磁传感器及其制造方法技术

磁传感器及其制造方法，所述磁传感器以如下方式配置，即在配置由霍尔元件、电路等构成的半导体衬底的封装件的小片焊盘形成以与磁收敛板相同的形状及大小凹陷的图案即磁收敛板夹，向此处插入以与形成霍尔元件、电路的半导体衬底不同的工序制作的磁收敛板，在其上由霍尔元件、电路等构成的半导体衬底的背面面向小片焊盘及磁收敛板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于具备磁收敛板并探测垂直及水平方向的磁场的磁传感器及其制造方法。
技术介绍
霍尔元件作为磁传感器能够进行非接触下的位置探测、角度探测，因此广泛用于各种应用。首先，对霍尔元件的磁检测原理进行说明。若对物质中流过的电流施加垂直的磁场，则在对该电流和磁场两者垂直的方向产生电场（霍尔电压）。因此，一般的霍尔元件使电流流过衬底（圆片）表面而检测垂直的磁场分量。进而，已知与用具有高导磁率的材料作成的磁性体薄膜组合，将磁性体薄膜用作为改变磁通的朝向而向霍尔元件引导的磁收敛板，从而不仅能检测垂直方向磁场而且能检测水平方向磁场。为了实现纵磁场灵敏度和横磁场灵敏度之比一致的磁特性偏差小的磁传感器，重要的是霍尔元件与磁收敛板的位置关系（例如，参照专利文献1）。为了减少磁收敛板的位置偏差的影响造成的磁特性偏差，有或者预先使用光刻等的方法来在形成霍尔元件和电路的Si衬底上构图磁收敛板的方法，或者通过镀敷来形成磁收敛板的方法（例如，参照专利文献2）。利用图2简单说明一个例子。首先，如图2（A）所示，将一对霍尔元件2隔开间隔而形成在P型半导体衬底1的表面。在霍尔元件2和P型半导体衬底1的表面形成聚酰亚胺膜等的绝缘体的保护膜3。接着，如图2（B）所示，将磁收敛板的基底导电层11形成在绝缘体的保护膜3上。接着，如图2（C）所示，将抗蚀剂涂敷在基底导电层11上，除去形成磁收敛板的区域的抗蚀剂。而且，如图2（D）所示，通过镀敷，在抗蚀剂被除去的区域形成磁收敛板10。最后，如图2（E）所示，除去剩下的抗蚀剂，从而能够在期望的区域形成磁收敛板10。另外，还有在形成霍尔元件和电路的Si衬底上配置用于磁收敛板的对位的构造物，提高对位的精度而减小磁特性的偏差的方法（例如，参照专利文献3）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012－047708号公报；专利文献2：日本特开2012－151285号公报；专利文献3：日本特开2003－130936号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在通过镀敷或溅射来形成磁收敛板的情况下，为了实现磁性体的顽磁力减少、高磁导率，一般需要在居里点以上的高温进行退火。然而，在形成霍尔元件、电路后不能对磁收敛板施加这样的高温，难以作成磁导率高且顽磁力小的磁收敛板。另外，在配置用于磁收敛板的对位的构造物的情况下，因对位用的构造物的形成、磁收敛板配置后的构造物的除去等而存在工序增加这一难点。本专利技术目的在于提供以位置偏差较小地在形成霍尔元件、电路的衬底上配置高磁导率且顽磁力小的磁收敛板并且抑制了操作工序的增加的磁传感器及其制造方法。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术采用如下的构成。以如下内容为特征的具有磁收敛板的磁传感器的制造方法，即在配置由霍尔元件、电路等构成的半导体衬底的封装件的小片焊盘（die pad）形成以与磁收敛板相同的形状及大小凹陷的图案即磁收敛板夹（folder），向磁收敛板夹插入以与形成霍尔元件、电路的半导体衬底不同的工序制作的磁收敛板，在其上方配置由霍尔元件、电路等构成的半导体衬底。专利技术效果通过利用上述方案，能够抑制磁收敛板的位置偏差，减小磁特性的偏差。另外，由于在封装件的小片焊盘形成磁收敛板的对位用磁收敛板夹，所以不会增加工序而能够抑制制造成本。另外，用不同的工序制作磁收敛板和电路，从而能够在形成磁性体膜后进行高温热处理，所以，能作成高磁导率且低顽磁力的磁收敛板，能实现更加高灵敏度高精度的磁传感器。另外，通过在圆片（wafer）背面侧配置磁收敛板，能实现抑制了应力造成的偏置电压的增大的磁传感器。附图说明【图1】是本专利技术的实施方式即磁传感器的制造方法相关的截面图。【图2】是现有的利用镀敷的磁收敛板形成方法相关的说明图。【图3】是本专利技术的磁收敛板及磁收敛板夹相关的俯视图。具体实施方式以下，边参照附图边对用于实施本专利技术的方式详细地进行说明。图1是表示本专利技术的实施方式的磁传感器的制造方法相关的截面图。首先，如图1（A）所示，通过通常的半导体制造工艺在P型半导体衬底1形成构成包含霍尔元件2的磁传感器的半导体电路。霍尔元件2是具有正方形或十字型的具有4节旋转轴的垂直磁场感受部、和在其各顶点及端部同一形状的表面n型高浓度杂质区域的垂直磁场检测控制电流输入端子及垂直磁场霍尔电压输出端子的横型霍尔元件。在半导体衬底1的表面形成一对以上的霍尔元件2。此外，在形成有构成包含霍尔元件2的磁传感器的半导体电路的半导体衬底1的表面形成由聚酰亚胺等的绝缘体构成的保护膜3。然后，形成磁传感器的半导体衬底1被单片化，成为半导体芯片。接着，利用图1（B），对封装件的小片焊盘100进行说明。封装件的小片焊盘100具有与通过半导体衬底1的单片化而得到的设有磁传感器的半导体芯片相同程度的平面尺寸，在配置磁收敛板10的位置，形成具有与磁收敛板10相同的形状及尺寸的凹陷的图案即磁收敛板夹100A。磁收敛板夹100A成为例如矩形或者圆形的凹部。以若在该凹部收纳磁收敛板10时，则小片焊盘100的表面高度和磁收敛板10的表面高度成为相同的方式，调节凹部的深度和磁收敛板的厚度。也可以说成在磁收敛板夹100A的截面形状正好收进磁收敛板10的截面形状。此时，优选将磁收敛板夹100A形成在半导体衬底1所形成的霍尔元件2来到磁收敛板10的边缘附近那样的位置。封装件的小片焊盘100用树脂或者陶瓷等的绝缘体来制作。封装件的小片焊盘100利用模具形成，所以，只要先在模具形成磁收敛板夹图案，在封装件小片焊盘形成时就不用追加工序。图3是本专利技术所涉及的磁收敛板及磁收敛板夹相关的俯视图。如图所示，磁收敛板10是圆、正方形、或十字型等的具有4节旋转轴的平面形状，在外周的一处或多处具有磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部。进而，磁收敛板夹100A也对照具有磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部的磁收敛板而作成相同形状，从而能够毫不勉强地收纳磁收敛板。一般薄膜状的磁收敛板具有磁各向异性，所以通过使磁收敛板的旋转方向的位置一致，使磁收敛板的结晶方向一致，抑制磁各向异性导致的磁特性的偏差，成为特性偏差小的磁传感器。此外，在图3中为了说明而将存在于霍尔元件2与磁收敛板10之间的半导体衬底1设为透明，并未绘出。另外，磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部优选与磁收敛板的大小相比较小地形成，以不对霍尔元件2的磁特性造成影响。进而在粘贴磁收敛板10和形成有磁收敛板夹100A的磁传感器芯片时，为了使得磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部不会对霍尔元件的磁特性造成影响，优选以使磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部远远离开霍尔元件2的方式设计磁收敛板夹3A及磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部的位置。顺便说一下，图3（A）的磁收敛板10及磁收敛板夹100A成为与定位平板（orientation flat）类似的、具有通过与圆的切线平行地切去圆形的一部分而形成的直线（弦）部10A的圆形状。图3（B）的磁收敛板10及磁收敛板夹100A为具有凹部（凹槽）10B的圆形状；图3（C）的磁收敛板10及磁收敛板夹100A为具有凸部10C的圆形状；图3（D）的磁收敛板10及磁收敛板夹100A为具有多个凹部10D的圆形状；图3（E）的磁收敛板10及磁收敛板夹100A为具有角部欠缺的部分10E的十字型；图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传感器的制造方法，该磁传感器具备磁收敛板，该磁传感器的制造方法具有：准备在表面设有霍尔元件的半导体衬底的工序；形成磁收敛板、对所述磁收敛板进行高温退火的工序；形成具备凹形状的磁收敛板夹的小片焊盘的工序；将所述磁收敛板收纳于所述磁收敛板夹的工序；以及将所述半导体衬底的背面粘贴到所述小片焊盘及所述磁收敛板的表面的工序。

【技术特征摘要】
2015.02.26 JP 2015-037331;2015.12.24 JP 2015-252361.一种磁传感器的制造方法，该磁传感器具备磁收敛板，该磁传感器的制造方法具有：准备在表面设有霍尔元件的半导体衬底的工序；形成磁收敛板、对所述磁收敛板进行高温退火的工序；形成具备凹形状的磁收敛板夹的小片焊盘的工序；将所述磁收敛板收纳于所述磁收敛板夹的工序；以及将所述半导体衬底的背面粘贴到所述小片焊盘及所述磁收敛板的表面的工序。2.如权利要求1所述的磁传感器的制造方法，其特征在于，所述高温退火的工序中的处理温度为800～1200℃。3.如权利要求1或2所述的磁传感器的制造方法，其特征在于，所述高温退火的所述磁收敛板在外周的一处或多处形成有磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部，除了所述磁收敛板旋转方向对位用的凹部或凸部之外，在俯视下，形成为包括圆或正方形在内的具有4节旋转轴的形状。4.如权利要求1或2所述的磁传感器的制造方法，其特征在于，使所述高温退火的所述磁收敛板的俯视形状对照所述磁收敛...

【专利技术属性】
技术研发人员：飞冈孝明，海老原美香，
申请(专利权)人：精工半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP