[發(fā)明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710153356.2
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107192966B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 岸松雄;高浜未英;高橋寬;海老原美香;飛岡孝明
• 申請（專利權）人: 艾普凌科有限公司
• 主分類號: G01R33/00
• 分類號: G01R33/00;G01R33/07;H01L27/22;H01L43/06;H01L43/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉培勇;付曼

提供一種半導體裝置及其制造方法，其特征在于，具有：設有多個霍爾元件的半導體襯底；以及設在所述半導體襯底上的具有磁會聚功能的磁性體，在所述半導體襯底上的所述磁性體的縱截面外形形狀中，作為在該外周部的至少一部分具有大致1/4圓形狀的部分和與它相連的部分，具有與所述半導體襯底大致平行的部分。

技術領域

本發(fā)明涉及用于檢測磁力的半導體裝置及其制造方法。更具體涉及通過具備多個霍爾元件和用于會聚通過該半導體裝置附近的磁通的磁性體、能夠高靈敏度地檢測2維或3維方向的磁力的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

用于通過霍爾效應來檢測磁力的半導體裝置很早就為人所知，進而，為了提高其靈敏度、性能，或者檢測來自2維或3維方向的磁力，提出了將霍爾元件和磁性體組合的半導體裝置。

例如，利用專利文獻1中記載的霍爾效應的磁場方向傳感器，配置有多個霍爾元件和在這些霍爾元件區(qū)域上部具有平坦的形狀的由軟磁性體材料構成的磁會聚板。

在該磁場方向傳感器中，磁會聚板的端部配置在霍爾元件區(qū)域，因此由磁會聚板會聚的磁通在霍爾元件表面附近沿相對于霍爾元件垂直方向集中，因此通過霍爾元件的磁通密度變高，其檢測靈敏度也變高。進而，分別檢測通過多個霍爾元件的磁通的強度，并通過運算，能夠算出磁通的方向和各個方向上的強度。由此，能夠以該傳感器為基準沿坐標軸分解相對于磁場方向傳感器的磁通的方向。相對于單純的霍爾元件的磁傳感器，能夠謀求顯著的性能提高。

另外，專利文獻2所記載的利用霍爾效應的磁傳感器基于與專利文獻1同樣的構造和原理。由于磁會聚板和搭載它的半導體襯底之間產生的材料的差異造成的應力、特別是熱膨脹差造成的應力會對傳感器特性產生較大的影響，因此具有用于減小該影響的構造。

為了達到該目標，該磁傳感器采用了在磁會聚板與半導體襯底之間形成基底層，使與該基底層的半導體襯底連接的面積小于磁會聚板的面積，并且使該基底層的至少一部分覆蓋霍爾元件區(qū)域這樣的構造。

另外，在利用專利文獻2中記載的霍爾效應的磁傳感器中，采用通過規(guī)定磁會聚板的縱截面的形狀，來提高其性能的方案。

圖6是用于說明現有的磁傳感器即專利文獻2中記載的磁傳感器的圖，示出了主要部分的縱截面圖。

圖6（a）中示出使所述基底層的面積小于磁會聚板的面積的磁傳感器，在半導體襯底101a的一個表面附近埋入而形成的霍爾元件102a及102b的表面形成絕緣保護層103，在該表面以覆蓋霍爾元件102a、102b的方式形成基底層104，進而在其上部以大于基底層104的面積的方式形成由磁性材料構成的磁會聚板105a。

圖6（b）及（c）中示出使磁會聚板105b、105c的端面方向帶有由直線構成的錐度的構造。

然而，將會在霍爾元件區(qū)域上產生應力的基底層、磁會聚板直接連接，不是優(yōu)選的，想要改善元件性能也要避免的是在霍爾元件區(qū)域上形成基底層、磁會聚板等的構造體這一點。

另外，想要將磁通效率良好地垂直會聚到沿平行方向（面方向）形成在半導體襯底的霍爾元件區(qū)域面，優(yōu)選使磁會聚板的端面朝向霍爾元件方向，進而具有如成為使磁會聚板之中通過與半導體襯底平行的方向部的磁通在磁會聚板端部相對于半導體襯底沿垂直方向效率良好地偏向的構造的曲率，以圖6（b）及（c）所示的錐度構造是不夠的。

具有磁會聚板的磁傳感器的制作方法，如在專利文獻2或專利文獻3中記載的那樣，通過光刻法、氣相鍍敷法及電解鍍敷法來進行，但是作為形成具有直線錐度的磁會聚板105b或105c的方法，能采用利用光致抗蝕劑進行的作為電解鍍用模的形狀規(guī)定。

另一方面，已知通過組合光刻法和電解鍍敷法，形成大致1/4圓形形狀的鍍敷物的方法（例如，專利文獻3）。

依據該方法，能夠通過電解鍍敷法來形成具有截面形狀中具有大致1/4圓形形狀的曲面的構造體。