子部５２３と第４の端子部５２４とがホール素子１００を挟んで対向するように配置されている。そして、第１の端子部５２１と第２の端子部５２２とを結ぶ直線（仮想線）と、第３の端子部５２３と第４の端子部５２４とを結ぶ直線（仮想線）とが平面視で交差している。リード端子５２０（第１〜第４の端子部５２１〜５２４）は、例えば銅（Ｃｕ）等の金属からなる。 As shown in FIGS. 4A to 4D, the Hall sensor 600 includes a Hall element 100, a lead terminal 520, first to fourth thin metal wires (conductive connecting members) 531 to 534, It includes a protective layer 540, a mold member 550, and an exterior plating layer 560. The lead terminal 520 has first to fourth terminal portions 521 to 524.
The hall sensor 600 has, for example, an islandless structure, and has a plurality of terminals 521 to 524 for obtaining electrical connection with the outside. As shown in FIG. 4B, the first to fourth terminal portions 521 to 524 are arranged around the Hall element 100.
For example, the first terminal portion 521 and the second terminal portion 522 are arranged so as to oppose each other with the Hall element 100 interposed therebetween, and the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are formed by holes. They are arranged to face each other with the element 100 interposed therebetween. A straight line (virtual line) connecting the first terminal portion 521 and the second terminal portion 522 and a straight line (virtual line) connecting the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are viewed in plan. Intersect at The lead terminals 520 (first to fourth terminal portions 521 to 524) are made of a metal such as copper (Cu), for example.

第１〜第４の金属細線５３１〜５３４は、ホール素子１００が有する第１〜第４の電極部３１〜３４と、第１〜第４の端子部５２１〜５２４とをそれぞれ電気的に接続する導線であり、例えば金（Ａｕ）からなる。図４（ｂ）に示すように、第１の金属細線５３１は、第１の端子部５２１と第１の電極部３１とを接続している。第２の金属細線５３２は、第２の端子部５２２と第２の電極部３２とを接続している。第３の金属細線５３３は、第３の端子部５２３と第３の電極部３３とを接続している。第４の金属細線５３４は、第４の端子部５２４と第４の電極部３４とを接続している。 The first to fourth thin metal wires 531 to 534 electrically connect the first to fourth electrode portions 31 to 34 of the Hall element 100 and the first to fourth terminal portions 521 to 524, respectively. It is a conductive wire and is made of, for example, gold (Au). As shown in FIG. 4B, the first thin metal wire 531 connects the first terminal portion 521 and the first electrode portion 31. The second thin metal wire 532 connects the second terminal portion 522 and the second electrode portion 32. The third thin metal wire 533 connects the third terminal portion 523 and the third electrode portion 33. The fourth thin metal wire 534 connects the fourth terminal portion 524 and the fourth electrode portion 34.

保護層５４０は、基板１０の第１〜第４の電極部３１〜３４が設けられている面とは反対側の面側を覆っている。保護層５４０は、基板１０を保護可能なものであれば特に限定はなく、導体、絶縁体、又は半導体のうち、少なくとも何れか１つを含んでいてもよい。即ち、保護層５４０は、導体、絶縁体、又は半導体の何れか１つからなる膜であってもよいし、これらのうち２つ以上を含む膜であってもよい。導体としては、例えば、銀ペーストなどの導電性樹脂などが考えられる。絶縁体としては、例えば、エポキシ系の熱硬化型樹脂と、フィラーとしてシリカ（ＳｉＯ_２）とを含む絶縁ペースト、窒化ケイ素、二酸化ケイ素などが考えられる。半導体としては、例えば、Ｓｉ基板やＧｅ基板などの貼り合わせが考えられる。但し、リーク電流防止の観点から、保護層５４０は、絶縁体であることが好ましい。また、保護層５４０は積層構造でもよい。 The protective layer 540 covers the surface of the substrate 10 opposite to the surface on which the first to fourth electrode portions 31 to 34 are provided. The protective layer 540 is not particularly limited as long as it can protect the substrate 10, and may include at least one of a conductor, an insulator, and a semiconductor. That is, the protective layer 540 may be a film made of any one of a conductor, an insulator, and a semiconductor, or may be a film containing two or more of these. As the conductor, for example, a conductive resin such as a silver paste can be considered. Examples of the insulator include an insulating paste containing an epoxy-based thermosetting resin and silica (SiO ₂ ) as a filler, silicon nitride, and silicon dioxide. As the semiconductor, for example, bonding of a Si substrate, a Ge substrate, or the like can be considered. However, from the viewpoint of preventing leakage current, the protective layer 540 is preferably an insulator. Further, the protective layer 540 may have a stacked structure.

モールド部材５５０は、ホール素子１００と、第１〜第４の端子部５２１〜５２４と、第１〜第４の金属細線５３１〜５３４とをモールドしている。言いかえると、モールド部材５５０は、ホール素子１００と、第１〜第４の端子部５２１〜５２４の少なくとも表面側（即ち、金属細線と接続する側の面）と、第１〜第４の金属細線５３１〜５３４とを覆って保護（即ち、樹脂封止）している。モールド部材５５０は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなり、リフロー時の高熱に耐えられるようになっている。 The molding member 550 molds the Hall element 100, the first to fourth terminal portions 521 to 524, and the first to fourth thin metal wires 531 to 534. In other words, the mold member 550 includes the Hall element 100, at least the surface side of the first to fourth terminal portions 521 to 524 (that is, the surface connected to the thin metal wire), and the first to fourth metal portions. The thin wires 531 to 534 are covered and protected (that is, sealed with resin). The mold member 550 is made of, for example, an epoxy-based thermosetting resin, and can withstand high heat during reflow.

図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、ホールセンサ６００の底面側（即ち、感磁部２０に実装する側）では、第１〜第４の端子部５２１〜５２４の第１面（例えば、裏面）の少なくとも一部と、ＧａＡｓ基板１０の第１面（例えば、裏面）の少なくとも一部とが、モールド部材５５０の同一の面（例えば、裏面）からそれぞれ露出している。ここで、第１〜第４の端子部５２１〜５２４の第１面は、第１〜第４の端子部５２１〜５２４がそれぞれ有する複数の面のうち、第１〜第４の金属細線５３１〜５３４と接続している面とは反対側の面である。ＧａＡｓ基板１０の第１面は、ＧａＡｓ基板１０が有する複数の面のうち、第１〜第４の電極部３１〜３４が設けられている面とは反対側の面である。
また、外装めっき層５６０は、モールド部材５５０から露出している端子部５２１〜５２４の裏面に形成されている。外装めっき層５６０は、例えばスズ（Ｓｎ）等からなる。 As shown in FIGS. 4A and 4C, on the bottom side of the Hall sensor 600 (that is, on the side mounted on the magnetic sensing unit 20), the first to fourth terminal units 521 to 524 At least a part of the surface (for example, the back surface) and at least a part of the first surface (for example, the back surface) of the GaAs substrate 10 are exposed from the same surface (for example, the back surface) of the mold member 550. Here, the first surfaces of the first to fourth terminal portions 521 to 524 are, among a plurality of surfaces of the first to fourth terminal portions 521 to 524, respectively, the first to fourth thin metal wires 531 to 541. The surface opposite to the surface connected to 534. The first surface of the GaAs substrate 10 is a surface of the plurality of surfaces of the GaAs substrate 10 opposite to the surface on which the first to fourth electrode portions 31 to 34 are provided.
The exterior plating layer 560 is formed on the back surfaces of the terminal portions 521 to 524 exposed from the mold member 550. The outer plating layer 560 is made of, for example, tin (Sn).

（１−１−３）動作
上述したホールセンサ６００を用いて磁気（磁界）を検出する場合は、例えば、第１の端子部５２２が電源電位（＋）に接続されると共に、第２の端子部５２２が接地電位（ＧＮＤ）に接続されて、第１の端子部５２１から第２の端子部５２２に電流が流される。そして、第３の端子部５２３及び第４の端子部５２４間の電位差Ｖ１−Ｖ２（＝ホール出力電圧ＶＨ）を測定する。ホール出力電圧ＶＨの大きさから磁界の大きさを検出し、ホール出力電圧ＶＨの正負から磁界の向きを検出する。
即ち、第１の端子部５２１は、ホール素子１００に所定電圧を供給する電源用端子部である。第２の端子部５２２は、ホール素子１００に接地電位を供給する接地用端子部である。第３の端子部５２３及び第４の端子部５２４は、ホール素子１００のホール起電力信号を取り出す信号取出用端子部である。 (1-1-3) Operation When detecting a magnetic field (magnetic field) using the above-described Hall sensor 600, for example, the first terminal unit 522 is connected to the power supply potential (+) and the second terminal The portion 522 is connected to the ground potential (GND), and current flows from the first terminal portion 521 to the second terminal portion 522. Then, a potential difference V1−V2 (= Hall output voltage VH) between the third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 is measured. The magnitude of the magnetic field is detected from the magnitude of the Hall output voltage VH, and the direction of the magnetic field is detected from the sign of the Hall output voltage VH.
That is, the first terminal section 521 is a power supply terminal section that supplies a predetermined voltage to the Hall element 100. The second terminal 522 is a ground terminal that supplies a ground potential to the Hall element 100. The third terminal portion 523 and the fourth terminal portion 524 are signal extraction terminal portions for extracting a Hall electromotive force signal of the Hall element 100.

（１−２）製造方法
（１−２−１）ホール素子の製造方法
図５（ａ）〜図５（ｆ）は、ホール素子１００の製造方法を工程順に示す断面図である。図５（ａ）に示すように、まず、基板１０を用意する。基板１０は、例えばＧａＡｓ基板１０である。次に、基板１０の表面から予め設定した深さの位置にドナー型の不純物をイオン注入する。ドナー型の不純物としては、例えばＳｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ又はＣなどが挙げられる。次に、基板１０を加熱して不純物を活性化する。これにより、図５（ｂ）に示すように、基板１０内に、基板１０よりも低抵抗の導電層２１が形成されると共に、この導電層２１の上に表面層２２が形成される。表面層２２は導電層２１よりも不純物濃度が低いため、導電層２１よりも高抵抗な層（すなわち、導電性の低い層）となる。 (1-2) Manufacturing Method (1-2-1) Manufacturing Method of Hall Element FIGS. 5A to 5F are cross-sectional views showing a manufacturing method of the Hall element 100 in the order of steps. As shown in FIG. 5A, first, a substrate 10 is prepared. The substrate 10 is, for example, a GaAs substrate 10. Next, a donor-type impurity is ion-implanted at a position at a predetermined depth from the surface of the substrate 10. Examples of the donor-type impurity include Si, Sn, S, Se, Te, Ge, and C. Next, the substrate 10 is heated to activate the impurities. As a result, as shown in FIG. 5B, a conductive layer 21 having a lower resistance than the substrate 10 is formed in the substrate 10, and a surface layer 22 is formed on the conductive layer 21. Since the surface layer 22 has a lower impurity concentration than the conductive layer 21, the surface layer 22 has a higher resistance than the conductive layer 21 (that is, a layer having lower conductivity).

なお、この不純物を活性化する工程は、図５（ｃ）に示す基板１０のパターニング工程以降に行ってもよい。また、図５（ｃ）に示す工程以降の他の加熱工程と兼用で行ってもよい。また、導電層２１の形成はイオン注入に限定されない。例えば、ＭＯＣＶＤ法により、基板１０上に不純物を高濃度に含むＧａＡｓをエピタキシャル成長することにより導電層２１を形成してもよい。この場合は、導電層２１の形成に続いて、不純物を低濃度に含む（または、不純物を含まない）ＧａＡｓをエピタキシャル成長させることにより、導電層２１上に、導電層２１よりも高抵抗の表面層２２を形成することができる。 The step of activating this impurity may be performed after the step of patterning the substrate 10 shown in FIG. Further, the heat treatment may be performed in combination with another heating step after the step shown in FIG. Further, the formation of the conductive layer 21 is not limited to ion implantation. For example, the conductive layer 21 may be formed by epitaxially growing GaAs containing impurities at a high concentration on the substrate 10 by MOCVD. In this case, following the formation of the conductive layer 21, GaAs containing impurities at a low concentration (or containing no impurities) is epitaxially grown, so that a surface layer having a higher resistance than the conductive layer 21 is formed on the conductive layer 21. 22 can be formed.

次に、図５（ｃ）に示すように、断面視による形状がメサ形状である感磁部２０を形成する。感磁部２０は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、基板１０をパターニングすることにより形成される。
続いて、図５（ｄ）に示すように、感磁部２０が形成された基板１０上に第１の金属膜３１１を部分的に形成する。ここでは、第１の金属膜３１１を、例えばＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜をこの順に積層して形成する。第１の金属膜３１１は、例えばリフトオフ、またはマスク蒸着により形成される。リフトオフは、レジストパターンが形成された基板上に金属膜を蒸着し、その後レジストパターンを取り去ることにより、基板のレジストパターンで覆われていなかった領域上にのみ金属膜を残す方法である。マスク蒸着は、貫通穴が部分的に形成された板を通して基板上に金属膜を蒸着することにより、基板の貫通穴直下の領域上にのみ金属膜を蒸着する方法である。第１の金属膜３１１を形成した後は、基板１０を加熱して、基板１０と第１の金属膜３１１との界面を合金化する。 Next, as shown in FIG. 5C, the magneto-sensitive portion 20 having a mesa shape in a sectional view is formed. The magnetic sensing unit 20 is formed by patterning the substrate 10 using a photolithography technique and an etching technique.
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the first metal film 311 is partially formed on the substrate 10 on which the magnetic sensing part 20 is formed. Here, the first metal film 311 is formed by stacking, for example, an AuGe film, a Ni film, and an Au film in this order. The first metal film 311 is formed by, for example, lift-off or mask evaporation. Lift-off is a method in which a metal film is deposited on a substrate on which a resist pattern is formed, and then the resist pattern is removed, so that the metal film is left only on regions of the substrate not covered by the resist pattern. The mask vapor deposition is a method in which a metal film is vapor-deposited on a substrate through a plate in which a through hole is partially formed, so that the metal film is vapor-deposited only on a region immediately below the through hole of the substrate. After the formation of the first metal film 311, the substrate 10 is heated to alloy the interface between the substrate 10 and the first metal film 311.

次に、図５（ｅ）に示すように、基板１０の第１の金属膜３１１，３２１下から露出している感磁部２０の上面及び斜面２０ａの表面上に絶縁膜４０を形成する。絶縁膜４０は、第１の金属膜３１１，３２１の一部が露出するように形成される。絶縁膜４０は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）である。絶縁膜４０は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で基板１０の上面全体に絶縁膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、この上面全体に形成された絶縁膜をパターニングすることにより形成される。なお、基板１０の上面全体に絶縁膜を形成し、パターニングして絶縁膜４０を形成した後に、第１の金属膜３１１，３２１を形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 5E, an insulating film 40 is formed on the upper surface of the magneto-sensitive portion 20 and the surface of the slope 20a exposed from under the first metal films 311 and 321 of the substrate 10. The insulating film 40 is formed so that parts of the first metal films 311 and 321 are exposed. The insulating film 40 is, for example, a silicon nitride film (SiN film). As the insulating film 40, an insulating film is formed on the entire upper surface of the substrate 10 by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and thereafter, the insulating film formed on the entire upper surface is patterned by using a photolithography technique and an etching technique. It is formed by this. Note that the first metal films 311 and 321 may be formed after an insulating film is formed over the entire upper surface of the substrate 10 and patterned to form the insulating film 40.

次に、図５（ｆ）に示すように、絶縁膜４０が形成された基板１０上に第２の金属膜３１２，３２２を部分的に形成する。ここでは、第２の金属膜３１２，３２２として、例えばＴｉ膜、Ａｕ膜をこの順に積層する。また、第２の金属膜３１２，３２２を、例えばリフトオフ、またはマスク蒸着で形成する。
その後、基板１０上に保護膜（図示せず）等を形成する。そして、基板１０をダイシングして、基板１０を複数のホール素子１００の各々ごとに個片化する。以上の工程を経て、図１等に示したホール素子１００が完成する。 Next, as shown in FIG. 5F, the second metal films 312 and 322 are partially formed on the substrate 10 on which the insulating film 40 is formed. Here, as the second metal films 312 and 322, for example, a Ti film and an Au film are stacked in this order. The second metal films 312 and 322 are formed by, for example, lift-off or mask evaporation.
After that, a protective film (not shown) and the like are formed on the substrate 10. Then, the substrate 10 is diced to singulate the substrate 10 for each of the plurality of Hall elements 100. Through the above steps, the Hall element 100 shown in FIG. 1 and the like is completed.

（１−２−２）ホールセンサの製造方法
図６（ａ）〜図６（ｅ）は、ホールセンサ６００の製造方法を示す工程平面図である。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、ホールセンサ６００の製造方法を示す工程断面図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｅ）において、ダイシングのブレード幅（即ち、カーフ幅）の図示は省略している。
図６（ａ）に示すように、まず、リードフレーム６２０を用意する。このリードフレーム６２０は、図６（ｂ）に示したリード端子５２０が平面視で縦方向及び横方向に複数繋がっている基板である。 (1-2-2) Manufacturing Method of Hall Sensor FIGS. 6A to 6E are process plan views showing a manufacturing method of the Hall sensor 600. 7A to 7D are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the Hall sensor 600. In FIGS. 6A to 6E, the dicing blade width (ie, kerf width) is not shown.
As shown in FIG. 6A, first, a lead frame 620 is prepared. This lead frame 620 is a substrate on which a plurality of lead terminals 520 shown in FIG. 6B are connected in the vertical and horizontal directions in plan view.

次に、図６（ｂ）に示すように、リードフレーム６２０の裏面側に、例えば、基材として耐熱性フィルム５８０の一方の面を貼付する。この耐熱性フィルム５８０の一方の面には例えば絶縁性の粘着層が塗布されている。粘着層は、その成分として、例えばシリコーン樹脂がベースとなっている。この粘着層によって、耐熱性フィルム５８０にリードフレーム６２０を貼付し易くなっている。リードフレーム６２０の裏面側に耐熱性フィルム５８０を貼付することによって、リードフレーム６２０の貫通している貫通領域を、裏面側から耐熱性フィルム５８０で塞いだ状態となる。 Next, as shown in FIG. 6B, for example, one surface of a heat-resistant film 580 as a base material is attached to the back surface of the lead frame 620. One surface of the heat resistant film 580 is coated with, for example, an insulating adhesive layer. The adhesive layer is based on, for example, a silicone resin as a component thereof. This adhesive layer makes it easier to attach the lead frame 620 to the heat-resistant film 580. By attaching the heat-resistant film 580 to the back surface side of the lead frame 620, the penetrating region penetrating the lead frame 620 is closed by the heat-resistant film 580 from the back surface side.

次に、図６（ｃ）に示すように、耐熱性フィルム５８０の粘着層を有する面のうち、第１〜第４の端子部５２１〜５２４で囲まれた領域に、保護層５４０を有するホール素子１００を載置する（即ち、ダイボンディングを行う。）。ここでは、基板１０の第１面を耐熱性フィルム５８０の粘着層を有する面に対向させてダイボンディングを行う。
次に、図６（ｄ）に示すように、第１〜第４の金属細線５３１〜５３４の一端を第１〜第４の端子部５２１〜５２４にそれぞれ接続し、第１〜第４の金属細線５３１〜５３４の他端をホール素子１００の第１〜第４の電極部３１〜３４にそれぞれ接続する（即ち、ワイヤーボンディングを行う。）。そして、図６（ｅ）に示すように、モールド部材５５０を形成する（即ち、樹脂モールドを行う。）。この樹脂モールドは、例えばトランスファーモールド技術を用いて行う。 Next, as shown in FIG. 6C, a hole having a protective layer 540 in a region surrounded by the first to fourth terminal portions 521 to 524 on the surface of the heat-resistant film 580 having the adhesive layer. The element 100 is mounted (that is, die bonding is performed). Here, die bonding is performed with the first surface of the substrate 10 facing the surface of the heat-resistant film 580 having the adhesive layer.
Next, as shown in FIG. 6D, one ends of the first to fourth thin metal wires 531 to 534 are connected to the first to fourth terminal portions 521 to 524, respectively. The other ends of the fine wires 531 to 534 are connected to the first to fourth electrode portions 31 to 34 of the Hall element 100, respectively (that is, wire bonding is performed). Then, as shown in FIG. 6E, a mold member 550 is formed (that is, resin molding is performed). This resin molding is performed using, for example, a transfer molding technique.

例えば図７（ａ）に示すように、下金型５９１と上金型５９２とを備えるモールド金型５９０を用意し、このモールド金型５９０のキャビティ内にワイヤーボンディング後のリードフレーム６２０を配置する。次に、キャビティ内であって、耐熱性フィルム５８０の粘着層を有する面（即ち、リードフレーム６２０と接着している面）の側に加熱し溶融したモールド部材５５０を注入し、充填する。これにより、ホール素子１００と、リードフレーム６２０と、金属細線５３１〜５３４とをモールドする。即ち、ホール素子１００と、リードフレーム６２０の少なくとも表面側と、金属細線５３１〜５３４とをモールド部材５５０で覆って保護する。モールド部材５５０がさらに加熱し硬化したら、該モールド部材５５０をモールド金型から取り出す。 For example, as shown in FIG. 7A, a mold 590 having a lower mold 591 and an upper mold 592 is prepared, and a lead frame 620 after wire bonding is arranged in a cavity of the mold 590. . Next, the mold member 550 that has been heated and melted is injected and filled in the cavity, on the side of the heat-resistant film 580 having the adhesive layer (that is, the surface adhered to the lead frame 620). Thus, the Hall element 100, the lead frame 620, and the thin metal wires 531 to 534 are molded. That is, the Hall element 100, at least the surface side of the lead frame 620, and the thin metal wires 531 to 534 are covered and protected by the mold member 550. When the mold member 550 is further heated and cured, the mold member 550 is removed from the mold.

次に、図７（ｂ）に示すように、モールド部材５５０から耐熱性フィルム５８０を剥離する。これにより、モールド部材５５０からホール素子１００の基板１０を露出させる。そして、図７（ｃ）に示すように、リードフレーム６２０のモールド部材５５０から露出している面（少なくとも、各端子部５２２〜２５のモールド部材５５０から露出している裏面）に外装めっきを施して、外装めっき層５６０を形成する。
次に、図７（ｄ）に示すように、モールド部材５５０の上面（即ち、ホールセンサ６００の外装めっき層５６０を有する面の反対側の面）にダイシングテープ５９３を貼付する。そして、例えば図６（ｅ）に示した仮想の２点鎖線に沿って、リードフレーム６２０に対してブレードを相対的に移動させて、モールド部材５５０及びリードフレーム６２０を切断する（即ち、ダイシングを行う。）。つまり、モールド部材５５０及びリードフレーム６２０を複数のホール素子１００の各々ごとにダイシングして個片化する。以上の工程を経て、図４に示したホールセンサ６００が完成する。 Next, as shown in FIG. 7B, the heat-resistant film 580 is peeled from the mold member 550. Thus, the substrate 10 of the Hall element 100 is exposed from the mold member 550. Then, as shown in FIG. 7C, exterior plating is applied to the surface of the lead frame 620 exposed from the mold member 550 (at least, the back surface exposed from the mold member 550 of each terminal portion 522 to 25). Thus, an exterior plating layer 560 is formed.
Next, as shown in FIG. 7D, a dicing tape 593 is attached to the upper surface of the mold member 550 (ie, the surface of the Hall sensor 600 opposite to the surface having the outer plating layer 560). Then, the blade is relatively moved with respect to the lead frame 620 along, for example, a virtual two-dot chain line shown in FIG. 6E, and the mold member 550 and the lead frame 620 are cut (that is, dicing is performed). Do.) That is, the mold member 550 and the lead frame 620 are diced into each of the plurality of Hall elements 100 to be singulated. Through the above steps, the Hall sensor 600 shown in FIG. 4 is completed.

＜効果＞
（１）ホール素子をモールド樹脂で封止したホールセンサでは、ホール素子とモールド樹脂との熱膨張率の違いから、ホール素子の基板の対角線上の領域には、相対的に強い応力分布が発生し、ホール素子のオフセット電圧Ｖｕが変動してしまう。また、メサ形状に加工された感磁部の斜面は結晶学的に特に圧電効果が大きく、応力によって強い抵抗変動を起こし易いため、基板の対角線上の領域に感磁部の斜面が設けられていることによりオフセット電圧Ｖｕの変動の影響がより大きくなる。 <Effect>
(1) In a Hall sensor in which a Hall element is sealed with a mold resin, a relatively strong stress distribution is generated in a diagonal region of the substrate of the Hall element due to a difference in thermal expansion coefficient between the Hall element and the mold resin. However, the offset voltage Vu of the Hall element fluctuates. In addition, the slope of the magneto-sensitive portion processed into a mesa shape has a particularly large piezoelectric effect crystallographically, and a strong resistance change is easily caused by stress. Therefore, the slope of the magneto-sensitive portion is provided in a diagonal region of the substrate. As a result, the influence of the fluctuation of the offset voltage Vu becomes larger.

これに対して、第１実施形態では、平面視で、感磁部２０の外縁の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４それぞれと対向する基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。すなわち、感磁部２０は、感磁部２０の辺ｓ１が基板１０の辺Ｓ１と平行となるように配置されている。同様に、感磁部２０は、感磁部２０の辺ｓ２、ｓ３、ｓ４が基板１０の辺Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。このため、第１実施形態によれば、応力によって強い抵抗変動を起こし易い感磁部２０の斜面２０ａは、基板１０の対角線上の領域から離れた領域に位置し、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。 On the other hand, in the first embodiment, in plan view, the sides s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magnetic sensing unit 20 are opposed to the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20, respectively. The ten sides S1, S2, S3, S4 are arranged in parallel with each other. That is, the magnetic sensing unit 20 is arranged such that the side s1 of the magnetic sensing unit 20 is parallel to the side S1 of the substrate 10. Similarly, the magnetic sensing unit 20 is arranged such that sides s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S2, S3, and S4 of the substrate 10, respectively. For this reason, according to the first embodiment, the slope 20 a of the magneto-sensitive portion 20, which tends to cause a strong resistance change due to the stress, is located in a region away from the diagonal region of the substrate 10, and the offset voltage Vu of the Hall element 100. Is suppressed.

（２）また、第１実施形態では、感磁部２０の四隅の角部Ｃ１〜Ｃ４が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第１〜第４の電極部３１〜３４によってそれぞれ覆われている。このため、感磁部２０はホール素子１００上面からの応力の影響を受けづらくなり、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。また、これにより、相対的に強い応力分布が発生する基板１０の対角線上の領域に位置する感磁部２０の斜面２０ａが第１〜第４の電極部３１〜３４で覆われるため、より効果的にホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動が抑制される。 (2) In the first embodiment, the corners C1 to C4 of the four corners of the magneto-sensitive portion 20 are covered by the first to fourth electrode portions 31 to 34 that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. ing. Therefore, the magnetic sensing unit 20 is less likely to be affected by the stress from the upper surface of the Hall element 100, and the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed. In addition, since the slope 20a of the magneto-sensitive portion 20 located in a diagonal region of the substrate 10 where a relatively strong stress distribution occurs is covered with the first to fourth electrode portions 31 to 34, more effect is obtained. Thus, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is suppressed.

（３）また、第１実施形態では、感磁部２０の辺ｓ１の長さが基板１０の辺Ｓ１の１／４以上の長さであり、感磁部２０の辺ｓ２、ｓ３、ｓ４の長さは、それぞれ、基板１０の辺Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の１／４以上の長さであることが好ましい。これにより、静電気放電（ＥＳＤ：Electro Static Discharge）による素子破壊が起こりにくくなる。また、感磁部２０の平面視における面積が増大してホール素子１００の出力信号のノイズ（Ｎ／Ｓ比）が低減する。
また、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４のうち基板１０の対角線上の領域からより離れた位置に設けられる部分が増加する。したがって、ホール素子１００のオフセット電圧Ｖｕの変動がより抑制される。 (3) In the first embodiment, the length of the side s1 of the magnetically sensitive part 20 is equal to or longer than １／ of the side S1 of the substrate 10, and the length of the side s2, s3, s4 of the magnetically sensitive part 20 is It is preferable that each of the lengths is at least １／ of the sides S2, S3, and S4 of the substrate 10. As a result, element breakdown due to electrostatic discharge (ESD) is less likely to occur. Further, the area of the magnetic sensing unit 20 in a plan view increases, and the noise (N / S ratio) of the output signal of the Hall element 100 decreases.
In addition, a portion of the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 provided at a position further away from a diagonal region of the substrate 10 increases. Therefore, the fluctuation of the offset voltage Vu of the Hall element 100 is further suppressed.

２．第２の実施形態
上述した第１の実施形態では、平面視で、感磁部２０の角ｃ１〜ｃ４が、第１〜第４の電極部３１〜３４の下部に位置する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。 2. Second Embodiment In the above-described first embodiment, the case where the corners c1 to c4 of the magnetic sensing unit 20 are located below the first to fourth electrode units 31 to 34 in plan view has been described. However, the present invention is not limited to this.

図８は、本発明の第２の実施形態に係るホール素子２００の構成例を示す平面図である。また、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図８に示すホール素子２００をＦ８−Ｆ’８線及びＧ８−Ｇ’８線で切断した断面図である。図８並びに図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るホール素子２００では、平面視で、感磁部２０の角ｃ１〜ｃ４が、第１〜第４の電極部３１〜３４の外側に位置する。すなわち、第１の電極部３１、第２の電極部３２、第３の電極部３３及び第４の電極部３４の各々の外周は、平面視で、感磁部２０の外周で囲まれる領域の内側に位置している。 FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of the Hall element 200 according to the second embodiment of the present invention. 9A and 9B are cross-sectional views of the Hall element 200 shown in FIG. 8 taken along line F8-F'8 and line G8-G'8. As shown in FIGS. 8, 9A and 9B, in the Hall element 200 according to the second embodiment, the angles c1 to c4 of the magnetic sensing unit 20 are equal to the first to fourth angles in plan view. Are located outside of the electrode portions 31 to 34 of FIG. That is, the outer periphery of each of the first electrode unit 31, the second electrode unit 32, the third electrode unit 33, and the fourth electrode unit 34 is a region surrounded by the outer periphery of the magnetic sensing unit 20 in plan view. It is located inside.

このような構成であっても、ホール素子２００において、平面視で、感磁部２０の外縁の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が、基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。また、ホール素子２００では、感磁部２０の四隅の角部Ｃ１〜Ｃ４が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第１〜第４の電極部３１〜３４によってそれぞれ覆われている。したがって、第２の実施形態は、第１の実施形態の効果（１）〜（２）と同様の効果を奏する。
また、ホール素子２００において、感磁部２０の辺ｓ１〜ｓ４の長さが基板１０の辺Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの１／４以上の長さである場合には、第２の実施形態は、第１の実施形態の効果（３）と同様の効果を奏する。 Even with such a configuration, in the Hall element 200, the sides s1, s2, s3, and s4 of the outer edge of the magneto-sensitive portion 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. It is arranged to become. Further, in the Hall element 200, the corners C1 to C4 of the four corners of the magnetic sensing unit 20 are covered by first to fourth electrode units 31 to 34 that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. Therefore, the second embodiment has the same effects as the effects (1) and (2) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are １／ or more of each of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the second embodiment includes: An effect similar to the effect (3) of the first embodiment is obtained.

３．第３の実施形態
上述した第１、第２の実施形態では、感磁部２０の平面形状が矩形状である場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。 3. Third Embodiment In the first and second embodiments described above, the case where the planar shape of the magnetic sensing unit 20 is rectangular is described. However, the present invention is not limited to this.

図１０は、本発明の第３の実施形態に係るホール素子３００の構成例を示す平面図である。また、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０に示すホール素子３００をＨ１０−Ｈ’１０断面及びＪ１０−Ｊ’１０断面を示す断面図である。図１２は、第３の実施形態に係る感磁部２０の構成例を示す平面図である。 FIG. 10 is a plan view showing a configuration example of the Hall element 300 according to the third embodiment of the present invention. FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views showing the H10-H'10 cross section and the J10-J'10 cross section of the Hall element 300 shown in FIG. FIG. 12 is a plan view illustrating a configuration example of the magnetic sensing unit 20 according to the third embodiment.

図１０〜図１２に示すように、第３の実施形態に係るホール素子３００の感磁部２０は、平面形状が矩形状の主要感磁部１２０と、主要感磁部１２０の四隅からそれぞれ外側へ延出された第１〜第４の延出部１２１〜１２４とを備えている。第１の延出部１２１及び第２の延出部１２２は、平面視で、基板１０の第１の対角線１２６の延長線上にそれぞれ位置する。また、第３の延出部１２３及び第４の延出部１２４は、基板１０の第２の対角線１２７の延長線上にそれぞれ位置する。主要感磁部１２０の角部Ｃ１〜Ｃ４は、第１〜第４の電極部３１〜３４によってそれぞれ覆われている。 As shown in FIG. 10 to FIG. 12, the magnetic sensing unit 20 of the Hall element 300 according to the third embodiment includes a main magnetic sensing unit 120 having a rectangular planar shape and outer sides from four corners of the main magnetic sensing unit 120. And first to fourth extending portions 121 to 124 that extend to the right side. The first extension portion 121 and the second extension portion 122 are respectively located on extensions of the first diagonal line 126 of the substrate 10 in plan view. Further, the third extension portion 123 and the fourth extension portion 124 are respectively located on the extension lines of the second diagonal line 127 of the substrate 10. Corners C1 to C4 of the main magnetic sensing unit 120 are covered by first to fourth electrode units 31 to 34, respectively.

第１〜第４の延出部１２１〜１２４の延出端部は、それぞれ第１〜第４の電極部３１〜３４によって覆われている。そして、図１０に示すように、第１の延出部１２１は、第１の電極部３１と電気的に接続している。第２の延出部１２２は、第２の電極部３２と電気的に接続している。第３の延出部１２３は、第３の電極部３３と電気的に接続している。第４の延出部１２４は、第４の電極部３４と電気的に接続している。感磁部２０の第１〜第４の延出部１２１〜１２４の延出端部において、第１〜第４の電極３１〜３４と接続している。各延出端部において、絶縁膜４０が開口部を有し、開口部で延出端部と各電極とが接続する。 Extending ends of the first to fourth extending portions 121 to 124 are covered by first to fourth electrode portions 31 to 34, respectively. Then, as shown in FIG. 10, the first extension part 121 is electrically connected to the first electrode part 31. The second extension section 122 is electrically connected to the second electrode section 32. The third extension 123 is electrically connected to the third electrode 33. The fourth extension part 124 is electrically connected to the fourth electrode part 34. The extending ends of the first to fourth extending portions 121 to 124 of the magnetic sensing portion 20 are connected to the first to fourth electrodes 31 to 34. At each extending end, the insulating film 40 has an opening, and the extending end and each electrode are connected at the opening.

図１０に示すように、主要感磁部１２０は、平面視における外縁に辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４を有している。ここで、主要感磁部１２０の辺ｓ１とは、主要感磁部１２０から延出された隣接する２つの延出部である第１の延出部１２１及び第４の延出部１２４で挟まれた部分を示すものとする。同様に、主要感磁部１２０の辺ｓ２とは、主要感磁部１２０から延出された隣接する第４の延出部１２４及び第２の延出部１２２で挟まれた部分を示すものとする。主要感磁部１２０の辺ｓ３とは、主要感磁部１２０から延出された隣接する第２の延出部１２２及び第３の延出部１２３で挟まれた部分を示すものとする。主要感磁部１２０の辺ｓ４とは、主要感磁部１２０から延出された隣接する第３の延出部１２３及び第１の延出部１２１で挟まれた部分を示すものとする。
主要感磁部１２０から延出された隣接する第１の延出部１２１及び第４の延出部１２４で挟まれた辺ｓ１の長さは、基板１０の辺Ｓ１の１／４以上の長さであることが好ましい。主要感磁部１２０の辺ｓ２〜ｓ４の長さは、それぞれ、基板１０の辺Ｓ２〜Ｓ４の１／４以上の長さであることが好ましい。 As shown in FIG. 10, the main magnetic sensing unit 120 has sides s1, s2, s3, and s4 at the outer edge in plan view. Here, the side s1 of the main magnetic sensing part 120 is sandwiched between two adjacent extending parts, the first extending part 121 and the fourth extending part 124, which extend from the main magnetic sensing part 120. Shall be indicated. Similarly, the side s2 of the main magnetic sensing part 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent fourth extending part 124 and the second extending part 122 extending from the main magnetic sensing part 120. I do. The side s3 of the main magnetic sensing part 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent second extending part 122 and the third extending part 123 extending from the main magnetic sensing part 120. The side s4 of the main magnetic sensing unit 120 indicates a portion sandwiched between the adjacent third extending unit 123 and the first extending unit 121 extending from the main magnetic sensing unit 120.
The length of the side s1 sandwiched between the adjacent first extension portion 121 and the fourth extension portion 124 extending from the main magnetic sensing portion 120 is at least １／ of the side S1 of the substrate 10. Is preferred. It is preferable that the lengths of the sides s2 to s4 of the main magnetic sensing portion 120 are respectively 以上 or more of the sides S2 to S4 of the substrate 10.

このような構成であっても、ホール素子３００において、平面視で、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が、基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。また、ホール素子３００では、感磁部２０の四隅の角部Ｃ１〜Ｃ４が、上面からの応力によって柔軟に塑性変形する第１〜第４の電極部３１〜３４によってそれぞれ覆われている。したがって、第３の実施形態は、第１の実施形態の効果（１）〜（２）と同様の効果を奏する。
また、ホール素子２００において、感磁部２０の辺ｓ１〜ｓ４の長さが基板１０の辺Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの１／４以上の長さである場合には、第３の実施形態は、第１の実施形態の効果（３）と同様の効果を奏する。 Even in such a configuration, in the Hall element 300, the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. Are located in In the Hall element 300, the corners C1 to C4 of the four corners of the magnetic sensing unit 20 are covered by first to fourth electrode units 31 to 34 that are plastically deformed flexibly by stress from the upper surface. Therefore, the third embodiment has the same effects as the effects (1) and (2) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are equal to or more than １／ of each of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the third embodiment includes: An effect similar to the effect (3) of the first embodiment is obtained.

４．第４の実施形態
上述した第３の実施形態では、第１〜第４の延出部１２１〜１２４を有し、主要感磁部１２０の角部Ｃ１〜Ｃ４が第１〜第４の電極部３１〜３４によって覆われている場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。 4. Fourth Embodiment In the above-described third embodiment, first to fourth extension portions 121 to 124 are provided, and corner portions C1 to C4 of the main magnetic sensing portion 120 are formed by first to fourth electrode portions. The case of being covered by 31 to 34 has been described. However, the present invention is not limited to this.

図１３は、本発明の第４の実施形態に係るホール素子４００の構成例を示す平面図である。また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、図１３に示すホール素子３００をＫ１３−Ｋ’１３断面及びＬ１３−Ｌ’１３断面を示す断面図である。
図１３に示すように、第４の実施形態に係るホール素子４００の感磁部２０は、平面形状が矩形状の主要感磁部１２０と、主要感磁部１２０の四隅からそれぞれ外側へ延出された第１〜第４の延出部１２１〜１２４とを備えている。第１の延出部１２１及び第２の延出部１２２は、平面視で、基板１０の第１の対角線１２６の延長線上にそれぞれ位置する。また、第３の延出部１２３及び第４の延出部１２４は、基板１０の第２の対角線１２７の延長線上にそれぞれ位置する。第４の実施形態に係るホール素子４００は、主要感磁部１２０の角部Ｃ１〜Ｃ４が第１〜第４の電極部３１〜３４によってそれぞれ覆われていない点で、第３の実施形態のホール素子３００と相違する。 FIG. 13 is a plan view illustrating a configuration example of a Hall element 400 according to the fourth embodiment of the present invention. FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views showing the K13-K'13 cross section and the L13-L'13 cross section of the Hall element 300 shown in FIG.
As shown in FIG. 13, the magnetic sensing unit 20 of the Hall element 400 according to the fourth embodiment includes a main magnetic sensing unit 120 having a rectangular planar shape and extending outward from four corners of the main magnetic sensing unit 120. First to fourth extending portions 121 to 124. The first extension portion 121 and the second extension portion 122 are respectively located on extensions of the first diagonal line 126 of the substrate 10 in plan view. Further, the third extension portion 123 and the fourth extension portion 124 are respectively located on the extension lines of the second diagonal line 127 of the substrate 10. The Hall element 400 according to the fourth embodiment is different from the Hall element 400 according to the third embodiment in that the corners C1 to C4 of the main magnetic sensing unit 120 are not covered by the first to fourth electrode units 31 to 34, respectively. This is different from the Hall element 300.

主要感磁部１２０から延出された隣接する第１の延出部１２１及び第４の延出部１２４で挟まれた辺ｓ１の長さは、基板１０の辺Ｓ１の１／４以上の長さであることが好ましい。主要感磁部１２０の辺ｓ２〜ｓ４の長さは、それぞれ、基板１０の辺Ｓ２〜Ｓ４の１／４以上の長さであることが好ましい。
このような構成であっても、ホール素子３００において、平面視で、感磁部２０の辺ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４が、基板１０の辺Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とそれぞれ平行となるように配置されている。したがって、第３の実施形態は、第１の実施形態の効果（１）と同様の効果を奏する。
また、ホール素子２００において、感磁部２０の辺ｓ１〜ｓ４の長さが基板１０の辺Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの１／４以上の長さである場合には、第３の実施形態は、第１の実施形態の効果（３）と同様の効果を奏する。 The length of the side s1 sandwiched between the adjacent first extension portion 121 and the fourth extension portion 124 extending from the main magnetic sensing portion 120 is at least １／ of the side S1 of the substrate 10. Is preferred. It is preferable that the lengths of the sides s2 to s4 of the main magnetic sensing portion 120 are respectively 以上 or more of the sides S2 to S4 of the substrate 10.
Even in such a configuration, in the Hall element 300, the sides s1, s2, s3, and s4 of the magnetic sensing unit 20 are parallel to the sides S1, S2, S3, and S4 of the substrate 10 in plan view. Are located in Therefore, the third embodiment has the same effect as the effect (1) of the first embodiment.
In the Hall element 200, when the lengths of the sides s1 to s4 of the magnetic sensing unit 20 are equal to or more than １／ of each of the sides S1 to S4 of the substrate 10, the third embodiment includes: An effect similar to the effect (3) of the first embodiment is obtained.

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 The scope of the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described, but also includes all embodiments that provide equivalent advantages to those intended. Furthermore, the scope of the present invention is not limited to the combination of inventive features defined by the claims, but may be defined by any desired combination of specific features among all disclosed respective features.

１０基板(化合物半導体基板）
１０ａ上面
２０感磁部
２０ａ斜面
２１導電層
２２表面層
３１第１の電極部
３２第２の電極部
３３第３の電極部
３４第４の電極部
４０絶縁膜
１００，２００，３００，４００ホール素子
１２０主要感磁部
１２１第１の延出部
１２２第２の延出部
１２３第３の延出部
１２４第４の延出部
１２６第１の対角線
１２７第２の対角線
１４１第１のワイヤーボンディング領域
１４２第２のワイヤーボンディング領域
１４３第３のワイヤーボンディング領域
１４４第４のワイヤーボンディング領域
１４５信号入力経路
１４６信号出力経路
３１１，３２１，３３１，３４１第１の金属層
３１２，３２２，３３２，３４２第２の金属層
５２０リード端子
５２１第１の端子部
５２２第２の端子部
５２３第３の端子部
５２４第４の端子部
５３１第１の金属細線
５３２第２の金属細線
５３３第３の金属細線
５３４第４の金属細線
５４０保護層
５５０モールド部材
５６０外装めっき層
５８０耐熱性フィルム
５９０モールド金型
５９１下金型
５９２上金型
５９３ダイシングテープ
６００ホールセンサ
６２０リードフレーム 10. Substrate (compound semiconductor substrate)
10a Upper surface 20 Magnetic sensing part 20a Slope 21 Conductive layer 22 Surface layer 31 First electrode part 32 Second electrode part 33 Third electrode part 34 Fourth electrode part 40 Insulating film 100, 200, 300, 400 Hall element 120 Main magnetic sensing part 121 First extension part 122 Second extension part 123 Third extension part 124 Fourth extension part 126 First diagonal line 127 Second diagonal line 141 First wire bonding area 142 second wire bonding area 143 third wire bonding area 144 fourth wire bonding area 145 signal input path 146 signal output path 311,321,331,341 first metal layer 312,322,332,342 second Metal layer 520 Lead terminal 521 First terminal part 522 Second terminal part 523 Third terminal part 524 Fourth terminal part 531 First thin metal wire 532 Second thin metal wire 533 Third thin metal wire 534 Fourth thin metal wire 540 Protective layer 550 Mold member 560 Exterior plating layer 580 Heat resistant film 590 Mold mold 591 Lower mold 592 Upper mold 593 Dicing tape 600 Hall sensor 620 Lead frame

Claims

Rectangular semiconductor board,
Wherein formed on one surface of the semiconductor substrate, it is disposed the magnetic sensitive section shape due cross section having an inclined surface on the outer edge a mesa shape, and the four corners on the diagonal of the one surface side of the semiconductor substrate, An electrode unit electrically connected to the magnetic sensing unit;
A Hall element having
Terminals,
A thin metal wire for connecting the electrode portion and the terminal portion,
At least a portion of the Hall element, at least a portion of the terminal portion, and a mold resin for sealing the thin metal wire,
With
The magnetic sensing part has a rectangular main magnetic sensing part, and in plan view, each side of an outer edge of the main magnetic sensing part and a side of the semiconductor substrate facing each side of the main magnetic sensing part. Hall sensors arranged so as to be parallel to each other.

The Hall sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensing unit includes extending portions extending from four corners of the rectangular main magnetic sensing unit.

The length of the outer edge of the main magnetic sensing portion sandwiched between two adjacent extending portions extending from the main magnetic sensing portion is 1/4 or more of the side of the semiconductor substrate facing the outer edge, respectively. The Hall sensor according to claim 2, wherein

The Hall sensor according to claim 2, wherein an extension end of the extension portion is covered with the electrode portion.

In cross-sectional view, further comprising an insulating film disposed between the magnetic sensing unit and the electrode unit,
The insulating film has an opening,
The Hall sensor according to claim 4, wherein the extension end of the magnetic sensing unit and the electrode contact with each other at the opening.

The Hall sensor according to claim 1, wherein corners of the main magnetic sensing unit are respectively covered by the electrode units.